摘要：文章從理論上對鋼筋樁進(jìn)行了闡述，并結合工程實(shí)例，介紹了鋼筋樁在某廠(chǎng)房加固中的應用，對從事工程設計、施工的技術(shù)人員，特別是對于加固補強的人員，具有一定的參考價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：鋼筋樁；廠(chǎng)房加固；加固補強

　　鋼筋樁是將粗鋼筋（鋼筋直徑≥25mm）作為豎向結構構件直接打入地下，粗鋼筋作為受力構件直接承擔上部結構傳來(lái)的豎向荷載。鋼筋樁屬于柔性樁，一般僅適合用于基巖埋深較淺，上部土層為黏土或亞黏土的土層，樁尖打入基巖一定深度，作為支點(diǎn)，樁身置于土層中，土對鋼筋樁的側向壓力起到側向支承作用，鋼筋樁的穩定性主要取決于樁側土層的抗剪中，土對鋼筋樁的支承力則取決于樁尖處于基巖的強度和樁尖進(jìn)入基巖的深度。

　　鋼筋樁一般是按端承樁考慮，鋼筋樁并不能考慮由它承擔基礎上的全部荷載，僅起到減少基底應力的作用。在工程加固中采用鋼筋對基礎加固補強的應用實(shí)例并不多見(jiàn)，其主要原因有：

　　首先，鋼筋樁是柔性樁，而且樁的直徑較細，直接用鋼筋樁來(lái)承擔豎向荷載，樁的穩定性問(wèn)題是其主要弱點(diǎn)。

　　其次，采用鋼筋樁加固工程的實(shí)踐太小，相關(guān)的試驗資料比較匱乏，一般設計單位和業(yè)主不敢采用。

　　再次，由于鋼材的銹蝕原因，直接將鋼筋打入在潮濕的土層中，鋼筋的耐久性令人擔心。

　　由于鋼筋樁的施工工藝非常簡(jiǎn)單，施工速度快，鋼筋樁的長(cháng)度方向的連接處理直接和簡(jiǎn)便，因此，這種樁特別適合用于場(chǎng)地狹窄，凈空低矮的工程地基的加固。目前在工程地基加固領(lǐng)域中廣泛采用樹(shù)根樁、錨桿靜壓樁等微型樁的同時(shí)，在遇到特殊的施工場(chǎng)地和環(huán)境條件的地基加固方案選擇時(shí)，鋼筋樁也不失為一種有效的加固手段，值得研究與開(kāi)發(fā)。

　　一、鋼筋樁的應用范圍

　　采用鋼筋樁對地基進(jìn)行加固補強有一定的局限性，這種方法對工程的土質(zhì)、基巖的深度以及基礎的形式均有要求，當這類(lèi)基礎發(fā)生了如下問(wèn)題，就可以考慮采用鋼筋樁進(jìn)行加固補強：

　　1．地基和基礎承載力不足時(shí)；

　　2．由于地質(zhì)勘察、設計和施工原因，建筑物建成后，發(fā)生不均勻沉降；

　　3．建筑的地基基礎加固；

　　4．土體邊坡穩定加固等。

　　二、鋼筋樁施工的主要特點(diǎn)

　　1．鋼筋樁的打樁施工對施工場(chǎng)地要求不高。

　　2．鋼筋樁打樁施工時(shí)噪音小，振動(dòng)小，對周邊建筑物影響小。

　　3．鋼筋樁施工過(guò)程所有操作都可在地面上進(jìn)行，比較方便。

　　4．鋼筋樁與原有基礎承臺聯(lián)結成一個(gè)整體，基礎與鋼筋樁共同工作，承擔上部荷載。

　　5．鋼筋樁的樁徑很小，因而施工對原有的建筑物的基礎和承臺幾乎不產(chǎn)生擾動(dòng)。

　　三、工程實(shí)例

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　　某廠(chǎng)試驗車(chē)間接跨工程，長(cháng)30m，跨度為（15+21）m，廠(chǎng)房高度13m，基礎做法是：素混凝土墊層上做混凝土杯口基礎，杯口基礎下設計未考慮做樁基礎；廠(chǎng)房上部結構為鋼筋混凝土排架結構。距離本車(chē)間東山墻5m處一幢6層樓的綜合辦公樓。

　　該廠(chǎng)房基礎處于坳鉤地段，場(chǎng)地各層土層的厚度和性質(zhì)在垂直和水平方向上有一定差異，且底部是基巖風(fēng)化帶面起伏較大，坡度最大可達到20°～30°，廠(chǎng)房荷載分布不均勻，山墻處集中荷載較大，內設30t橋式吊車(chē)1臺。

　　接跨工程剛竣工后不滿(mǎn)1年，廠(chǎng)房就出現了較嚴重的使用功能方面的問(wèn)題，主要問(wèn)題如下：東山墻與屋面板的交接處被拉裂開(kāi)，防水卷材被拉裂，出現漏水現象；東山墻與邊柱已經(jīng)分離，且整個(gè)山墻朝東外傾斜；廠(chǎng)房沿墻面出現不同程度的裂縫，裂縫在16-17軸處尤為嚴重，窗間墻處已出現45°斜裂縫，并已貫通。從整個(gè)廠(chǎng)房來(lái)看，裂縫的主要特點(diǎn)是：

　　1．伸縮縫處的裂縫是上寬下窄；

　　2．山墻與抗風(fēng)柱、邊柱間的裂縫是上大下��；

　　3．廠(chǎng)房北面的裂縫比南面多；

　　4．廠(chǎng)房地坪上的裂縫在接跨軸線(xiàn)16-17處突然增加，并且裂縫的走向是平行于橫軸線(xiàn)，被裂縫分割出的兩塊地坪之間出現了西高東低的現狀。

　　經(jīng)對裂縫產(chǎn)生的原因分析，主要是接跨廠(chǎng)房車(chē)間是建造在地質(zhì)的坳溝地段,場(chǎng)地各土層的厚度和性質(zhì)在垂直和水平方向存在著(zhù)一定的差異，且土層底部基巖風(fēng)化帶面起伏較大，起伏坡度最大可達20°～30°，廠(chǎng)房的上部荷載分布不均勻，山墻處的集中荷載較大，因此，實(shí)際裂縫所產(chǎn)生的現狀基本與地質(zhì)報告所描述的基巖起伏情況相吻合。

　　由于廠(chǎng)房的裂縫還在隨時(shí)間繼續發(fā)展（現場(chǎng)測試裂縫按速度按8mm/月的速度發(fā)展），裂縫的發(fā)展已嚴重影響到廠(chǎng)房的正常使用，并對在車(chē)間工作的人員構成了人身安全的威脅，因此必須采取措施控制裂縫的開(kāi)展，并對廠(chǎng)房的基礎進(jìn)行有效的加固。

　�。ǘ�）對裂縫的現場(chǎng)處理及加固方法選擇

　　因為裂縫還在發(fā)展，對本次工程質(zhì)量問(wèn)題的處理需要分為二個(gè)方面進(jìn)行，即一是降低和延緩裂縫的發(fā)展速度；二是對廠(chǎng)的基礎進(jìn)行承載能力的加固補強。

　　1．降低和延緩裂縫的發(fā)展措施。

　�。�1）限制車(chē)間內30t行車(chē)的運行范圍，不允許行車(chē)在16-17軸的范圍內運行，減小廠(chǎng)房的附加豎向荷載；

　�。�2）將車(chē)間山墻17軸線(xiàn)的實(shí)心磚墻全部拆除，然后將實(shí)心磚墻改為砌空心磚墻，這樣可以有效地減低17軸線(xiàn)處山墻荷載；

　�。�3）對廠(chǎng)房伸縮縫和山墻女兒墻的防水節點(diǎn)進(jìn)行重新處理，防止雨水對地基基礎的侵蝕。

　　2．對廠(chǎng)房基礎加固補強的方案。本次對廠(chǎng)房基礎加固補強的核心工作是考慮如何對山墻處已經(jīng)嚴重沉降的杯口基礎進(jìn)行豎向承載能力的加固和補強。本施工現場(chǎng)對加固方案的選擇和實(shí)施還有一些具體的限制條件。

　�。�1）山墻基礎緊鄰原有的綜合辦公樓，廠(chǎng)房與辦公樓之間的空間狹小，施工工作面不能允許體積較大的樁基施工機械進(jìn)出本現場(chǎng)；

　�。�2）對本廠(chǎng)房的基礎加固施工時(shí)，不能影響臨近的原有建筑物的安全，不能擾動(dòng)和改變原實(shí)驗車(chē)間的靜力平衡狀態(tài)；

　�。�3）在基礎加固期間原有的實(shí)驗車(chē)間不能停產(chǎn)，原有的綜合辦公樓需要正常的工作與辦公；

　�。�4）工廠(chǎng)的總體生產(chǎn)計劃要求，本生產(chǎn)車(chē)間的正常產(chǎn)品生產(chǎn)必須很快恢復正常的狀態(tài)，因此，對基礎實(shí)施的加固補強施工時(shí)間不能長(cháng)，一次加固完成后不能留有后患。

　　因此，本廠(chǎng)房的基礎加固工作是一個(gè)比較棘手的問(wèn)題，排除了混凝土預制樁、鉆孔灌注樁以及鋼板樁等方案后，選擇了對環(huán)境影響最小、施工最為簡(jiǎn)便、加固施工工期最短并且加固費用最為經(jīng)濟的鋼筋方案。

　�。ㄈ�）加固方案的實(shí)施

　　1．鋼筋樁。設計的鋼筋樁的直徑為32，每根鋼筋樁的樁長(cháng)需要根據所處的地質(zhì)位置不同、基巖的深度變化情況來(lái)確定，即每根鋼筋樁的樁尖必須進(jìn)入基巖內≥50cm進(jìn)行有效地嵌固才能達到設計要求，一般為約10m左右。鋼筋樁全長(cháng)是通過(guò)一段一段的標準節焊接完成的，每一工標準鋼筋樁長(cháng)4m，首節鋼筋樁（樁頭）要求做磨處理，鋼筋樁表面在施打前要求做防銹處理。

　　鋼筋樁在施工下打過(guò)程中樁身的垂直度是通過(guò)二臺正交的經(jīng)緯儀來(lái)控制的。

　　2．鋼筋樁與基礎承臺連接。

　�。�1）將原有廠(chǎng)房的杯口基礎暴露出土層，將杯口基礎二邊鑿開(kāi)，并分別擴寬300mm，以便打入鋼筋樁；

　�。�2）將鋼筋樁按設計位置打入后，在擴寬部位做素混凝土墊層，厚度與原廠(chǎng)房杯口基礎相同；

　�。�3）鋼筋樁是通過(guò)400mm長(cháng)的φ14短鋼筋與原杯口基礎的主鋼筋焊接相連接，燭接的搭接長(cháng)度要求≥80mm；

　�。�4）杯口基礎二次澆筑混凝土前需要對接頭表面進(jìn)行糕鑿毛處理，鑿毛面在澆筑混凝土前需要進(jìn)行24h濕潤處理，然后用C20混凝土澆筑完成。

　　3．基礎加固的施工程序。

　　4．鋼筋樁的試驗。為了檢驗鋼筋樁的加固基礎的實(shí)際效果，現場(chǎng)抽取了兩根鋼筋樁做靜荷載試驗，為了進(jìn)行數據對此，現場(chǎng)分別選擇了一根φ25和一根φ32的鋼筋樁進(jìn)行靜荷載試驗和數據比較。

　　靜載試驗采用了錨樁方案，千斤頂加載。試驗荷載級取0.5～1t為相鄰級差，卸荷級差為5t。由于鋼筋樁是樁尖打入基巖的柔性樁，其破壞應該是由鋼筋受壓失穩造成的，所以在靜載試驗過(guò)程中，每級加荷后持荷的時(shí)間沒(méi)有必要太長(cháng)，保持載5～30min就可以了。終止加荷條件也是從鋼筋樁的受力特性來(lái)考慮，受壓失穩主要表現在樁的突然下沉就傾斜，柱頂產(chǎn)生水平位移，所以試樁的終止加載條件確定為：

　�。�1）樁發(fā)生不停滯的下沉；

　�。�2）某級加荷后樁頂的下沉超過(guò)一級荷載的5倍；

　�。�3）樁頂發(fā)生水平位移大于20mm。

　　通過(guò)靜荷載實(shí)驗，取得了φ25鋼筋樁靜荷試驗數據和φ32鋼筋樁靜荷載試驗數據。

　　對靜荷載實(shí)驗所取得的數據進(jìn)行分析：從本次鋼筋樁的靜荷載試驗的P-S曲線(xiàn)上看，φ25鋼筋樁的拐點(diǎn)出現在P=12t；φ32鋼筋樁加荷載至21t時(shí)尚未出現破壞現象，由于這根試樁與兩邊的錨樁三點(diǎn)不在同一直線(xiàn)上（其偏差為25mm），故試壓力與加荷梁出現偏心。致使加荷梁產(chǎn)生側向彎曲。而試樁位能做到破壞。

　　按φ（8～10）（REI）1/2公式進(jìn)行計算并將計算結果與靜荷載試驗進(jìn)行結果對比，當土的抗剪強度=0.375時(shí)，φ25鋼筋樁的φ=12t，基本與鋼筋的抗壓極限相當，故說(shuō)明試樁是在屈服后破壞的。

　　通過(guò)在本地基加固工程中對鋼筋樁進(jìn)行靜荷截試驗可以得到一些初步結論：

　�。�1）采用粗鋼筋直接作為結構樁，其具有相當的承載能力的，該承載能力甚至可以達到鋼筋的受壓極限；

　�。�2）鋼筋樁是柔性樁，如何來(lái)解釋為什么柔性的鋼筋樁在本次靜荷載試驗中不出現失穩現象？對本工程的土層情況和廠(chǎng)房基礎情況進(jìn)行分析，本次鋼筋樁打樁是在已經(jīng)建成的原有廠(chǎng)房基礎下進(jìn)行的，該基礎下的土體長(cháng)期在廠(chǎng)房的附加荷載作用下，土體空隙水已經(jīng)大量排除，土體也趨于初步固結，因此，可以認為土體的抗剪強度大為提高，廠(chǎng)房的荷載相當于對廠(chǎng)房下范圍內的土體進(jìn)行了預壓地基。

　　四、結語(yǔ)

　　通過(guò)采用鋼筋樁加固后，本廠(chǎng)房不均勻沉降得到控制，加固后通過(guò)一年的沉降觀(guān)測，廠(chǎng)房的最大沉降值僅為4mm，原有的裂縫基本穩定，沒(méi)有繼續發(fā)展的，廠(chǎng)房屋面經(jīng)過(guò)翻修后未發(fā)生滲漏現象，由此，可以說(shuō)在已建建筑物基礎范圍內采用鋼筋樁對基礎進(jìn)行加固，可以提高原基礎的承載能力，達到了對地基加固補強的預期效果。

　　參考文獻：

　　[1]建筑業(yè)10項新技術(shù)應用指南[M]．中國建筑工業(yè)出版社，2005．

　　作者簡(jiǎn)介：蘇振明（1955－），男，廣東湛江人，廣東省湛江市建筑工程公司工程師。