近日,由我司承建的国内某市住宅小区10#11#15#16#楼纠偏及地基加固工程已圆满完成,并交付使用。该小区有四栋高度为99.9米34层的高层建筑物发生了不均匀沉降,导致倾斜率不满足国家验收规范要求。该工程基础采用的是桩基础,总建筑面积近15万㎡,其中10#楼单体工程面积达到36461㎡。我公司实际施工仅用了90天时间就完成了该小区工程的全部纠偏及加固施工工作,特别是纠偏施工采用我公司的多项专利技术仅用26天4栋高层建筑物纠偏工作全部完成,这几项指标均创造了国内建筑物桩基纠偏加固工程的最新记录!
接下来,让我们重温当时的场景,共同感受东南人的”速度与激情“!
01、临危受命,力挽狂澜
该小区房屋结构为地下1层,地上34层钢筋混凝土剪力墙结构,基础形式为桩-筏板。该工程原桩设计长度为45米,承载力特征值为2700KN。该小区建成后发现房屋发生不均匀沉降现象,最大倾斜率为4.98‰;最大沉降量达到1.5mm/天,平均沉降速率达到0.09mm/天,已远超国家质量规范。
(现场拍摄建筑倾斜实景照片)
业主找到国内某知名加固企业,进行了补桩加固,共计补桩386根钢管桩,压桩长度为37米至40米。然而经过半年多时间,耗费大量资金和人力物力,房屋沉降情况并未得到缓解,房屋的倾斜率继续加大。项目整体交付只有四个月时间,业主几经辗转终于联系到我司,由我司李今保总经理亲自带队,火速前往项目现场了解情况。
原桩检测情况:我司在对原结构桩进行测试时发现10#、11#、15#、16#楼原管桩极限承载力约为500kN~4000kN,不满足原设计5400kN的要求。试压桩情况:通过数据分析和压桩记录分析发现,桩端在进入持力层时均有压桩力突变现象,持力层在45米左右。由此判断:1、业主在该小区桩基施工时,原桩未进入持力层,导致承载能力不足;2、后引入的某知名加固公司在进行补桩时,后补钢管桩长约为37至40米,均未超过原预应力管桩长度,无法达到加固止沉的效果。
02、深耕地下55米,”一桩定乾坤“
面对建筑物还在不断下沉的情况,首先要控制沉降。因此我司制定出方案:在建筑物现有沉降较大的一侧新增部分应急止沉锚杆静压“深长”钢管桩,进入超深持力层,通过我公司的专利技术“锚杆静压桩预加压力封桩装置”进行封桩与原结构承台连接,控制住沉降。压桩施工我司采用了公司专利“大吨位锚杆静压桩简易压桩架”,将桩压至55米深的厚持力层,稳稳的固定住了建筑物,使之不再沉降。
(专利:锚杆静压桩预加压力封桩装置) (专利:大吨位锚杆静压桩简易压桩架)
一般传统较大吨位的锚杆静压桩体积大、重量重,施工时往往需要配合吊车等大型吊装设备,才能完成压桩施工,但在复杂的纠偏加固现场往往不具备这些条件。 所以我司研发的小巧、轻便且绿色环保的重型压桩装置就起到了非常重要的作用,而且单桩压桩力达到20000KN,使得补桩数量大大减少。原理论计算需要补桩数量为339根,而我司采用专利技术后只用了168根便完成了加固工作,大大提升了基础加固效率,缩短了施工周期。
(原理论计算得出加固所需补桩数量图)
(采用我司压桩技术后实际所需补桩数量图)
03、“火眼金睛”云网平台大显神威
建筑物竖向荷载值数据采集和分析,是实施纠偏加固的重要参考依据,也是保障纠偏加固效果及建筑物安全必不可少的工作环节。这时我司专门研发的土木工程智慧监测云网平台就展现了它的威力。通过对原结构竖向构件和桩的内力大小进行实测,并运用计算机技术,将精准测值输入智慧监测云网平台,快速有效的计算出既有工程桩的各项数据。
(专利:高层纠偏的静压锚杆桩和截桩托换支撑装置及其监控方法)
智慧监测云网平台系统既像冷静的”保镖“,从内到外随时监控建筑物和桩的数据稳定,为安全施工提供施工参数信息;又像贴心”管家“,根据一条条的数据线索整理出最合理的分析和指令,及时调整纠偏施工方案,确保纠偏施工过程精准、安全。
(专利:一种通过截取砼结构试件检测既有建筑竖向结构荷载的方法)
04、 给桩做“大手术”——截桩纠偏
通过智慧监测云网平台给出的数据,确定了需要截桩的数量、位置和顺序,接下来就要给那些关键的桩做“大手术”——截桩。截桩就是对房屋高度较高一侧的桩进行截断,截桩后使房屋重心逐步向沉降较小部位转移,使房屋沉降较小部位剩余桩的荷载逐渐增大,发生沉降变形,最终达到纠偏的目的。常规的截桩纠偏法一是要做承台,二是要利用千斤顶承压后逐次放松使得建筑物下沉达到纠偏目的;这样的方法可控性很差,施工耗费巨大,并存在一定的结构安全风险。
而我司的专利“一种用于既有建筑桩基工程截桩纠偏的流沙卸载迫降装置及方法”是通过使用截桩流沙卸载迫降装置方法,就高效安全的解决了截桩纠偏中施工难题。将需要迫降的桩体高度直接一次性截除,并在截除处灌装流沙,通过沙子的流逝来控制迫降的速度、精度及竖向位移高度,当达到纠偏设计要求时将原有桩在截断处采用加大截面接桩结构将其连接恢复。
(专利:一种用于既有建筑桩基工程截桩纠偏的流沙卸载迫降装置及方法)
05、 牢筑磐石之基
待建筑物纠偏完成后,需要对地基基础进行恢复。一般采取的恢复方法是在被截桩位置浇筑高强混凝土承台将上部荷载传递给原桩基,而这种方式需要较大的施工空间,而且施工难度大工程造价高。利用我司采用专利技术“一种恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置及方法”,通过千斤顶和承压组件对被截桩后的下部桩体施加竖向压力,抵消桩体被截桩后的回弹位移,恢复桩内应力状态,安全高效地恢复了桩的承载力。最后对新增钢管桩进行永久封桩。
公司利用先进的专利技术及施工方法、工艺,加上专业高素质的施工队伍,使得整个施工工期缩短四分之三,造价节约了60%以上;经相关部门和业主单位验收,建筑物的倾斜率小于千分之一、沉降速率达到了稳定状态。各项关键指标均达到国家工程质量验收合格标准,最大程度为业主减少了损失,赢得了业主的赞誉和信任,取得良好的经济效益和社会效益!