变电所主控楼树根桩加固工程

工程概况

该变电所是电气化铁路的一个动力电源。该变电所主控楼是一栋二层砖混结构，长 30m，宽 9m，高约 10m，于1983年底竣工交付使用。在以后数年中，墙体裂缝逐年发展，雨季发展较快。至 1987 年底，一层圈梁和二层檐梁均已开裂，纵向裂缝贯穿楼体，已危及使用，为此于1988年5月～9月进行了该楼基础的地基加固。该楼设计要求的地基容许承载力为140kPa，但设计施工前未曾进行地质勘探。楼房开裂后，进行了现场地质勘探，发现建筑场区东南和西北两部分土质明显不均。场地东南部为原状土，为粉质粘土或砂质粉土，其密度 和强度 均高，承 载 力可 达250kPa，而西北部原有一个山坡。有10m左右的楼房地基是素填土，如图 20-16所示，素填土层的厚度由东南向西北随原坡面逐渐增加，建筑物地范围内的最大厚度达6.5m。该层素填土的压缩性大，强度低，容许承载力为100kPa。主控楼东南和西北的地基承载力差异显著，致使楼房产生不均匀沉降，使楼房结构损坏程度不断加剧，故而必须加固素填土，使其承载力达到设计要求，为确保施工期不影响变电所正常运行，采用了树根桩和注浆的加固方案。

设计计算

一、试桩

为探索成孔和成桩工艺对树根桩承蒙力的影响，进行了三根桩的静载荷试验。树根柱均为φ150，桩长 5m。试验曲线如图20-1（a）所示，1号桩采用先填石子后压力灌浆的工艺施工，荷载加到 84kN 时，桩身压碎，发现石子间浆液不饱满，说明树根桩的常规工艺并不适用于地下水位低的素坎土墩层。2号桩的极限硫藏达130kN。成桩采用在孔口填人稳定浓水泥浆的方法。3号桩的成桩工艺和 2号桩相同，但在稳定水泥浆中加了10%的膨胀剂，其极限荷载达180kN。

二、荷载分配

素填土经过注浆加固后，分担荷裁100kPa，树根桩分担 40kPa，以满足原设计荷载140kPa的要求。

施工要点

一、成孔

采用 SGZ—1 A 型地质钻机和洛阳铲结合使用成孔，即先用钻机钻穿混凝土条型基础，然后用洛阳铲铲至设计孔深。

二、在孔内吊放钢筋笼

分段吊放，两段钢筋笼之间的搭接（焊接）长度不小于10d。

三、下设压浆管

用 6分钢管或胶管。沉入孔底，用于成桩后的注浆加固。

四、填人稳定浓水泥浆

用漕浆泵将由水泥、粉煤灰、水等材料按比例搅拌而成的稳定浓浆填至孔内。

五、桩顶与基础的联结

在桩孔材料初凝以前，在距桩顶50~100cm 处回填人工拌合混凝土，并严格捣实，使树根桩和钢筋混凝土基础结合良好。

技术经济效果

地基加固施工未影响牵引变电所的正常运行，成桩新工艺缩短了工期，降低了造价。加固工程完工后，地基沉降趋于稳定，不均匀沉降得到控制。