工程概况

 

　　浦扬园酒店因酒店经营需要在原花园内新建四层楼房（局部五层）作为客房。该楼上部结构采用现浇混凝土框架，基础拟采用桩基础，桩长18米，截面250*250mm，桩端进入⑤1-1层，单桩极限承载力设计值250kN，单桩极限承载力标准值400kN（地质情况见表1）。因整个地块西侧是居民区，南面是新建住宅小区，北面临街有一家店铺和原酒店主楼，因此造成打桩设备无法进场。按照施工现场实际情况，为保证施工的可操作性，依据《上海地基处理规范》（DBJ08-40-94）[1]和《上海地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）[2]，考虑采用锚杆静压桩替代常规桩，基础按沉降控制复合桩基础设计。

 

 

　　锚杆静压桩是由锚杆和静力压桩技术结合而形成的一种新的桩基工艺。锚杆静压桩多用已建建筑物、中小型构筑物的地基加固、托换、纠偏工程中。它通过设在基础上的锚杆固定压桩架，然后利用建筑物自重，用千斤顶将预制桩通过基础上预留或后凿的孔一节节压入土体，每节桩之间用焊接连接，最后将桩与基础连接，使新桩基与原建筑物基础共同承担荷载，提高加桩区域的承载力，达到阻止或减少沉降的目的。它具有以下特性：可在密集的建筑群中施工，施工时无振动、无噪音、无污染；对于施工场地狭小，大型地基加固机械无法进入现场时适用。新建工程施工场地狭小，常规压桩设备无法进入时，锚杆静压桩的特性也决定了它在此时运用于新建工程的优势。新建工程采用锚杆静压桩还可以节省工期。因为它的施工顺序与常规桩不同。常规桩先压桩后建房，打桩过程中引起的挤土、隆起、沉降等一系列现象均在上部结构施工前完成了，上部结构荷载由桩基承受。锚杆静压桩采用桩基逆作法施工，先要进行基础和上部结构的施工，当上部结构施工完成部分的自重能提供锚杆静压桩施工时的压桩力时，才能开始桩基的施工。其地基土的受力情况与常规桩完全不同：压桩过程的挤土效应将全部作用在基础下面的地基土中，且在压桩过程中地基土被挤密，地基承载力有一定的提高。同时超孔隙水压力的作用，基础底板下的土体对基础底板作用着上拱力。因此采用锚杆静压桩逆作法施工的建筑可充分考虑桩-土-基础的共同作用，减少了桩的用量，节省工程造价。

 

 

　　本工程基础设计按锚杆静压桩施工前后，分两个阶段考虑。第一阶段为主体结构施工至三层楼面标高时，基础按天然地基考虑，采用柱下条形基础。这时上部已建结构的荷载全部由地基土承受。基底标高为-1.400（持力层为②层），根据地质报告该场地②层土地基承载力设计值为100kPa。这个阶段取上部结构荷载为一、二、三层梁板柱自重和施工荷载（F1=4515.8kN）。该阶段地基基础设计仅需考虑地基承载力极限状态，不需考虑沉降。根据计算Pd=87.3kPa<100kPa。第二阶段为锚杆静压桩压桩完毕，基础按正常使用阶段设计，上部结构荷载为整个结构自重和正常使用荷载（F2=9565.2kN，包括填充墙自重），按沉降控制复合桩基设计（基础平面和桩位详见图二），按常规桩基所需桩数的50%布桩，共布置24根桩。复合桩基的整体承载力满足以下公式：Fd+Gd≤0.55kRk+Acfs，d(《上海地基基础设计规范》公式11.6.6)。桩心与上部荷载中心偏心距：X向6.3‰，Y向9.1‰，满足规范要求。基础承台型心与上部荷载中心偏心距：X向-0.3‰，Y向5.1‰，满足规范要求。计算建筑物最终沉降值为32mm。采用在锚杆静压桩减少了桩的数量，不但为业主节约了成本，而且地基基础的受力更为合理，充分发挥了地基土的承载力。

 

 

　　在基础施工时在基础梁上预留压桩孔，压桩孔为上小下大喇叭口形，本工程桩直径为250mm，因此取上孔径为300mm，下孔径为350mm。在预留孔四周预埋4M27螺杆用以固定压桩时的反力架，螺杆埋入混凝土内330mm。考虑到本工程底层层高有4.5米，为减少桩接头单节桩取3米长，桩接头采用焊接。在结构三层楼面浇筑完毕后，框架柱底轴力已大于所需最终压桩力时，压桩施工人员进场开始施工。这时结构整体沉降量约为3~5mm。施工时为了避免压桩时发生基础上抬的情况，要求同一柱只能有一台压桩机在工作。且要求压桩施工点要分散进行，严禁一个柱的桩完全压完后再压别的柱的桩，以使整个基础能够均匀受力，同时防止了集中一处压桩而引起局部过大超孔隙水压力。为控制压桩时的挤土作用对临近已建房屋产生影响，压桩速度不能过快。根据现场实际压桩记录看，最终压桩力基本在249kN~340kN范围内，桩顶标高都到了设计标高。压桩孔的封堵（封桩）是压桩施工中最后一个重要环节，关系到桩与基础连接的质量。所以压桩孔内杂物必须清理干净，并排除积水，清除孔壁和桩顶的浮浆，封桩用的混凝土比基础混凝土强度等级提高一级用C35，且使用微膨胀早强混凝土。在整个压桩过程中噪音很小，对周围居民的日常生活几乎没有影响。在锚杆静压桩施工时，上部结构可以照常进行施工。这样整个项目的施工周期相应缩短，业主可以早一些开业收回成本，从这个角度说业主也获得了经济效益。整个工程在2003年底竣工，2004年酒店投入正常运营。根据沉降观测记录，结构整体沉降已趋于稳定。

       结论

 

　　锚杆静压桩自上个世纪八十年代开始在已建建筑地基加固中使用，取得了很好的效果。在施工场地狭小，施工条件受限制时，采用锚杆静压桩技术也是一个不错的选择。不但可以节约成本，而且可以节省施工工期。