前言

 

　　 锚杆静压桩作为基础的加固方法之一，是利用原基础底板及上部结构的重量作为压桩反力，通过预埋的锚杆、反力架、千斤顶等压桩设备，将桩段从压桩孔处压入地基土中，然后将桩与基础底板连接形成整体，使新桩基与原建筑物基础共同承担荷载，提高加固区域的承载力，达到基础加固的目的。

 

　　 锚杆静压桩多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥质土等地基土的新建或已建多层建筑物的地基加固、托换、纠偏工程中。本文以一学生公寓为例，就锚杆静压桩桩基技术在民用建筑中的应用进行探讨。

 

 

　　 某学生公寓，4幢6层单元式总建筑面积2万M2，地基情况如下：

 

　　①杂填土黄色，主要为松软状粘性素填土，混有建筑垃圾，厚0.7M-2.5M；

 

　　②粉质粘土黄灰色，软可塑状态，厚0.6M-1.7M；

 

　　③淤泥质粉质粘土流塑、软塑状态，厚0.8M-4.3M；

 

　　④粉质粘土灰色，软可塑状态，厚0.5M-1.7M；

 

　　⑤粘土黄色，可塑状态，厚0.4M-2.7M；

 

　　⑥粘土褐黄色，局部灰绿色，硬塑状态，厚0.6M-3.9M；

 

　　⑦粉质粘土可塑状态，厚0.5M-1.4M；

 

　　⑧粉土稍密～中密状态，厚0.5M-1.6M；

 

　　⑨粉砂稍密～中密状态，厚1.6M-3.7m；⑩粉砂中密～密实状态，厚4.5M-6.7M；

 

　　⑩粉砂中密状态，厚6.1-6.9M；

 

　　⑩粉质粘土可塑状态，厚度未揭穿。

 

　　 该建筑物的基底面积45%为天然地基，余下的基底面积须由打桩处理。工期较紧，同事设计单位建议使用锚杆静压桩对基础进行加固，桩的截面尺寸为200mmX200mm，长度分别为2.5M，5.0M，7.5M。桩总数为1321根，桩连接采用硫磺胶泥接头，混凝土强度等级为C30，主筋4ф10，箍筋6ф200/100。锚杆采用M25mmx400mm墩式锚杆，于浇筑基础时预埋。压桩采用C30微膨胀早强混凝土封口，控制标准采用压桩力与标高双控，在第二层和第六层主体施工间完成压桩作业。

 

 

　　该项目的锚杆静压桩的施工穿插在主体施工中，基础施工完成后不能回填土，压桩须在第二层封顶完成之后才能进行，在一定程度上影响到外脚手架的搭设，为了对工程施工进度不造成影响，土建单位采用了外悬挑式外脚手，为压桩施工创造了极为良好的施工环境。同时设计单位考虑到锚杆静压桩在施工时需要一定的空间高度，将底层露面设计为回填土水泥地面。由于地处南方，建设单位考虑到梅雨返潮等问题，要求设计单位将底层更改为架空楼板，采用内挑耳解决楼板的搁置问题。

 

　　利于基础承受的冲剪，压桩孔为上小下大，锚杆压埋入基础深为250mm。

 

　　压桩前，会同监理及其施工单位的相关工作人员对钢筋混凝土桩的质量及预留桩孔位置进行认真检查验收，弹出中心线，确保桩位正确。（钢筋混凝土桩由场外加工厂制作，在桩的强度达到设计值的70%时，方能起吊运输，进入现场，经由监理人员验收合格后强度达到设计值100%方能允许压桩施工）。

 

　　压桩机具就位，安装反力架，反力架安装应牢固、保持垂直、不能松动。进行压桩试验，，以确定压桩的力值、长度、稳定时间、静压桩的顺直度等参数，为即将开始的全面压桩施工提供有力的技术数据。

 

　　桩吊入压桩孔后，保持垂直。压桩时，使千斤顶与桩段的轴线保持垂直，不得偏压。桩位平面偏差控制在20MM内，桩节垂直度偏差小于桩节长的1%。施工中随时监测桩身垂直度，及时调整偏差度。

 

　　每根桩基按照预留孔位置，先压入靠柱的桩，再向外压桩。压桩中途不得停顿。一次压桩的承载力标准需达到设计单桩竖向承载力的2倍，持续时间不得低于5min。整根桩应一次连续压到设计标高。若必须在中途停压的，桩端应停留在软弱土层中，停压时间不宜超过24小时。

 

　　接桩采用现场焊接，对准上下节桩的垂直轴线后进行满焊。焊接完成后8min方可压桩。

      封桩：静压桩施工以压力桩力控制为主，各项指标达到了设计要求之后停止压桩，持压稳定30min，开始桩顶封头。劈去外露桩头，清除桩孔内的泥水、杂物、孔壁。焊接好2ф16交叉钢筋在锚杆上，湿润混凝土连接面，浇筑C30微膨胀早强混凝土，使用振动器加以捣实，使桩与桩基承台合成整体。本工程中，考虑到地下室净空高度不足2.70m，锚杆静压桩按每段2m分节预制，在结构施工至3层时开始压桩，压桩及封桩分三批进行，在结构施工至5层时（15d内）结束。

 

　　施工中的问题与处理方法：

 

　　桩身断裂：由于桩在沉入过程中，桩身错位歪斜，在桩尖处的土质条件无变化的情况下，随着贯入度逐渐增加，桩身就会出现回弹，造成桩身断裂，一共有32根桩断裂，其产生的主要原因是在施工中，桩身出现了较大的弯曲，在集中荷载的作用下，桩身承受不了抗弯度。堆放、运输、起吊过程中，也会有产生裂纹或者断裂。桩身在应压力大于混凝土的抗压强度时，混凝土发生破碎。④制作桩的水泥标号不符合要求，砂、石中含泥量大，造成桩身局部的强度不够。

 

　　处理方法：在施工中发生桩身断裂时，应合同设计人员共同研究处理，根据地质条件、上部荷载以及所处结构部位，可使用补桩的方法进行处理。

 

　　 预制桩段截面采用250×250(用于二次夯扩桩补桩)，300×300(用于三次夯扩桩补桩)；混凝土强度等级对于250×250桩用C35，对300×300桩用C30；截面300×300桩共32根，截面250×250桩共58根。用于二次夯扩桩补桩的单桩竖向极限承载力的标准值不小于1120kN，设计值不小于700kN，桩长13~15m；用于三次夯扩桩补桩的单桩竖向极限承载力的标准值不小于1280kN，设计值不小于800kN，桩长12~14m。对有效桩长的锚杆静压桩采用分节预制，每节桩长2.0m，尖桩长2.5m，采用焊接钢接头，要求严格控制焊接质量。

 

　　桩顶位移：沉桩中，相邻的桩产生横移或者上升。其产生的主要原因：桩太多，桩距较小，在沉桩时土层的密实度达到极限而向上隆起，相邻的桩就会发生上升现象。在软土施工中，由于沉桩引起的空隙压力把相邻的桩推向一侧，就会产生位移。桩位放线不准，偏差太大，施工人员随意定位，造成桩位错位较大。行车路线和土方开挖方法及顺序错误。

 

　　处理方法：沉桩期间不能开挖基坑，需待沉桩完成后2周左右开挖基坑。在基坑开挖时注意一定的排水措施，留置边坡。基坑旁不得堆放土方。较深的基坑应分层开挖；按照设计图纸放好桩位并设置明显的标志，做好复查工作，对桩基的行车路线进行合理的选择。③桩段就位必须保持垂直，使千斤顶与桩段轴线保持在同一垂线上，不得压偏，压桩时桩顶应垫3cm~4cm厚的麻袋或橡胶垫，其上垫钢板再进行压桩；由于机械故障或停电造成意外停机，而此时制桩正在进行时，应待一切恢复正常后进行复打处理。对原桩进行复打应与上次制桩位置重叠搭接，重叠长度不小于1.0m，若间隔超过24h，在原桩位附近适当位置增补2根桩进行处理。

 

　　沉桩未到设计要求：桩设计是以最终贯入度和最终的标高最为最终的控制标准。大多数情况下，是一种控制标准为主，另外一种为参考，沉桩达不到最后控制要求的主要原因：勘探点不够或者勘探资料不够详尽，以点带面，致使设计考虑持力层或者桩尖选择有误；有时因为设计要求过严，超过了施工机械能力和桩身砼强度等。处理方法：探明工程地质状况，必要的时候可以做补勘，选择正确的持力层或者标高。采用精密水准仪按Ⅱ级水准测量要求进行沉降观察，主体每施工一层测量一次，主体结束后每周观测一次，直至竣工。建经观测发现，在一层至三层施工时沉降速率较大，基本成比例增加，在锚杆静压桩施工后，桩土开始工作，沉降速率明显减缓，停止加载后，沉降量与时间呈非线性递减，并逐步趋于稳定。最终测得的累积沉降最大值仅为14mm，局部倾斜值为0.0015，小于《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.3.4条中砌体承重结构基础的局部倾斜容许值0.002的规定

 

　　加固后质量监控

 

　　 本次加固方案的编制依据是YBJ227-91《锚杆静压桩技术规程》，施工后保存好原始数据，做好沉降观测点。经注浆后，桩周土有明显改善，注浆前标贯值为8击，注浆后标贯值为32击，对其中的25号桩进行荷载试验，结果表明，加载到250t，沉降仅2.3mm，无破坏迹象。同时，经过半年多的沉降观测，至今未发现异常沉降现象，说明锚杆桩已与其他桩共同受力。

 

　　 锚杆静压桩采用了静压方式，避免了冲击应力，对桩周土体的隆起及水平挤压较小，从而降低了对周围环境的影响；所补静压桩对邻近的原工程桩影响较小；施工机具简单，对施工现场条件要求不高；施工无振动、无噪音、无污染；可与上部结构同时进行施工，又可在该建筑物投入使用后，在不影响其他部分正常使用的情况下进行施工，对施工工期影响不大；受力明确，传力路径清晰。利用该工艺优势和特点处理民用建筑病害工程桩有独到之处。