錨桿靜壓樁在工程樁加固中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共2頁
1．前言
錨桿靜壓樁作為一種沉樁方法,是利用原基礎(chǔ)底板或樁基承臺及上部結(jié)構(gòu)傳遞來的重量作為壓樁反力,通過預(yù)埋的錨桿、反力架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備，將樁段從壓樁孔處壓入地基土中，然后將樁與基礎(chǔ)底板或樁基承臺連接形成整體，使新樁基與原建筑物基礎(chǔ)共同承擔(dān)荷載，提高加樁區(qū)域的承載力，達(dá)到阻止或減少沉降的目的。
錨桿靜壓樁多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥質(zhì)土等地基土的新建（采用逆作法施工）或已建多層建筑物、中小型構(gòu)筑物的地基加固、托換、糾偏工程中。錨桿靜壓樁與其它基礎(chǔ)加固或托換技術(shù)相比又具有施工時(shí)無振動、無噪音、設(shè)備簡單、操作方便、移動靈活、施工所需空間小的特點(diǎn)。我們利用錨桿靜壓樁新技術(shù)特殊工藝，充分利用其特點(diǎn)，改進(jìn)樁型、樁材、壓樁設(shè)備，將其應(yīng)用到高層建筑中樁基加固和托換中，取得了成功。為高層建筑病害工程樁加固提出一種更方便、更合理、更有效、更經(jīng)濟(jì)的加固方法。
2．高層建筑病害工程樁的特點(diǎn)及處理方法
高層建筑工程樁由于受自然條件、周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、邊坡失穩(wěn)、基坑開挖、土方開挖及樁基施工操作不當(dāng)?shù)纫蛩氐挠绊懀霈F(xiàn)了工程樁縮頸、裂隙、裂縫、夾層、斷裂、傾斜、偏位、強(qiáng)度不夠、長度不夠等病害。造成了不能滿足設(shè)計(jì)及使用要求，易引起安全隱患的病害工程樁。對此類病害工程樁必須結(jié)合各種因素進(jìn)行分析，對單樁能否使用或部分使用進(jìn)行判斷，對樁基進(jìn)行加固或托換方可使用。高層建筑病害工程樁多以各類灌注樁和夯擴(kuò)樁為主，通常采用的處理方法有：一、對于缺陷出現(xiàn)在較淺部位病害工程樁多采用開挖截樁再接樁的方法；二、對于缺陷出現(xiàn)在較深部位輕微病害工程樁多采用高壓注射水泥漿加固的方法；三、對于缺陷出現(xiàn)在較深部位或底部嚴(yán)重病害工程樁多采用鉆孔灌注樁進(jìn)行加固托換的方法。以上方法一、二只能處理部分輕微缺陷，方法三處理范圍廣，具有荷載傳遞路徑清晰、可靠性提高等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是施工工期長、施工不便、受施工場地限制。采用錨桿靜壓樁不僅具有鉆孔灌注樁的優(yōu)點(diǎn)，而且克服了鉆孔灌注樁的缺點(diǎn)。
3．樁型選擇
高層建筑中原樁基一般采用樁身長、截面、強(qiáng)度高、承載力的樁，為了能使加固樁與原樁基能盡量協(xié)調(diào)工作，應(yīng)選擇截面、強(qiáng)度高、承載力的樁；錨桿靜壓樁是擠土型樁，截面過勢必導(dǎo)致排土擠土效應(yīng)過，對周邊樁、建筑物和管線造成擠壓位移，應(yīng)選擇截面不過于的樁；考慮到施工空間和操作方便的要求，樁截面不宜過、樁段不宜過長；考慮單樁承載力的小合理選擇鋼筋混凝土方樁或鋼管樁。鑒于上述因素，在高層建筑病害工程樁加固中一般采用300×300mm的鋼筋混凝土方樁和Ф377×9mm鋼管樁。
4．設(shè)計(jì)與施工工藝
4．1樁基設(shè)計(jì)
在進(jìn)行錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)過程中，首先要對高層建筑病害工程樁缺陷程度進(jìn)行分析，對其單樁豎向承載力進(jìn)行確定，能否繼續(xù)參與工作或部分參與工作或不參與工作；其次要結(jié)合上部何載情況和原樁基設(shè)計(jì)情況；第三要根據(jù)現(xiàn)場樁基位置分布和施工空間情況，分析確定用于加固或托換的錨桿靜壓樁的設(shè)計(jì)單樁豎向承載力Pａ和數(shù)量及分布情況。
錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)最終壓樁力按下式計(jì)算：
Ｐｐ（Ｌ）＝Ｋｐ·Ｐａ
式中：Ｋｐ壓樁力系數(shù)．在觸變性粘土中，當(dāng)樁長小于２０ｍ時(shí)，Ｋｐ一般取１.５；非觸變性粘土（如填土），Ｋｐ取２.０；
Ｐｐ（Ｌ）設(shè)計(jì)最終壓樁力；
Ｌ樁最終入土深度（ｍ）；
Ｐａ設(shè)計(jì)單樁豎向承載力；
由于樁基要求單樁豎向承載力高，樁身采用強(qiáng)度較高的材料，一般混凝土強(qiáng)度不小于C35級、鋼管；樁段長度考慮到施工凈空高度和施工機(jī)具情況，一般采用２.０m、２.５m、３.０m；考慮到高層建筑抗震要求即樁基承載水平力或拔力，樁基應(yīng)考慮剛度要求，樁段的連接應(yīng)采用焊接接頭。
4．2樁基承臺設(shè)計(jì)及底板成孔設(shè)計(jì)
采用錨桿靜壓樁加固或托換高層建筑病害工程樁的方案一般在進(jìn)行承臺或底板施工前就已確定，因此在進(jìn)行承臺或底板時(shí)應(yīng)預(yù)先留出壓樁孔。
4．3錨桿設(shè)計(jì)
錨桿是錨桿靜壓樁施工過程中核心受力構(gòu)件，錨桿的設(shè)計(jì)選擇是否合理和錨桿的埋設(shè)是否牢固是壓樁能否實(shí)施的關(guān)鍵。
根據(jù)單樁豎向承載力的小確定錨桿的數(shù)量和型號，一般采用四根或八根錨桿，錨桿一般采用棒材進(jìn)行加工而成，棒材型號由受力和錨桿數(shù)量確定。錨桿的長度要滿足錨固深度要求（一般可采用10`12倍棒材直徑）及提供足夠反力的安裝要求（一般采用15～20cm）。
錨桿埋設(shè)首先要準(zhǔn)確定出埋設(shè)位置，其次埋設(shè)深度要略于錨固深度要求，同時(shí)應(yīng)將錨桿與承臺或底板內(nèi)的部分鋼筋焊接，確保錨桿埋設(shè)準(zhǔn)確牢固。
4.4主要施工工藝及要求
4.4.1施工工藝流程
確定樁位孔及定位→錨桿加工制作及埋設(shè)（樁段制作）→樁位孔及錨桿養(yǎng)護(hù)和保護(hù)→安裝壓樁反力架→第一節(jié)樁就位、校正→壓樁→深度及壓力值記錄→下節(jié)樁就位、校正→焊接接樁→壓樁→…→壓樁到設(shè)計(jì)要求→最終深度及壓樁力驗(yàn)收→拆除壓樁反力架→切割樁頭→清孔（配制微膨脹早強(qiáng)混凝土）→封樁。
錨桿靜壓樁作為一種沉樁方法,是利用原基礎(chǔ)底板或樁基承臺及上部結(jié)構(gòu)傳遞來的重量作為壓樁反力,通過預(yù)埋的錨桿、反力架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備，將樁段從壓樁孔處壓入地基土中，然后將樁與基礎(chǔ)底板或樁基承臺連接形成整體，使新樁基與原建筑物基礎(chǔ)共同承擔(dān)荷載，提高加樁區(qū)域的承載力，達(dá)到阻止或減少沉降的目的。
錨桿靜壓樁多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥質(zhì)土等地基土的新建（采用逆作法施工）或已建多層建筑物、中小型構(gòu)筑物的地基加固、托換、糾偏工程中。錨桿靜壓樁與其它基礎(chǔ)加固或托換技術(shù)相比又具有施工時(shí)無振動、無噪音、設(shè)備簡單、操作方便、移動靈活、施工所需空間小的特點(diǎn)。我們利用錨桿靜壓樁新技術(shù)特殊工藝，充分利用其特點(diǎn)，改進(jìn)樁型、樁材、壓樁設(shè)備，將其應(yīng)用到高層建筑中樁基加固和托換中，取得了成功。為高層建筑病害工程樁加固提出一種更方便、更合理、更有效、更經(jīng)濟(jì)的加固方法。
2．高層建筑病害工程樁的特點(diǎn)及處理方法
高層建筑工程樁由于受自然條件、周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、邊坡失穩(wěn)、基坑開挖、土方開挖及樁基施工操作不當(dāng)?shù)纫蛩氐挠绊懀霈F(xiàn)了工程樁縮頸、裂隙、裂縫、夾層、斷裂、傾斜、偏位、強(qiáng)度不夠、長度不夠等病害。造成了不能滿足設(shè)計(jì)及使用要求，易引起安全隱患的病害工程樁。對此類病害工程樁必須結(jié)合各種因素進(jìn)行分析，對單樁能否使用或部分使用進(jìn)行判斷，對樁基進(jìn)行加固或托換方可使用。高層建筑病害工程樁多以各類灌注樁和夯擴(kuò)樁為主，通常采用的處理方法有：一、對于缺陷出現(xiàn)在較淺部位病害工程樁多采用開挖截樁再接樁的方法；二、對于缺陷出現(xiàn)在較深部位輕微病害工程樁多采用高壓注射水泥漿加固的方法；三、對于缺陷出現(xiàn)在較深部位或底部嚴(yán)重病害工程樁多采用鉆孔灌注樁進(jìn)行加固托換的方法。以上方法一、二只能處理部分輕微缺陷，方法三處理范圍廣，具有荷載傳遞路徑清晰、可靠性提高等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是施工工期長、施工不便、受施工場地限制。采用錨桿靜壓樁不僅具有鉆孔灌注樁的優(yōu)點(diǎn)，而且克服了鉆孔灌注樁的缺點(diǎn)。
3．樁型選擇
高層建筑中原樁基一般采用樁身長、截面、強(qiáng)度高、承載力的樁，為了能使加固樁與原樁基能盡量協(xié)調(diào)工作，應(yīng)選擇截面、強(qiáng)度高、承載力的樁；錨桿靜壓樁是擠土型樁，截面過勢必導(dǎo)致排土擠土效應(yīng)過，對周邊樁、建筑物和管線造成擠壓位移，應(yīng)選擇截面不過于的樁；考慮到施工空間和操作方便的要求，樁截面不宜過、樁段不宜過長；考慮單樁承載力的小合理選擇鋼筋混凝土方樁或鋼管樁。鑒于上述因素，在高層建筑病害工程樁加固中一般采用300×300mm的鋼筋混凝土方樁和Ф377×9mm鋼管樁。
4．設(shè)計(jì)與施工工藝
4．1樁基設(shè)計(jì)
在進(jìn)行錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)過程中，首先要對高層建筑病害工程樁缺陷程度進(jìn)行分析，對其單樁豎向承載力進(jìn)行確定，能否繼續(xù)參與工作或部分參與工作或不參與工作；其次要結(jié)合上部何載情況和原樁基設(shè)計(jì)情況；第三要根據(jù)現(xiàn)場樁基位置分布和施工空間情況，分析確定用于加固或托換的錨桿靜壓樁的設(shè)計(jì)單樁豎向承載力Pａ和數(shù)量及分布情況。
錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)最終壓樁力按下式計(jì)算：
Ｐｐ（Ｌ）＝Ｋｐ·Ｐａ
式中：Ｋｐ壓樁力系數(shù)．在觸變性粘土中，當(dāng)樁長小于２０ｍ時(shí)，Ｋｐ一般取１.５；非觸變性粘土（如填土），Ｋｐ取２.０；
Ｐｐ（Ｌ）設(shè)計(jì)最終壓樁力；
Ｌ樁最終入土深度（ｍ）；
Ｐａ設(shè)計(jì)單樁豎向承載力；
由于樁基要求單樁豎向承載力高，樁身采用強(qiáng)度較高的材料，一般混凝土強(qiáng)度不小于C35級、鋼管；樁段長度考慮到施工凈空高度和施工機(jī)具情況，一般采用２.０m、２.５m、３.０m；考慮到高層建筑抗震要求即樁基承載水平力或拔力，樁基應(yīng)考慮剛度要求，樁段的連接應(yīng)采用焊接接頭。
4．2樁基承臺設(shè)計(jì)及底板成孔設(shè)計(jì)
采用錨桿靜壓樁加固或托換高層建筑病害工程樁的方案一般在進(jìn)行承臺或底板施工前就已確定，因此在進(jìn)行承臺或底板時(shí)應(yīng)預(yù)先留出壓樁孔。
4．3錨桿設(shè)計(jì)
錨桿是錨桿靜壓樁施工過程中核心受力構(gòu)件，錨桿的設(shè)計(jì)選擇是否合理和錨桿的埋設(shè)是否牢固是壓樁能否實(shí)施的關(guān)鍵。
根據(jù)單樁豎向承載力的小確定錨桿的數(shù)量和型號，一般采用四根或八根錨桿，錨桿一般采用棒材進(jìn)行加工而成，棒材型號由受力和錨桿數(shù)量確定。錨桿的長度要滿足錨固深度要求（一般可采用10`12倍棒材直徑）及提供足夠反力的安裝要求（一般采用15～20cm）。
錨桿埋設(shè)首先要準(zhǔn)確定出埋設(shè)位置，其次埋設(shè)深度要略于錨固深度要求，同時(shí)應(yīng)將錨桿與承臺或底板內(nèi)的部分鋼筋焊接，確保錨桿埋設(shè)準(zhǔn)確牢固。
4.4主要施工工藝及要求
4.4.1施工工藝流程
確定樁位孔及定位→錨桿加工制作及埋設(shè)（樁段制作）→樁位孔及錨桿養(yǎng)護(hù)和保護(hù)→安裝壓樁反力架→第一節(jié)樁就位、校正→壓樁→深度及壓力值記錄→下節(jié)樁就位、校正→焊接接樁→壓樁→…→壓樁到設(shè)計(jì)要求→最終深度及壓樁力驗(yàn)收→拆除壓樁反力架→切割樁頭→清孔（配制微膨脹早強(qiáng)混凝土）→封樁。
