浅议锚杆静压桩在新建工程中的应用
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摘要：锚杆静力压桩法是近年来开发的一项地基加固新技术，在老厂房或旧有建筑物改造，已有建筑物基础托换加固以及新建工程中得到较为广泛的应用。结合工程实践，简述锚杆静压桩在新建工程中的应用。
关键词：锚杆 静压桩 基础 质量
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)006-015-02
1 锚杆静压桩的基本原理和性质
1.1 基本原理
锚杆静压法沉桩，主要是利用建筑物自重作为压桩荷载。先在基础内预留压桩孔和预埋锚杆螺栓，借锚杆螺栓反力，通过反力架用液压千斤顶将钢筋砼预制短桩逐段压入预留孔内，直至压力表读数满足设计压力时，则可认为此桩满足设计要求，再将桩头与基础用砼二次浇筑起来，当二次浇筑砼达到设计龄期，该桩便能承受上部荷载，弥补地基承载力不足，防止上部建筑物的沉降。
1.2 锚杆螺栓的基本性能
锚杆螺栓的形式，对于新建基础一般采用预埋锚杆螺栓，直径D为20mm左右，尾部带有长度为10D的直角弯钩，上部端头带有螺纹，螺纹长度≥10cm，埋入基础深度应≥10D，预留孔两侧各预埋两根锚杆螺栓，对称布置，四根锚杆螺栓埋入基础部分用4根中12钢筋焊接固定，并与基础底板钢筋焊接，确保轴线尺寸和锚杆螺栓上端头不偏位。
2 锚杆静压桩的特点及适用范围
锚杆静压桩的特点是，桩基施工和上部建筑同步施工，不占用工程绝对工期，施工过程中无振动、无噪声、无环境污染，桩体侧向挤压小，为端承摩擦桩。在施工过程中可直接读出压桩力和桩入土深度，可保证所施工的每一根桩都达到设计要求。施工机具设备结构简单、轻便、移动灵活，操作技术易于掌握，占用空间场地小，对场地平整度要求不高，施工速度快，相对于其它桩基生产成本费用低廉。我参与的该综合楼项目共7层，锚杆静压桩在二层主体结构施工完毕后才开始施工，突破了其它桩基工程必须先施工桩基在施工上部结构的惯例。当然，利用建筑物自重作为压桩荷载，需要设计单位经过计算确定究竟为几层结构可满足要求，不可大意。过早压桩，建筑物自身荷载不够，可能会将基础拔起，导致结构破坏；压桩过迟，则自然地基承载力不够，建筑物可能会不均匀沉降，从而破坏结构。该综合楼与相邻建筑物宿舍楼基础靠的非常近，采用锚杆静压桩就是因为其对侧向土体挤压小，以免扰动老基础，同时静压桩不需降低地下水位，也就不会破坏相邻老基础下的地下水分布，近而保证了相邻建筑物的结构安全。另外，在市区或居民区工程，静压桩施工没有扰民顾虑，解决了施工中的噪音投诉问题，可以加班加点缩短工期。
3 锚杆静压桩施工技术
3.1 施工工艺流程
在基础内(含垫层)预埋压桩孔模板预埋固定锚杆螺栓浇注基础砼(含部分结构)安装压桩机第一节桩放入桩孔就位校正 桩顶放置油压千斤顶 压桩 用硫磺胶泥接桩压到设计要求压力值拆除桩机 凿截桩头封桩头
3.2 施工机具准备
(1)锚杆静压桩桩机设备简单，主要构成有反力架、活动横梁、油压千斤顶、高压油泵、葫芦、钢丝绳等，压桩力达500KN。
(2)配套机具：电焊机、切割机、熬制硫磺胶泥用锅灶、扳手、铁锤、凿子等。
3.3 钢筋砼预制桩制作要求
桩段采用钢筋砼，截面形状为矩形，截面边长为200mm。为操作方便，标准桩节为2m，第一节桩桩端预制时应留有桩尖，压桩入土时可以减小摩擦力，最后一节桩即桩头为1m，预制桩配筋为主筋4根中16，箍筋为φ6@100，桩的一端预留4根φ14插筋150mm长，另一端预留插筋孔，孔径30mm，孔深150mm。桩身砼强度为C30。预制时可以在施工现场平整块场地预制，也可以在有资质的预制厂进行订购。压桩时桩身砼强度必须达到100％。
3.4 锚杆静压桩施工过程
(1)预留压桩孔时，桩孔应做成上小下大梯形体，以增强基础抗冲剪能力。基础顶面可预留200mm--300mm二次浇筑，例如独立基础承台堆坡部分可二次浇筑，这样既有利于桩机就位(桩机底座应在同一个水平面)，又有利于桩头封堵后的受力效果。
(2)锚杆螺栓必须与基础配筋连接在一起，并应焊牢，焊缝长度为单面焊10D，双面焊5D。锚杆螺栓上端头丝牙处应用塑料护套保护或者用透明胶布缠绕10圈以上。因为从预埋到压桩还要间隔很长一段时间，丝牙一旦破坏，将无法固定反力架，也就无法压桩。
(3)反力架安装时将反力架底座螺栓孔对准锚杆垂直放下，然后用螺母紧固反力架和锚杆，并调水平，保证架体垂直。桩送入桩孔施压前，应校正桩身、千斤顶、架体中心线保持在一条铅垂线上，必要时可在架体上挂一垂球或用水平尺进行监测，防止偏位主要是保证锚杆螺栓上丝牙不被破坏以及桩体成型后的承载效果，如果桩体偏位，应立即纠偏，调节反力架底座或者在桩身与桩孔间加大头塞。
(4)压桩过程中，前一节桩顶压到距离基础上表面500mm时，便于接桩操作方便，可以停压准备接桩，将后一节桩绑上钢丝绳用葫芦吊起就位，检查插筋是否完整，插筋孔清理干净，保证插筋和插筋孔吻合，然后包好套箍，到入己熬制好的硫磺胶泥，再将插筋对准插筋孔，缓慢插入，保证孔内及接缝处浆液饱满，视外界温度情况，5分钟左右硫磺胶泥冷却结硬后便可继续压桩。接桩时应注意控制硫磺胶泥的浇注时间，一般控制在2分钟之内。油压千斤顶与桩顶接触面最好能放置一块钢板，以防压破桩头，难以接桩。
(5)压力表读数控制，原则上以设计要求读数为准，读数可大不可小，为了避免凿截桩头带来的麻烦，应根据读数和桩的入土速度来判断在接桩时应该换桩头还是应该换标准桩节。例如：压力表读数接近设计值时，但读数上升缓慢，而桩匀速下沉，无明显减速现象时，则应更换标准桩节；反之，则应更换为桩头。桩头必须压入基础面下桩孔内，当读数达到了设计值时，但桩头仍在外，应继续施压，只要不超过极限承载力即可，直至压入孔内。实在压不下去，只有凿截桩头，凿后将箍筋下落，四根主筋向外四个拐角方向扳倒锚入基础二次浇筑砼内。
(6)每根桩压完后，卸去压桩机，准备封桩工作。将四根锚杆螺栓用巾16钢筋交叉焊接起来，正好位于桩孔上方，然后再二次浇筑微膨胀早强细石砼。(在压桩前，就应将孔内模板杂物清理干净，孔表面应凿毛)二次浇筑砼时，还要洒水湿润并刷素水泥浆。浇捣时应特别注意桩孔内砼密实度，这是桩与基础连接，传递荷载的关键部位。浇筑完毕后养护14d，并应巡查砼表面有无裂纹隆起等现象。
(7)多台压桩机同时施工时应对称布置、均匀分布，保证建筑物基础受力平衡，另外从相邻建筑物处向另一方向布置。单桩施压过程中，中途停歇时间不能太长，应控制在15分钟以内。时间过久，再压的时候可能压不下去，但实际该桩的承载能力并没有达到设计要求，给工程结构埋下隐患。
4 质量控制
(1)钢筋砼预制桩在现场预制的，应有完整的技术资料，包括原材检验、施工检验批、试块留置、成品桩破坏试验等；在预制厂预制的，应审查预制厂单位资质，并有小型预制构件出厂质量证明书。
(2)压桩机设备应有使用材料的合格证明、相关单位主管部门的检测合格报告，硫磺胶泥的产品合格证和质量保证书，还要从现场抽样送检获得强度试验报告，小于或等于100kg应有一组试件。
(3)每根桩应有完整的记录资料，包括桩体规格和压桩的开始结束时间、压桩总节数、每节桩压力读数、桩入土深度、实际桩长、压桩最后读数、桩体垂直度等。
(4)单桩应做静载试验，观测卸载后的桩体反弹量，同时还应做极限承载力试验，在压桩过程中就可以做上述试验，无需等到桩基施工结束，抽检数量为桩总数的3％。
(5)质量控制主要是在过程中控制，但最终体现在质保资料上，所以对以上数据应制表装订成册，单独汇编列入竣工资料内备案。
5 结语
以上是对我参与的锚杆静压桩工程的分析，由于锚杆静压桩施工简单、质量可靠、施工噪音低、施工工期短等特点应用越来广泛，虽然工艺技术很成熟，但是在施工过程中往往忽视操作，质量难满足规范要求，因此锚杆静压桩的质量控制很关键，应引起高度重视。
参考文献：
[1]JBJ227-91，锚杆静压桩技术规程[S]
[2]JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范[S]
[3]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范[S]