浅谈锚杆静压桩施工工艺

【关键词】锚杆静压桩；封桩技术；基础加固

　　在施工场地狭小，普通压桩设备无法进场施工的条件下，利用已建成的建筑物自重，采用锚杆静压桩技术进行地基处理。地基基础设计按锚杆静压桩施工完成前后分两阶段考虑。锚杆静压桩压桩前，按天然地基设计；锚杆静压桩压桩完成后由桩单独或与地基土共同承受上部结构传来的荷载，按桩基础或沉降控制复合桩基设计。在压桩施工时，上部已完成的结构自重必须满足最终压桩力的要求。

　　1．锚杆静压桩施工概述

　　由于静压桩是挤土桩，在场地桩数量较多，桩距较密的情况下，时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时，开始沉降较大，曲线较陡，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外，对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力，导致桩倾斜偏位。在处理上施工前合理安排压桩顺序，同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩，后压周边的桩；先压持力层较深的桩，后压较浅的桩。出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用，但对承受水平荷载的基础要慎重。

　　2．锚杆静压桩的工作机理

　　2.1 锚杆静压桩的工作原理

　　锚杆静压桩的压架通过压桩锚杆来固定。压桩过程中，油泵通过油管给千斤顶提供液压进而转化为压桩力P，千斤顶在升高的同时，通过连接的型钢对短桩(预制钢筋混凝土方桩、圆桩或钢管桩)施压，把预制桩段压入地基中。与千斤顶顶部连接的型钢梁则把压桩反力P传给压桩架，压桩架底端由锚杆固定，因此两侧对称的压桩锚杆分别对承台施加P／2的拉力，拉力使得承台及上部结构上抬。建筑物的自重或施加的荷载则对压桩锚杆向上的拉力进行平衡，从而保证了压桩与原基础承载的协同工作。压桩过程荷载传递路线明晰，各部件受力性能明确，主要的施工设备有千斤顶和压桩架，具有设备轻便、简单、移动方便灵活的优点，并且可以克服场地空间不足和周边环境高要求对施工过程的限制。

　　2.2 锚杆静压桩的沉桩机理

　　锚杆静压桩属于摩擦型桩，压桩过程中要克服土体对桩的侧向和端部阻力。随着桩的不断打入，桩对其周围一定范围的土体具有挤压效应， 由作用力与反作用力原理可知，土体对桩周有水平挤压力。垂直向沉桩阻力由桩端阻力和桩周摩阻力组成，试验表明沉桩阻力曲线与静力触探曲线两者形态基本一致。桩端阻力与桩周摩阻力占沉桩阻力的比例非恒值，与地基土物理力学性质及土层分布情况等因素有关。桩端阻力与桩周摩阻力的大小与桩的贯入深度和桩端持力层特性关系更为密切。对于桩周土体来说，由于桩的挤压效应，桩周一定范围内将出现重塑区，致使土体粘聚强度破坏，超孔隙水压力增大，土体抗剪强度下降，桩周摩阻力明显减小。压桩完成后，随着时间的推移，超孔隙水压力逐渐消散，土体结构强度得到恢复，抗剪强度随之提高，桩的承载力发挥作用。

　　3．锚杆静压桩的工艺流程

　　压桩施工是在工程进行到2-3层时，在底层结构室内进行，施工前应将场地平整至已浇筑承台的上标高，以利于室内预制桩的运输。压桩工艺流程为：施工准备——桩架安装——第一节桩就位——校正桩身垂直度——压桩——记录压桩深度，记录压力表读数——接桩——压桩——达到设计要求——送桩——压桩结束。

　　3.1 操作要点

　　压桩架要保持垂直，压桩时不断用经纬仪校测垂直度。应均衡拧紧锚固螺栓的螺帽，在压桩施工过程中，应随时拧紧松动的螺帽。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直线上，可用水平尺或线锤对桩段进行垂直度校正，不得压偏。当压桩力较大时，桩顶应垫2cm厚的橡胶垫，其上垫钢板再进行压桩，防止桩顶压碎。压桩施工时不宜数台压桩机同时在同一独立基础上施工。压桩施工不得中途停顿，尽量一次到位。采用硫磺泥接桩时，上节桩就位后应将插筋插入插筋孔，检查重合无误，间隙均匀后，上节桩吊起10cm，装上胶皮夹箍，浇筑硫磺胶泥，并立即将上节桩保持垂直放下，接头侧面应平整光滑，上下桩面应充分黏结，待接桩中的硫磺胶泥固化后，才能开始继续施工。熬制硫磺胶泥的温度应严格控制在140℃-145℃，熬制时采用温度计控制。浇筑时温度不得低于140℃。采用焊接接桩时，应清除表面铁锈，进行满焊，确保质量。压桩中如遇特殊情况可与设计单位联系，及时处理压桩中出现的问题。

　　3.2 封桩

　　按照设计桩长，确定最后一节桩的长度。如压桩结束后，桩顶超出承台，凿去超出部分至设计标高。封桩流程为：封桩准备工作—清理桩孔孔壁—送桩到位—焊交叉钢筋—支封顶承台模板—浇筑封顶混凝土—封桩结束。

　　4．锚杆静压桩的质量控制措施

　　静压桩沉桩时，压桩的压力要根据现场的地质条件，通过对静力触探比贯入阻力平均值和标准贯入试验N值评估沉桩的可能性，选择好压桩机械设备。根据地质条件，单桩竖向极限承载力以及布桩密集程度等因素，压桩机应按定额总重量配制压重，压机的重量不宜小于单桩极限承载力的1.2倍。油压表必须经有资质的法定检测单位鉴定，并有鉴定合格证。静压桩沉桩控制应按设计标高，压桩力和稳压下沉量相结合的原则，并根据地质条件和设计要求综合确定。桩端进入坚硬、硬塑粘性土，中密以上粉土、砂土土层时，静压桩的压桩力为主要控制指标，桩端标高在征得设计单位同意后，可作为辅助控制指标。静压桩桩端进入持力层，达到综合确定的压桩力要求，但未达到设计标高时，宜保持稳压1～2分钟，稳压下沉量可根据地区经验确定。静压桩施工过程中，不得任意调整和校正桩的垂直度，避免对桩身产生较大的次生弯矩。静压桩穿越硬土层或进入持力层的过程中，除机械故障处，不得停止沉桩施工。压桩过程中，应检查压力、桩的垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。压桩施工结束后，应做桩身的单桩竖向承载力试验和小应变检查桩身质量。静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，有待进一步研究。

　　5．结束语

　　锚杆静压桩是锚杆和静力压桩结合形成的一种桩基施工工艺。经过近2O余年的发展，该技术已经广泛应用于地基加固、纠偏、托换等方面，近年来在增设地下空间中的应用也得到了初步探索。它以轻，便、静、快、省、准、稳的优点，在实际工程中不断得到设计和施工单位的重视。

　　参考文献

　　[1]邓汉荣.锚杆静压桩改造工程中的应用[J]．建筑结构，2011，39(8)

　　[2]张力，锚杆静压桩在建筑物纠偏与加固中的应用[J]．施工技术，2012，3(9)