锚杆静压桩在深圳地区的应用

锚杆静压桩在深圳地区的应用
林佶
[摘要]从工程实例介绍锚杆静压桩的适用范围、工作机理、施工以及应用情况，总结出锚杆静压桩的优点、特点，以说明锚杆静压桩具有明显的技术、经济及社会效益。
[关键词]锚杆；静压桩；加固；托换；纠偏；基础
1. 前言
锚杆静压桩是一项应用于地基加固的新技术，开始时仅用于事故工程的地基加固，但随着对该项技术的深入研究，扩大了它的使用范围，使其在基础托换加固、纠偏、逆作施工等方面也得到广泛应用。
深圳地区自1989年在宏昌大厦扩建工程中应用锚杆静压桩技术以来，锚杆静压桩在深圳地区已经得到广泛应用，如在扩建、改建工程、受环境限制的新建工程、建筑物纠倾加固等工程中得到应用。锚杆静压桩具有费用较低、施工方便、灵活、对周围环境无污染、成桩质量容易保证、可与上部结构同步施工等优点，在解决因建设场地范围的限制、噪音和施工场地环境控制以及降低建设成本等问题方面，具有独到之处。
2. 适用范围
锚杆静压桩适用静力触探比贯入阻力Ps<8.0MPa的粉土、粘性土、人工填土、淤泥质土等地基土的新建或已建多层建筑物，中小型构筑物等地基处理或基础托换等工程，其范围主要如下：
2.1多层建筑、扩建加层及设备设施等的基础托换加固。
2.2作为新建建（构）筑物基础。
2.3桩基工程事故处理。
2.4建筑基础的纠倾加固。
3. 工艺原理
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，它是通过在基础或建（构）筑物上埋设锚杆固定压桩架，以建（构）筑物所能发挥的自重载荷（必要时加配重）作为压桩反力，用千斤顶将桩段从基础中预留或者开凿的压桩孔内逐段压入土中，然后将桩和基础连结在一起，从而达到提高基础承载力和控制沉降的目的。工艺原理图见图3.1。

图3.1 锚杆静压桩工艺原理图
1-桩；2-压桩孔；3-锚杆；4-反力梁；5-千斤顶；6-手动葫芦；7-基础

4. 施工工艺流程及操作要点
4.1施工工艺流程
由于锚杆静压桩适用范围较广，锚杆静压桩工艺流程亦随其应用于工程的目的而有差别。锚杆静压桩应用工程的对象主要有：新建建筑物的基础，已有建（构）筑物基础托换和纠倾加固三大类，施工工艺流程图如图4.1。

4.2操作要点
4.2.1开凿或预留压桩孔：在基础托换工程中采用风镐或钻机开凿压桩孔，在新建建筑物基础工程中预留压桩孔。压桩孔呈锥形方孔，下大上小。
4.2.2开凿或预留锚杆孔：可采用风钻或钻机开凿或预留锚杆孔，锚杆孔呈直形，对称设置孔口，并清理干净，使之干燥。
4.2.3锚杆埋设：新建工程预埋式锚杆可与基础同时现浇混凝土锚固，已建基础托换工程采用后成孔埋设，预先埋设的锚杆可与承台钢筋焊在一起，后成孔埋设的锚杆可采用硫磺胶泥粘结剂或其他粘结剂锚固。
4.2.4压桩架安装、就位：压桩架安装应牢固，为保证桩架垂直稳定，应均衡拧紧锚固螺栓的螺帽，压桩过程中随时拧紧松动的螺帽。桩吊入压桩孔后，要进行校正，保持垂直。施工中桩架不能发生倾斜、移动。
4.2.5压桩：压桩前清除预留在压桩孔内的杂物及清理锚杆螺栓。桩段就位后保持垂直，使千斤顶与桩段轴线保持在同一垂直线上，以防偏压。压桩时，桩顶垫3~4㎝厚的木板或多层麻袋，套上钢桩帽再进行压桩。压桩开始时先轻压固定，然后连续施压。若压桩时桩身产生偏斜，应及时采用进行线坠双向纠正。
4.2.6接桩：锚杆静压桩接头型式有电焊焊接和硫磺胶泥锚固接头。接桩完成后，焊缝应在自然条件下冷却后或硫磺胶泥固化后方可继续压桩。
4.2.7封桩：封桩前，必须把压桩孔内的杂物清理干净，清除孔壁和桩头面的浮浆，用纯水泥浆涂刷孔壁及桩头面以增加粘结力。封桩采用掺有微膨胀早强外掺剂的C30级混凝土浇灌并予以捣实，使桩与桩基承台结合成整体，湿养护7d以上。如基础厚度小于350mm，需设桩帽梁。
5. 应用实例
5.1工程实例1：蔡屋围C块旧村改造3#住宅锚杆静压桩工程
工程地点位于深圳罗湖区红围坊，地处闹市及居民区，拟建住宅为八层框架结构。该工程基础原设计方案采用φ480沉管灌注桩，由于沉管灌注桩施工时的噪音和振动对周围环境影响大，受到场地周边居民的阻挠，无法施工。后经过多种方案比较，改为采用锚杆静压桩。工程共布置锚杆静压桩318根，设计单桩承载力标准值为300KN，桩位平面布置图见图5.1。

基础承台施工过程中预留桩孔和预埋锚杆，结构达到五层后开始压桩，压桩力为600KN，相当于2倍单桩承载力标准值。直至建筑物全部施工完成后半年，观测基础总沉降为25~40mm，封桩后的沉降仅为2~13mm，基础的沉降过程较均匀。
该工程采用锚杆静压桩方案，造价低，无需单独的施工工期，同时不影响周边居民的正常生活，施工收效非常好。
5.2工程实例2：深圳实验中学（初中部）餐厅、宿舍加固工程
工程地点位于深圳实验中学（初中部）操场北侧，该建筑为五层框架结构（原设计为四层，后加盖一层），后发现楼西北角出现裂缝，地基出现下沉现象，经相关专业公司检测，发现除其梁桩的混凝土强度等级没有达到设计要求外，其桩基也无法达到承载力要求，检测结果定性为危楼。该工程采用锚杆静压桩加固，桩位平面布置图见图5.2.1。

根据现场条件及加固设计要求，对该楼8个承台进行加固处理，在每个加大承台四周补压4根尺寸为250×250钢筋砼预制桩，共32根，单桩承载力为200KN。承台示意图见图5.2.2。
该工程采用锚杆静压桩的加固方案用较少的资金和材料完成了该楼的加固，不仅有效止住了沉降，还延续了楼的使用寿命。
5.3工程实例3：益田村33号楼锚杆静压桩工程
工程地点位于深圳市石厦南益田村，框架结构，原基础采用水泥搅拌桩复合地基，由于一部分水泥搅拌桩未穿过软土层到下卧硬持力层，该楼东半楼两个单元发生了较严重的不均匀沉降，经过多方案比较论证，决定采用锚杆静压桩方案对其进行补强加固。
该工程采用锚杆静压目的是控制沉降变形，由新增的锚杆静压桩承受建筑物部分荷载。锚杆静压桩布置在基础承台之间，通过扩展基础（加固联梁）与已有基础承台连成整体，共同工作。
该工程是采用锚杆静压桩处理比较紧急严重的基础工程事故的成功案例。根据建筑物沉降不均匀的特点，针对不同的部分有重点地进行压桩补强，可以看出锚杆静压桩在实际使用中的机动、灵活的特点。采用锚杆静压桩加固能在较短的时间内有效地控制住了沉降，并通过压桩使得基础荷载分布均匀，为建筑物以后的正常使用提供了保证。
6. 结语
6.1锚杆静压桩先施工承台后压桩的施工次序，使承台底面持力层及下卧层土承载力得以充分发挥，对沿海地区浅层有承载力较高的硬充层的地基条件具有极高的利用价值。
6.2对于受作业工作面、作业空间或作业环境限制时，锚杆静压桩施工设备轻便、简单，移动方便灵活，完全可以满足施工要求。
6.3锚杆静压桩加固费用低，无振动、无噪音、无污染，对周围环境无影响，新建工程无需单独工期，具有明显的经济、社会效益。
参考文献
(1)YBJ227-91,锚杆静压桩技术规程.北京:冶金工业出版社,1991.
(2)JGJ94-2008,建筑桩基技术规范.北京:中国建筑工业出版社,2008.
(3)JGJ123-2000,既有建筑物地基基础加固技术规范.北京:中国建筑工业出版社,2000.