锚杆静压桩在桩基础补强中的研究分析

廖坤阳

(福建林业职业技术学院，福建南平 353000)

1 工程概况

1．1 地质情况

某学院实训楼工程位于该市职教园区西北角，紧邻闽江河畔。根据《岩土工程勘察报告》显示，该工程场地地基土层自上而下的情况见表1。

表1 各土层分布及物理力学性质指标

1．2 设计情况

该楼为四层框架结构，建筑高度为21 m。一层为机械自动化系的数控机床实训基地，二层以上均为实训机房及教室。考虑到仪器设备的精度要求很高，对结构的安全等级要求也高，加上工程工期紧(原计划于2011年7月份交付使用，合同工期为10个月)，后期还有诸多设备安装工作，所有任务必须确保9月份开学前投入使用。设计采用冲孔灌注桩基础形式，直径为900 mm～1 500 mm，要求桩尖全断面进入持力层的深度不小于1 000 mm。根据地勘报告显示，选取强风化花岗岩作为桩基持力层，取桩极限端阻力标准值4 500 kPa。

1．3 事故情况

桩基全部施工完成后，委托有资质单位对桩基进行检测试验。根据静载试验结果显示:2号桩(②/Ⓒ轴)单桩竖向抗压极限承载力为4 400 kN;20号桩(④/Ⓑ轴)单桩竖向抗压极限承载力为6 400 kN;23号桩(⑦/Ⓔ轴)单桩竖向抗压极限承载力仅为2 280 kN;6号桩(⑥/Ⓒ轴)单桩竖向抗压极限承载力仅为3 200 kN。前两根桩的极限承载力刚好与设计要求持平，而后两根桩的极限承载力远不能满足设计要求(不及原设计的50%)。随后在多方见证下对34号、6号桩进行了钻芯取样试验，取芯结果显示:桩身完整，无夹渣和断桩缺陷，但是桩基未进入设计要求的强风化岩层，桩尖整体位于淤泥质土层中。随后，原勘察单位对现场进行补勘，并结合桩基《地基验槽复验记录》，初步判定11根桩为合格证，另28根桩均未进入持力层，为不合格桩。

2 基础加固方案选择及设计

2．1 方案比选

根据上述资料显示，必须对28根不合格桩进行加固补强，方可进入下道工序的施工。桩基础加固方案通常有:补桩法，补强法，扩大承台或基础梁，改变施工方法，修改设计方案，接桩法等。考虑到该桩基事故主要原因在于桩基未进入持力层，导致单桩承载力达不到设计要求。根据桩基检测试验及地质补勘资料显示，原灌注桩基础11根桩基可满足设计要求，而另28根事故桩必须进行处理。因此，为充分利用现有的合格桩，尽量避免成本大大增加，同时又能保证施工进度，经过参建各方综合分析后，一致同意采用基础托换的加固补强方案。基础托换，是对现有建筑物地基与基础进行加固和更换，以此改善基础工作状态的技术措施。而锚杆静压桩是基础加固处理的一种有效的方法，具有施工机械轻便、移动灵活、施工操作简单、作业面小、无振动、无噪声及便于室内施工的优点。此外，考虑到该工程工期紧，锚杆静压桩施工过程中可与上部主体结构交叉进行，不仅可以节约工期，更能最大限度的利用现有的合格桩，能够缩短工期的同时，又降低了造价。

2．2 桩基础加固补强设计

根据勘察设计人员对桩基础的承载力验算，对于缺失的承载力由补打的锚杆静压桩来承担。经计算，桩基承台高度保持原来的900mm，承台四周均加宽525 mm～850 mm，其边缘距锚杆静压桩边缘的距离应大于300mm，满足抗冲切设计要求。桩头应伸入承台100 mm，压桩孔内应采用C30微膨胀混凝土，浇筑振捣密实，以使桩与承台形成一个整体。锚杆静压桩整个桩长由1根首节桩和多根中间节桩组成，长度由压桩架高度确定，每节长2 m。根据桩身承载力选用桩型断面为ZH1b:300 mm×300 mm;ZH2b:250 mm×250 mm。单桩设计承载力标准值为 ZH1b:360 kN;ZH2b:250 kN。具体见图1，表2。

图1 锚杆静压桩施工图

表2 静压桩明细表

3 锚杆静压桩施工

3．1 主要施工工艺流程

锚杆静压桩的施工应结合工程的实际情况，采用不同的施工方法。具体的工艺流程见图2。

图2 锚杆静压桩施工工艺流程图

3．2 锚杆静压桩施工注意事项

3．2．1 施工前

认真识读施工图纸，学习施工操作规程，制定质量预控措施;准备好相关的材料、机具;组织相关人员进行技术交底。

3．2．2 施工中

在承台完成后，压桩前，注意保护好预留洞口，防止施工时杂物掉入孔内;压桩应待主体完成两层后，利用结构自重将桩压入设计深度;压桩时应保证桩架的垂直度，保持桩身垂直，使千斤顶与桩身保持在同一垂直线上;压桩施工不得中途停顿，应一次压至设计标高和压力值为止，且必须同时压同一柱位的对角两根(顺序:整体为先外后内，先压压力值小的后压压力值大的);压力总和不得超过该基础及上部结构自重，如遇压力急剧增加，有可能遇到障碍或硬土层，此时液压系统可采用稍压入，持荷一段时间后再压入，再持荷，直至达到设计深度或承载力;注意压桩速度，防止产生沉降，及时进行沉降观测，实行信息化施工。

3．2．3 完工后

压桩完成后，应进行封桩。封桩材料必须采用掺有微膨胀剂的细石混凝土，振捣密实;利用锚杆与交叉钢筋焊接(双面焊)，以加强封口的锚固能力，使桩与承台形成一个整体;桩基施工完后，应进行桩基检测:试验桩⑧/Ⓐ轴、③/Ⓓ轴、⑦/Ⓑ轴三根。其中前两根最大单桩承载力为720 kN，最后一根为500 kN。

4 结语

锚杆静压桩由于其采用了静力进行压桩，避免了对桩头的冲击;对桩周土体的挤压较小，降低了对邻桩的影响;所需机具简单，对现场要求不高;且可与上部主体同时施工，对施工工期影响不大;相较其他方案，可大大节省工程造价。

本工程自封桩以来，沉降甚小，基本趋于稳定。交付使用一年多，沉降值均控制在正常使用范围。工程实践证明，锚杆静压桩在基础加固补强中具有诸多优点，是一种行之有效的施工方法。该方案对本地区桩基础的加固具有重要的指导意义。

［1］YBJ 227-91，锚杆静压桩技术规范［S］．

［2］DBJ 13-64，锚杆静压桩［S］．

［3］孙美云．锚杆静压桩在桩基加固中的应用［J］．水利科技，2010(3):25．

［4］宋 辉，刘拥兵．锚杆静压桩在基础设计中的应用［J］．建筑结构，2011(6):11-13．

［5］王若茂．锚杆静压桩在地基加固工程中的应用［J］．安徽建筑，2012(4):2．