锚杆静压桩在基础托换和基础加固工程中的应用

李蔚然

中色科技股份有限公司

锚杆静压桩在基础托换和基础加固工程中的应用

李蔚然

中色科技股份有限公司

本文通过工程实例介绍了此工艺在改建工程中的应用，为以后类似工程提供了有益的经验。

深基；锚杆静压桩托换；位移

在改建或扩建的工程中，经常遇到需要在施工过程中减少地基土的扰动，确保邻近建筑物的安全使用的问题。本文通过常熟铝箔厂铝箔轧机基础施工时对邻近柱基的加固防护进行探讨。

一、工程概况

1.工程简介

常熟铝箔厂为了扩大生产，在原老厂区铝板箔车间增加一台铝箔轧机。该厂房长66m，柱距6m，跨度为12m+18m的等高钢筋混凝土排架结构，厂房高度为11m，厂房基底标高为▽-1.600，车间内新增建的铝箔轧机基础长7.0m，宽5.m，深5.0m，轧机基础边缘距厂房柱基边缘仅1.6m，该基础底面与柱基底标高相差3.4m。

2.地质条件

根据所提供的地质资料得知该场地土按力学性能可分为两种土层：上部为力学性质较差的高压缩性软弱土层，一般自地表向下6.00左右；下部为力学性质好的粘性土层，层位较稳定，该场地土类为软弱土，建筑场地类别为Ⅲ类，属建筑抗震不利地段。地下水：该场地地下水埋深较浅，初见水位一般在地坪以下1m左右，地下水对混凝土无侵蚀性。该地区的工程施工时经常因为地下水较多造成厂房下沉等一些事故，为此当地政府对于深基础的施工及深基坑的支护尤为重视。

二、方案选择

鉴于轧机基础离厂房基础较近，采用大开挖的方案，会对厂房基础造成影响，故轧机基础施工时采用沉井方案，同时对厂房基础采取支护措施。

基础的支护措施比较多，结合厂房条件及工程地质条件，最终选用技术上安全可靠、经济上合理且满足施工进度要求的锚杆静压桩托换方案。

三、锚杆静压桩对基础的加固及辅助加固措施

1.用锚杆静压桩对柱基进行加固

1）锚杆静压桩的设计

根据上部荷重、地基下沉和不能造成柱基脱空，以及可能补桩的条件进行桩基的设计。单桩竖向承载力特征值按下式计算：

Ra=qpaAp+up∑qsiali式中:

Qpa,qsia----桩端端阻力、桩侧阻力特征值

Ap----桩底端横截面面积

up----桩身周边长度

li----第i层岩土的厚度（m）

然后根据上部结构荷载计算群桩中单桩单桩桩顶竖向力，应满足Qikmax≤1.2Ra,偏心竖向力作用下群桩中单桩桩顶竖向力应按照下式计算：

Fk----相应于荷载效应标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力；

Gk----桩基承台自重及承台上土自重标准值；

n----桩基中的桩数；

Qik----相应于荷载效应标准组合时偏心竖向力作用下第i根桩的竖向力；

Mxk、Myk----相应于荷载效应标准组合作用于承台底面通过桩群形心的x、y轴的力矩；

xi、yi----桩i至桩群形心的y、x轴线的距离；

同时应对原有基础按照现行规范进行承台的抗剪及抗冲切的验算。

经过上述设计计算，同时考虑一些实际情况的不利影响，布桩时，可适当按照计算结果考虑20%的安全系数。设计采用C30混凝土，每个柱基布桩16根，桩截面250×250m，桩节长2.5m，桩长7.0m左右，桩尖压到承载力较高的粘土持力层中，单桩竖向承载力特征值为80kN。为了保证压桩施工满足设计要求，采用双控标准，即桩长控制和压桩力控制。

2）锚杆静压桩施工

a、锚杆静压桩施工顺序：清理基础表面覆土——用风钻开凿压桩孔与锚杆孔——埋设螺杆——安装反力架——吊装——压桩——接桩——记录——达到双控指标——拆除反力架。

b、桩与基础锚固:桩与基础锚固时应把桩头凿毛处理以便增加握裹力，孔壁和桩面亦应加以凿毛和清洗干净，封孔前必须把桩孔内的杂物和积水排除，并涂刷高标号水泥浆，继后，再浇灌早强微膨胀混凝土，并进行认真振捣。

c、接桩方法：本工程采用了浆锚法接桩。

接桩时，首先将上节桩对准下节桩，使四根锚筋插入孔（直径为锚筋直径的2.5倍），下落压梁并套住桩顶，然后将上节桩和压梁同时上升约200mm（以四根锚筋不脱离锚筋孔为度），此时要设好施工夹箍，将溶化的硫磺胶泥注满锚筋孔内，然后将上节桩和压梁同时下落，当硫磺胶泥冷却并拆除施工夹箍后，即可继续加荷施压。

2.采用拉锚技术防止柱基水平位移

通过锚杆静压桩的加固，可有效防止柱基的垂直沉降和倾斜，但不能防止由于土体的滑动引起的柱基位移，为了防止柱基向里移动，我们采用了柱锚技术，拉锚构造的平剖面见附图1。

附图1

在整个施工过程中进行系统观测，其结果是设置拉锚效果良好。

3.防止拆除拉锚后柱基产生的位移

将沉井周围回填到柱基底面同一标高，并经充分夯实后，用大块石和C20钢筋混凝土在柱基与沉井壁之间，浇筑成厚度约为450mm混凝土板，借轧机基础的刚度和重量制止柱基的位移。

采取上述措施后，经竣工观测，柱子的沉降已基本稳定，柱子的位移很小，与其它方案比较费用较低，说明此处理方案是先进合理的，成功的增加了新设备，又确保了厂房的安全，达到了预期的效果，为老厂的加固改造提供了有益的经验。

[1]《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002 J220-2002

[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

[3]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）