锚杆静压桩施工技术在房建工程应用分析

前言

在进行房建设工程施工中，会遇到施工场地比较狭窄，普通压桩设备不能进入施工现场，在这种情况下，可通过现有建筑物的自重，采用锚杆静压桩技术进行地基处理。施工中只要做好控制措施，有效减小压桩挤土产生的不利影响，锚杆静压桩是一种较优的桩基施工方案。

1、锚杆静压桩技术特点

锚扦静压桩是通过新建建筑物自身重量，把锚杆与静压桩技术结合在一起的一种技术比较先进的施工技术，桩的设计受力机理与打入桩和大型静压桩相同。

锚杆静压桩具有以下特点：（1）施工设备较小，施工工序较为简便，施工场地不需要很大；（2）施工时不会产生振动、噪音、污染。（3）可以通过预制短桩，分段把桩压入，在场地和空间较小的情况下，不影响施工。（4）沉桩中受力明确，压桩时可以控制单桩承载力，可以及时跟进每根桩的压桩力和桩长，以保证施工质量。

2、锚杆静压桩施工控制措施

2.1 做好防控措施，保证附近建筑物及地下管线完好无损。

在施工过程中，桩会对土体产生挤压，影响到附近的构筑物及管线，施工前应做好预防措施，如设置防挤沟和施工砂井等,可有效控制挤土及孔隙水压力，使附近物体免受影响，此外，要严格按施工方案和施工工序进行施工。

2.2 桩定位

桩压入土体时，会对附近的土体产生位移变形等影响，故应把控制点设置在防挤沟以外的位置，方便操作。施工前要测出每一栋楼的轴线桩位,并用木桩加钉固定轴线控制点，用小钢筋进行桩位标记,场地轴线放灰线。每根桩就位前均要校正，确保施工的桩受力在可控制范围内，避免其它桩位受到影响。

控制桩顶标高，把标高基准面引测到防挤沟以外稳固的构筑物墙体上,避免土体挤土造成位移。

2.3 桩机选型

在具体工程施工中，根据实际情况，分析不同类型的静压桩机的性能和参数，选择合适的桩机型号。选择桩机正确，会提高工程施工质量和增加经济效益。

2.4 沉桩及压桩

压桩期间，需要用经纬仪对桩的中心线进行观测，如出现偏移情况要马上进行校正，一般做法是把木桩楔入到桩壁及土体间隙，对桩位进行扶正。要控制沉桩速度，控制速度为2m/min以内为宜，要连续压桩，中途停顿时间要控制在 30min以内。

2.5 接桩

可通过焊接法连接分节预制的静压桩。焊接时要采用对称方式进行。

保证焊缝要焊满，不能留有孔隙。焊接作业完成后,要稍待10～15min,等其降到常温后，再把防腐漆涂上外露铁件上,才能继续沉桩。下接桩时，还要用仪器对桩的垂直度和上下节桩的同心度进行校验，保证其符合设计要求。

2.6 对桩进行沉降观测

桩施工作业完成后，依照有关规定，需要对桩进行沉降观测和静荷载试验，对出现桩位偏差等质量问题，要采取措施解决，并保证桩的质量符合设计要求。

3、工程概况

某住宅群为1-3栋，均为五层建筑，为砖混结构形式，建筑基础为天然地基，埋深为2.00m。

在住宅楼施工中，地基出现下沉，其中最大沉降量为36.9mm，跟踪检查，发现下沉速度与时间成正比。由于沉降不均匀，引发墙体裂缝产生，门窗出现变形，需要进行地基加固处理，控制沉降不均匀。

我们详细研究了勘察单位提供的地质报告，可知住宅群所在地质分布为人工填土、粉质粘土、泵质粘土、全风化花岗岩为主。土内还存在不少冲沟，施工前曾经对冲沟进行过回填处理，基础施工出现不均匀沉降均集中在冲沟部位。见表1。

经综合考虑到施工现场及附近环境状况、施工地质沉降原因以及其他成本等因素，总体分析得出使用锚杆静压钢管桩对地基进行加固处理，控制沉降。

表1 施工现场土层分布和力学指标分析

基于该工程是基础条件不同，提供不了直接的压桩反力，故使用新增的夹墙梁结构传递的反力，达到锚杆静压桩进行地基加固处理。

图1 基础加固结构平面图

图2

3.1 锚杆静压桩

作为摩擦型桩的一种，锚杆静压桩压入土体过程中，必须克服土体对桩的实际阻力。随着桩的不断压入，会对周围土体产生挤压效应，同样地，土体对桩也产生水平挤压力。在桩的挤压效应下，桩周围的土体出现重塑，桩的挤压破坏了土体粘聚强度，增大了超孔隙水压力，降低了土体抗剪强度，有效减轻了桩四周摩阻力。压桩作业完成后一时间内，四周土体超孔隙水压力渐渐变没，使得此处土体结构强度恢复原来的状态，抗剪强度会逐渐增加，桩的承载力慢慢发挥了作用。

3.2 桩参数确定

决定桩的参数时，要考虑因素如下：（1）确定工程布设桩的总数，选择合适的桩截面规格，制定桩的压力和长度；（2）布设桩时要依据基础出现沉降情况而定；（3）基于锚杆静压桩能和天然地基共同产生作用，锚杆桩不会变为端承桩，考虑到封桩后桩-土共同产生作用。

经综合考虑众多因素后，确定本工程静压钢管桩参数如下：钢管直径为165mm最合适，壁厚确定为5mm，桩长控制在8～15m以内，每节钢管桩长度控制在2～2.5m，确定基础下面的全风化花岗岩作为持力层。夹墙梁由钢筋混凝土制成，设计规格为300mm×650mm。

加固所用的钢管与钢板，规格为Q235，B级。

此外，建造承台所需要的混凝土为C30；碎石混凝土为C20；垫层素混凝土为C10。

本工程基础加固结构布平面图如图1：

3.3 施工工艺及过程控制

图3 三号住宅楼累计沉降曲线

本工程锚杆静压桩和夹墙梁施工工艺如图2。

（1）夹墙梁连接承台钢筋

夹墙梁的作用是托换墙体，具体做法是在原有房屋条形基础上，采用两等截面梁，把墙体两侧夹紧，梁的长度根据墙体具体情况而定。

建成夹墙梁后，会让加固后的住宅楼基础力发生新的变化：夹墙梁与原砌体墙通过结合面传递剪力达到荷载的转换，结合面的受剪承载力由新增混凝土和原砖墙搭载与粘结、穿墙箍筋、穿墙预应力锚栓实现。承台截面有两种，分别是700×700和700×840，承台压桩孔形状做成上部大下部小的锥形，以减轻混凝土的冲撞破坏，上开口为200mm，下开口为250mm。

（2）锚杆施工分析

本工程锚杆采用型号为M30的螺纹钢筋制成，提前放入承台混凝土里。进行承台钢筋绑扎时，必须按国家相关规定进行固定锚杆，锚杆与承台的距离控制在200mm左右。采用500KN压桩力，锚杆螺栓的嵌固深度须达到其直径的10～12倍，锚杆的高度要比承台面高出150mm以上。

（3）压桩施工注意事项

压桩前，要先进行标记工作，预埋观测点，以便能及时观测住宅楼基础施工过程中沉降位移情况。压桩过程中压桩架要保持竖直，固定紧螺帽。千斤顶与桩段轴线保持在同一垂直线上，千斤顶与桩顶之间要用钢垫板相垫，垫板存度以3～4cm为宜。

注意施工中压桩力应小于住宅楼的自重荷载，否则会造成基础上抬，房屋结构受损。为避免桩侧摩阻力增大，要连续进行压桩，一次压完，以焊接方式进行桩段连接，桩的表面铁锈要清除，实行满焊作业，保证质量符合施工要求，焊缝高度不能超过6mm。

（4）封桩施工要点

整个压桩过程中，封桩是重要的工序之一，一定要依有关规程进行作业，以保证封装砼与承台、桩体的有机统一。

要确保压桩孔内杂物和积水排除干净后，才能进行封桩。用高标号砂浆涂刷，上述作业完成后，浇注C30微膨胀混凝土，同时进行振动捣实。为使承台和混凝土粘结力增强，承台内侧壁要进行凿毛处理。

当混凝土浇注到距压桩孔开口平面下方80mm处时，用两根直径为22的Ⅱ级钢相互交叉焊接在一起，四角端部与四根锚杆焊接在一起，锚杆长度一般为120mm。

（5）对住宅楼基础进行沉降监测

通过压桩前已预埋在基础顶面处的沉降观测点，可及时观测住宅楼在压桩施工过程和完成后的沉降情况。

本工程三号楼沉降变化情况见图3。从其沉隐变化曲线可以看出，经加固处理后的基础累计沉降量趋于稳定，倾斜率均在0.4%以内，结果表明，工程基础加固取得良好效果。

4、结语

锚杆静压桩由于其具有安静施工无嗓音、施工简单、机械携带方便、荷载和受力性能不错等优点，在施工场地不足的情况下，有效地进行基础加固、改建、扩建等工程施工。随着技术的不断完善，相信会在工程建设领域特别是城市建设当中发挥更大作用。