摘要：錨桿靜壓樁是利用錨桿和靜壓樁結(jié)合形成的一項托換技術(shù)，屬樁式托換的一種類型，其機械簡單、操作方便，具有噪聲小、無震動、無棄土和泥漿污染、移動靈活等特點，在工程中得到廣泛的應(yīng)用。本文首先介紹了錨桿靜壓樁在加固工程中的作用機理，主要結(jié)合工程實例探討錨桿靜壓樁托換在危房工程的加固地基處理中的應(yīng)用。
錨桿靜壓樁是利用樁——土的共同作用來分擔上部結(jié)構(gòu)荷載，彌補原有天然地基承載力的不足，控制地基沉降，最終達到地基加固的目的。本文結(jié)合具體的工程實例，闡述錨桿靜壓樁的工作原理和設(shè)計施工要點。
1.錨桿靜壓樁工作機理
錨桿靜壓樁法屬靜壓樁的一種特殊形式，它的壓樁設(shè)備也是從一般的壓樁設(shè)備發(fā)展而來的。錨桿靜壓樁是通過基礎(chǔ)上埋設(shè)的錨桿固定壓樁架，以建（構(gòu)）筑物所能發(fā)揮的自重荷載作為壓樁反力，用手動或電動千斤頂將樁段從基礎(chǔ)預(yù)留或開鑿的壓樁孔逐段壓入土層，再將樁與基礎(chǔ)連接起來。對于新建建筑物的基礎(chǔ)可以采用逆做法施工，就是先施工承臺，同時預(yù)留壓樁孔和預(yù)埋錨桿，接著施工上部的結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)的自重荷載足以滿足一根或數(shù)根樁所需的反力，同時承臺作用的天然地基足以滿足這階段上部結(jié)構(gòu)承載力，而后進行壓樁并封孔，使樁與基礎(chǔ)牢固地澆筑在一起。
壓樁過程中由于擠土作用，使樁周一定范圍內(nèi)出現(xiàn)重塑區(qū)，土的粘聚力被破壞，土中超孔隙水壓力增大，土的抗剪強度降低，樁側(cè)摩阻力減少，從而可用較小的壓力把樁壓入較深的土層中去。隨著時間的推移，超孔隙水壓力逐漸消失，土的結(jié)構(gòu)強度得到恢復(fù)，因而樁的側(cè)向摩阻力影響增大，當壓樁力達到設(shè)計的最終壓樁力時即可終止壓樁。樁經(jīng)過一定時期休止，承載力可有較大的增加，從而實現(xiàn)分擔原基礎(chǔ)負荷，控制地基沉降，最終達到地基加固的目的。
2.工程概況
某高職學(xué)校食堂，為鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為1102.5m2。投用后由于基礎(chǔ)多次受水浸泡，致使食堂混凝土獨立柱基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻下沉，中柱下沉量達300mm，門窗變形，墻體多處裂縫，嚴重影響其正常使用。經(jīng)工程地質(zhì)勘探，柱基下的粉土含水量達到27.40%，呈軟塑——流塑狀態(tài)，承載力下降。選用錨桿靜壓樁托換技術(shù)加固，主要處理⑤、⑥軸兩個獨立基礎(chǔ)，于2008年6月6日開始施工。
3.施工方案
根據(jù)建筑物下沉的現(xiàn)象，結(jié)合工程地質(zhì)勘探分析：本工程事故發(fā)生的原因有兩個：第一，基礎(chǔ)受水浸泡，粉土發(fā)生濕陷；第二，原地基處理未達到設(shè)計要求，承載力不足。所以選用錨桿靜壓樁技術(shù)托換原地基，阻止繼續(xù)沉降，使原有沉降恢復(fù)。
3.1設(shè)計
3.1.1樁基設(shè)計
錨桿靜壓樁設(shè)計過程中，首先要分析病害工程樁缺陷程度，確定單樁豎向承載力；其次要結(jié)合上部荷載情況和原樁基設(shè)計情況，根據(jù)現(xiàn)場樁基位置分布和施工空間情況，分析確定用于加固的錨桿靜壓樁的設(shè)計單樁豎向承載力、數(shù)量及布置情況。必須控制壓樁力不得大于該加固部分的結(jié)構(gòu)自重。
3.1.2樁基承臺設(shè)計及底板成孔設(shè)計
采用錨桿靜壓樁加固多層建筑病害工程樁的方案一般在進行承臺或底板施工前就已確定，因此在進行承臺或底板施工時應(yīng)預(yù)先留出壓樁孔。壓樁孔宜為上小下大的正方棱臺狀，孔口每邊比樁截面邊長50~100mm。
3.1.3錨桿設(shè)計
錨桿是錨桿靜壓樁施工過程中核心受力構(gòu)件，錨桿的設(shè)計選擇是否合理和錨桿的埋設(shè)是否牢固是壓樁能否實施的關(guān)鍵。根據(jù)單樁豎向承載力的大小確定錨桿的數(shù)量和型號，一般采用四根或八根錨桿（對稱布置）。錨桿一般采用棒材進行加工而成，棒材型號由受力和錨桿布置確定。錨桿的長度滿足錨固深度要求及提供足夠反力的安裝要求。錨桿與壓樁孔、周圍結(jié)構(gòu)及承臺邊緣的距離≥200mm。
3.2加固步驟
3.2.1在獨立基礎(chǔ)上標出錨桿孔的位置
壓樁孔布置在獨立基礎(chǔ)的四角對稱處，錨桿孔布置在壓樁孔的四角對稱處，壓樁孔采用75型鉆機，帶Φ219的鉆頭鉆進，成孔后用鋼釬將基礎(chǔ)部分壓樁孔鑿成上部250mm，下部300mm的錐形孔，見圖1。錨桿孔用Φ42鉆頭鉆孔。
3.2.2埋設(shè)錨桿安裝反力架
錨桿孔鉆成后，用M24光圓直桿墩粗螺栓，長390mm，上帶螺紋，用煤礦樹脂錨固劑對錨桿進行錨固。然后用千斤頂進行試拉，確認其抗拉能力大于70kN后，即可進行反力架安裝，反力架安裝要求穩(wěn)固垂直。
3.2.3壓樁
安裝反力架后，采用電動液壓千斤頂（2000kN），依對角對樁靜壓，墻外、后墻內(nèi)依次進行。樁管用Φ129×7無縫鋼管，每節(jié)長1m，第一節(jié)制作成尖頭樁。兩節(jié)之間進行坡口焊連接，且保證鋼管垂直。壓樁時頂部套鋼樁帽，再墊30~40mm厚硬木墊板，用雙面貼水平尺的辦法控制壓樁的垂直度。壓樁要連續(xù)作業(yè)，一次到位，避免增大樁側(cè)摩阻力。在壓樁過程中派專人觀察建筑物的變形情況，隨時記錄樁管進入深度及壓力表上的阻力值，并繪制S-P曲線。
樁的壓入由壓入深度和最終抗阻力的雙控辦法來保證效果，一般以抗阻力為主，深度為輔，當抗阻力達到并穩(wěn)定于設(shè)計抗阻力的1.5倍即可停止，然后拆除反力架，用C30細石混凝土澆注，至孔口時，開鑿處用YJ-302界面劑進行處理，用Φ16鋼筋與錨桿對角交叉焊接，最后用微膨脹細石混凝土（摻速凝劑）將基礎(chǔ)上的錐型孔澆灌封閉。
3.3加固效果分析
3.3.1加固效率分析
選5#、6#樁施工情況進行分析，見表1所示，結(jié)果符合設(shè)計要求，施工方法有效且成功。
3.3.2施工注意事項
錨桿錨固采用礦用樹脂膠，比傳統(tǒng)使用的硫磺膠泥方便。但必須作拉力試驗。壓樁時不宜中途停歇，應(yīng)一次到位，否則會因間歇時間過長而使樁阻力增大，難以繼續(xù)施工。焊接接樁前應(yīng)清除表面鐵銹，進行滿焊，確保焊接質(zhì)量。當?shù)谝还?jié)管樁壓入后，在接長之前，須向樁管內(nèi)灌入混凝土并搗實。
4.結(jié)束語
經(jīng)錨桿靜壓樁加固后，基礎(chǔ)沉降停止，尚有微小回彈。經(jīng)過三年的觀測，建筑物已穩(wěn)定，目前運用情況良好。目前錨桿靜壓樁已大量成功地應(yīng)用于既有建筑物的地基加固處理工程中，應(yīng)用前景相當廣闊，然而它也面臨著不少新課題，如壓樁力及其控制標準、壓樁承載力的確定、壓入深度和土層選擇、樁徑樁數(shù)的優(yōu)化匹配等，還有待進一步深入研究，并完善有關(guān)規(guī)范，使錨桿靜壓樁在危險建筑物加固中能發(fā)揮更有效的作用。本工程的加固也證實了錨桿靜壓樁在工程地基托換中有其獨到之處，有一定的推廣應(yīng)用價值。
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