摘要：錨桿靜壓樁是一種靜壓力沉樁的施工方法，是利用原基礎(chǔ)或樁基加固承臺(tái)及上部結(jié)構(gòu)傳遞來(lái)的重量作為壓樁反力，通過(guò)預(yù)埋的錨桿、反力支架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備，將柱段從壓樁孔處壓入地基土中，然后通過(guò)封樁將基礎(chǔ)或樁基承臺(tái)連成整體，使新舊樁基共同承擔(dān)荷載，提高樁基承載力，達(dá)到阻止或減少建筑物沉降的目的。
引言：錨桿靜壓樁一般多用于粉土、黏土、人工填土、淤泥質(zhì)土等地基土的施工，常用在建筑物及廠礦構(gòu)造物的地基結(jié)構(gòu)中，也常用于地基加固處理，在橋梁施工中應(yīng)用較少。利用錨桿靜壓樁這種新技術(shù)，充分利用橋梁與地面的凈孔，合理使用不同長(zhǎng)度樁段，在樁基加固補(bǔ)強(qiáng)施工中取得成功，為橋梁樁基病害處理提出一種方便、有效、經(jīng)濟(jì)的加固方法。
1.錨桿靜壓樁的設(shè)計(jì)
1.1橋梁樁基承載力不足的特點(diǎn)及處理方法橋梁鉆孔灌注樁在設(shè)計(jì)單樁承載力時(shí)，通常采用土工試驗(yàn)的方法取得極限承載力參數(shù)，這與樁基施工后采用靜載試驗(yàn)所取得實(shí)際單軸極限
承載力相差較大。鉆孔灌注樁樁基受地層土質(zhì)變化、施工工藝及沉渣等的影響，其實(shí)際承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)期的承載力要求。對(duì)此類型樁需根據(jù)具體情況進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，提高其承載力，以達(dá)到設(shè)計(jì)及使用要求。
1.2錨桿靜壓樁是擠土型樁，截面過(guò)大勢(shì)必導(dǎo)至排土擠土效應(yīng)過(guò)大，對(duì)原樁基產(chǎn)生擠壓位移，因此選擇截面不太大的樁；受橋梁凈孔的影響和送樁的需要，樁段不宜過(guò)長(zhǎng)，考慮大承載力的要求，選擇鋼筋混凝土方樁；考慮受水平力及垂直壓力情況，選擇硫磺膠泥及鋼板焊接兩種接頭連接樁型。鑒于上述因素，采用300×300鋼筋混凝土兩種接頭方式方樁。
1.3樁基設(shè)計(jì)
在進(jìn)行錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)橋梁樁基承載力不足和地層地質(zhì)等情況進(jìn)行分析，使設(shè)計(jì)樁通過(guò)承臺(tái)與原樁連接共同承擔(dān)受力。其次，應(yīng)充分考慮橋梁的施工平面及凈孔情況。再次，應(yīng)考慮樁位的地下水位對(duì)土質(zhì)的影響。
1.4錨桿靜壓樁接頭設(shè)計(jì)
本橋的錨桿靜壓樁接頭設(shè)計(jì)分為兩種接頭?？紤]承受水平力時(shí)，采用鋼板焊接頭；當(dāng)僅考慮受垂直壓力時(shí)，采用硫磺膠泥接頭。
1.5樁段的設(shè)計(jì)
樁斷面采用300㎜×300㎜，4根樁主筋（直徑為20㎜）?？紤]凈孔及送樁的需要，樁段采用1m和2m兩種，混凝土強(qiáng)度為C30級(jí)。
1.6錨桿的設(shè)計(jì)
錨桿是錨桿靜壓樁施工過(guò)程主要受力構(gòu)件?？紤]壓樁力較大，錨桿采用直徑為32mm的3級(jí)螺紋鋼筋，對(duì)稱布置F根，錨桿埋深至承臺(tái)底并與底層承臺(tái)鋼筋焊接成整體。
1.7承臺(tái)的設(shè)計(jì)
考慮橋墩及橋臺(tái)承臺(tái)的不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，橋墩承臺(tái)設(shè)計(jì)為圓形圍包樁基及系梁；承臺(tái)上下層鋼筋與原樁身接觸部分采用種植筋連接，澆注混凝土后通過(guò)種植筋使承臺(tái)與樁身連為一體。橋臺(tái)承臺(tái)本身可直接作為錨桿靜壓樁承臺(tái)，壓樁孔設(shè)計(jì)為每承臺(tái)6個(gè)，以橋墩連線對(duì)稱布置；其中4個(gè)為壓樁孔，2個(gè)為預(yù)留孔。
1.8預(yù)留壓樁孔的設(shè)計(jì)
壓樁孔呈梯形方孔，上小下大，承臺(tái)上頂孔尺寸比樁段截面尺寸大
10cm，下孔增加5cm。
1.9反力支架的設(shè)計(jì)
根據(jù)不同的壓樁力設(shè)計(jì)反力支架，鋼材應(yīng)優(yōu)用型材，需做受力檢算
2.主要施工工藝及要求
2.1工藝流程圖
2.1.1壓樁工藝。壓樁工藝流程見(jiàn)圖1。封樁工藝。封樁工藝流程
2.2施工工藝及要求
2.2.1樁的預(yù)制施工
2.2.1.1預(yù)制模板要求底模、側(cè)膜必須平整，模板要有足夠的剛度，在澆筑混凝土前應(yīng)涂離劑。接縫要密封不漏漿。
2.2.1.2樁段鋼筋材料要符合GB-10-89的要求，制作及安裝應(yīng)符合JGJ94-94建筑樁基技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
2.2.1.3預(yù)制混凝土要求嚴(yán)格按施工配合比重量法計(jì)量施工并在澆筑混凝土?xí)r制作同條件養(yǎng)護(hù)試件。澆筑前要嚴(yán)格檢查預(yù)留孔的位置是否準(zhǔn)確定位。
2.2.1.4采用疊層生產(chǎn)時(shí)，不應(yīng)超過(guò)4。
2.2.1.由樁頂往樁尖方向進(jìn)行，不得中斷，一次澆筑成型?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可吊裝，達(dá)到100%方可運(yùn)輸使用。在吊裝時(shí)應(yīng)注意避免邊角及樁身的損
2.2.2承臺(tái)施工
2.2.2.1采用人工及小型挖掘機(jī)開(kāi)挖基坑。機(jī)械施工時(shí)防止機(jī)械碰撞橋墩及上部結(jié)構(gòu)。
2.2.2.2基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，如地下水量較大應(yīng)及時(shí)排出，并進(jìn)行砂墊層及混凝土墊層施工。
2.2.2.3應(yīng)人工鑿除舊混凝土表面，施工時(shí)動(dòng)作要適當(dāng)，避免損壞原樁混凝土結(jié)構(gòu)。
2.2.2.4按設(shè)計(jì)的孔位準(zhǔn)確鉆植筋孔，如撞到樁基鋼筋時(shí)可適當(dāng)避開(kāi)，鉆孔深度大于10倍植筋直徑。植筋孔應(yīng)清理干凈，并用高壓風(fēng)吹去孔內(nèi)粉塵。
2.2.2.5承臺(tái)鋼筋的制作與安裝，應(yīng)符合JGJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范的要求，并應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制焊接連接筋現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量。
2.2.2.6澆筑混凝土前應(yīng)精確安裝壓樁孔模板，并用素水泥漿噴刷新舊混凝土接觸面?；炷琳駬v要密實(shí)，并避免搗固器與鋼筋及壓樁孔模板接觸，混凝土應(yīng)做同等條件養(yǎng)護(hù)試件以確定承臺(tái)實(shí)際混凝土強(qiáng)度。承臺(tái)混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)方可進(jìn)行壓樁施工。
2.3壓樁施工
2.3.1壓樁。壓樁前應(yīng)將壓樁孔清理干凈，壓樁架要調(diào)整豎直。壓樁架應(yīng)與錨桿鋼筋錨緊、錨牢，施工時(shí)要注意錨具變化。樁段吊裝就位必須保持垂直，使千斤頂與樁軸成同一垂直線。樁頂應(yīng)墊3cm～4cm厚的木板或多層麻袋，套上鋼樁帽再進(jìn)行壓樁；壓樁施工不得中途停止，應(yīng)一次壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高和壓力值，以壓力控制為主，樁長(zhǎng)為輔。應(yīng)先進(jìn)行試樁，當(dāng)與
設(shè)計(jì)相差較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)方聯(lián)系分析原因并采取措施。達(dá)到壓樁力設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)有一定持壓穩(wěn)定時(shí)間。壓力系統(tǒng)必須標(biāo)定后使用，壓樁順序?yàn)閷?duì)稱間隔方式進(jìn)行。
2.3.2接樁。采用硫磺膠泥接樁應(yīng)按YBJ227-91的有關(guān)規(guī)定施工，并注意錨筋孔必須清潔干燥，無(wú)雜物及油污，并嚴(yán)禁錨固孔深不夠時(shí)采用切割錨筋長(zhǎng)度的方法施工。采用焊接接樁時(shí)，兩鋼板及角鋼必須焊接牢固，鋼板之間應(yīng)用楔形鐵片填實(shí)。接樁時(shí)樁節(jié)必須保持垂直并與底節(jié)樁軸成同一直線。
2.3.3砍樁。當(dāng)樁頂達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高及壓力值時(shí)，進(jìn)行砍樁?？硺稌r(shí)用楔木塊固定樁身然后用鑿子鑿除樁頭，鋼筋用切割機(jī)切割，嚴(yán)禁在懸臂情況下作業(yè)，以確保其他樁身不受破壞。
2.3.4封樁。砍樁作業(yè)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，清理干凈壓樁孔，澆筑30#微膨脹混凝土，并要搗固密實(shí)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)方可承受荷載。
2.4錨桿靜壓樁廢樁的施工判斷
在壓樁施工過(guò)程中，可根據(jù)地勘資料計(jì)算某一深度所需要的壓樁力。壓樁過(guò)程中樁身發(fā)出不正常聲音，壓樁力隨之下降或保持不變也不上升的情況，即可判斷為斷樁。以上情況應(yīng)以廢樁處理。應(yīng)根據(jù)情況在預(yù)留孔補(bǔ)壓此樁。地層中有孤石或淤泥中有中砂夾層時(shí)易產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象。樁身混凝土質(zhì)量不好或偏壓易使樁身破碎。
3.實(shí)際應(yīng)用
某特大橋在架設(shè)后發(fā)現(xiàn)樁基有微小下沉，經(jīng)靜載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在殘積黏土層的樁基極限承載力不足。采用錨桿靜壓樁加固補(bǔ)強(qiáng)，共對(duì)32個(gè)墩及1個(gè)橋臺(tái)進(jìn)行了加固處理，共使用補(bǔ)強(qiáng)樁148根，共2036m長(zhǎng)。壓樁力分別為900KN及825KN。通過(guò)對(duì)承載力不足的樁基加固補(bǔ)強(qiáng)，提高了單樁承載力。經(jīng)沉降觀測(cè)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，效果良好，滿足了橋梁的正常使用，控制了樁基下沉。
4.結(jié)語(yǔ)
錨桿靜壓樁可以避免沖擊應(yīng)力對(duì)原樁周土體的擠壓，降低擠壓作用對(duì)原樁的影響。該工藝所需空間較小，施工簡(jiǎn)單方便，對(duì)原樁無(wú)破壞作用，且施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)污染，對(duì)周圍環(huán)境影響較小，安全可靠、效果明顯直觀。它不僅適用于建筑工程的基礎(chǔ)工程，對(duì)橋梁加固工程也同樣適用。
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