淺談錨桿靜壓樁施工工藝

【關(guān)鍵詞】錨桿靜壓樁；封樁技術(shù)；基礎(chǔ)加固

　　在施工場(chǎng)地狹小，普通壓樁設(shè)備無(wú)法進(jìn)場(chǎng)施工的條件下，利用已建成的建筑物自重，采用錨桿靜壓樁技術(shù)進(jìn)行地基處理。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按錨桿靜壓樁施工完成前后分兩階段考慮。錨桿靜壓樁壓樁前，按天然地基設(shè)計(jì)；錨桿靜壓樁壓樁完成后由樁單獨(dú)或與地基土共同承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載，按樁基礎(chǔ)或沉降控制復(fù)合樁基設(shè)計(jì)。在壓樁施工時(shí)，上部已完成的結(jié)構(gòu)自重必須滿足最終壓樁力的要求。

　　1．錨桿靜壓樁施工概述

　　由于靜壓樁是擠土樁，在場(chǎng)地樁數(shù)量較多，樁距較密的情況下，時(shí)常后壓的樁會(huì)對(duì)已壓的樁產(chǎn)生擠壓上抬，特別對(duì)于短樁，易形成所謂的吊腳樁。這種樁在做靜載試驗(yàn)時(shí)，開(kāi)始沉降較大，曲線較陡，但當(dāng)樁尖達(dá)到持力層，承載力又有明顯增加，沉降曲線又趨于平緩，這是樁身上抬的典型曲線。樁身上抬除了靜載沉降偏大外，對(duì)樁而言可能會(huì)把接頭拉斷，樁尖脫空，同時(shí)大大增加對(duì)四周樁的水平擠壓力，導(dǎo)致樁傾斜偏位。在處理上施工前合理安排壓樁順序，同一單體建筑物一般要求先壓場(chǎng)地中央的樁，后壓周邊的樁；先壓持力層較深的樁，后壓較淺的樁。出現(xiàn)樁身上抬后一般采用復(fù)壓的辦法使樁基按正常使用，但對(duì)承受水平荷載的基礎(chǔ)要慎重。

　　2．錨桿靜壓樁的工作機(jī)理

　　2.1 錨桿靜壓樁的工作原理

　　錨桿靜壓樁的壓架通過(guò)壓樁錨桿來(lái)固定。壓樁過(guò)程中，油泵通過(guò)油管給千斤頂提供液壓進(jìn)而轉(zhuǎn)化為壓樁力P，千斤頂在升高的同時(shí)，通過(guò)連接的型鋼對(duì)短樁(預(yù)制鋼筋混凝土方樁、圓樁或鋼管樁)施壓，把預(yù)制樁段壓入地基中。與千斤頂頂部連接的型鋼梁則把壓樁反力P傳給壓樁架，壓樁架底端由錨桿固定，因此兩側(cè)對(duì)稱的壓樁錨桿分別對(duì)承臺(tái)施加P／2的拉力，拉力使得承臺(tái)及上部結(jié)構(gòu)上抬。建筑物的自重或施加的荷載則對(duì)壓樁錨桿向上的拉力進(jìn)行平衡，從而保證了壓樁與原基礎(chǔ)承載的協(xié)同工作。壓樁過(guò)程荷載傳遞路線明晰，各部件受力性能明確，主要的施工設(shè)備有千斤頂和壓樁架，具有設(shè)備輕便、簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便靈活的優(yōu)點(diǎn)，并且可以克服場(chǎng)地空間不足和周邊環(huán)境高要求對(duì)施工過(guò)程的限制。

　　2.2 錨桿靜壓樁的沉樁機(jī)理

　　錨桿靜壓樁屬于摩擦型樁，壓樁過(guò)程中要克服土體對(duì)樁的側(cè)向和端部阻力。隨著樁的不斷打入，樁對(duì)其周圍一定范圍的土體具有擠壓效應(yīng)， 由作用力與反作用力原理可知，土體對(duì)樁周有水平擠壓力。垂直向沉樁阻力由樁端阻力和樁周摩阻力組成，試驗(yàn)表明沉樁阻力曲線與靜力觸探曲線兩者形態(tài)基本一致。樁端阻力與樁周摩阻力占沉樁阻力的比例非恒值，與地基土物理力學(xué)性質(zhì)及土層分布情況等因素有關(guān)。樁端阻力與樁周摩阻力的大小與樁的貫入深度和樁端持力層特性關(guān)系更為密切。對(duì)于樁周土體來(lái)說(shuō)，由于樁的擠壓效應(yīng)，樁周一定范圍內(nèi)將出現(xiàn)重塑區(qū)，致使土體粘聚強(qiáng)度破壞，超孔隙水壓力增大，土體抗剪強(qiáng)度下降，樁周摩阻力明顯減小。壓樁完成后，隨著時(shí)間的推移，超孔隙水壓力逐漸消散，土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到恢復(fù)，抗剪強(qiáng)度隨之提高，樁的承載力發(fā)揮作用。

　　3．錨桿靜壓樁的工藝流程

　　壓樁施工是在工程進(jìn)行到2-3層時(shí)，在底層結(jié)構(gòu)室內(nèi)進(jìn)行，施工前應(yīng)將場(chǎng)地平整至已澆筑承臺(tái)的上標(biāo)高，以利于室內(nèi)預(yù)制樁的運(yùn)輸。壓樁工藝流程為：施工準(zhǔn)備——樁架安裝——第一節(jié)樁就位——校正樁身垂直度——壓樁——記錄壓樁深度，記錄壓力表讀數(shù)——接樁——壓樁——達(dá)到設(shè)計(jì)要求——送樁——壓樁結(jié)束。

　　3.1 操作要點(diǎn)

　　壓樁架要保持垂直，壓樁時(shí)不斷用經(jīng)緯儀校測(cè)垂直度。應(yīng)均衡擰緊錨固螺栓的螺帽，在壓樁施工過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)擰緊松動(dòng)的螺帽。樁段就位必須保持垂直，使千斤頂與樁段軸線保持在同一垂直線上，可用水平尺或線錘對(duì)樁段進(jìn)行垂直度校正，不得壓偏。當(dāng)壓樁力較大時(shí)，樁頂應(yīng)墊2cm厚的橡膠墊，其上墊鋼板再進(jìn)行壓樁，防止樁頂壓碎。壓樁施工時(shí)不宜數(shù)臺(tái)壓樁機(jī)同時(shí)在同一獨(dú)立基礎(chǔ)上施工。壓樁施工不得中途停頓，盡量一次到位。采用硫磺泥接樁時(shí)，上節(jié)樁就位后應(yīng)將插筋插入插筋孔，檢查重合無(wú)誤，間隙均勻后，上節(jié)樁吊起10cm，裝上膠皮夾箍，澆筑硫磺膠泥，并立即將上節(jié)樁保持垂直放下，接頭側(cè)面應(yīng)平整光滑，上下樁面應(yīng)充分黏結(jié)，待接樁中的硫磺膠泥固化后，才能開(kāi)始繼續(xù)施工。熬制硫磺膠泥的溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在140℃-145℃，熬制時(shí)采用溫度計(jì)控制。澆筑時(shí)溫度不得低于140℃。采用焊接接樁時(shí)，應(yīng)清除表面鐵銹，進(jìn)行滿焊，確保質(zhì)量。壓樁中如遇特殊情況可與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，及時(shí)處理壓樁中出現(xiàn)的問(wèn)題。

　　3.2 封樁

　　按照設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，確定最后一節(jié)樁的長(zhǎng)度。如壓樁結(jié)束后，樁頂超出承臺(tái)，鑿去超出部分至設(shè)計(jì)標(biāo)高。封樁流程為：封樁準(zhǔn)備工作—清理樁孔孔壁—送樁到位—焊交叉鋼筋—支封頂承臺(tái)模板—澆筑封頂混凝土—封樁結(jié)束。

　　4．錨桿靜壓樁的質(zhì)量控制措施

　　靜壓樁沉樁時(shí)，壓樁的壓力要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，通過(guò)對(duì)靜力觸探比貫入阻力平均值和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N值評(píng)估沉樁的可能性，選擇好壓樁機(jī)械設(shè)備。根據(jù)地質(zhì)條件，單樁豎向極限承載力以及布樁密集程度等因素，壓樁機(jī)應(yīng)按定額總重量配制壓重，壓機(jī)的重量不宜小于單樁極限承載力的1.2倍。油壓表必須經(jīng)有資質(zhì)的法定檢測(cè)單位鑒定，并有鑒定合格證。靜壓樁沉樁控制應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高，壓樁力和穩(wěn)壓下沉量相結(jié)合的原則，并根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求綜合確定。樁端進(jìn)入堅(jiān)硬、硬塑粘性土，中密以上粉土、砂土土層時(shí)，靜壓樁的壓樁力為主要控制指標(biāo)，樁端標(biāo)高在征得設(shè)計(jì)單位同意后，可作為輔助控制指標(biāo)。靜壓樁樁端進(jìn)入持力層，達(dá)到綜合確定的壓樁力要求，但未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，宜保持穩(wěn)壓1～2分鐘，穩(wěn)壓下沉量可根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。靜壓樁施工過(guò)程中，不得任意調(diào)整和校正樁的垂直度，避免對(duì)樁身產(chǎn)生較大的次生彎矩。靜壓樁穿越硬土層或進(jìn)入持力層的過(guò)程中，除機(jī)械故障處，不得停止沉樁施工。壓樁過(guò)程中，應(yīng)檢查壓力、樁的垂直度、接樁間歇時(shí)間、樁的連接質(zhì)量及壓入深度。壓樁施工結(jié)束后，應(yīng)做樁身的單樁豎向承載力試驗(yàn)和小應(yīng)變檢查樁身質(zhì)量。靜壓樁的沉樁機(jī)理非常復(fù)雜，與土質(zhì)、土層排列、硬土層厚度、樁數(shù)、樁距、施工順序、進(jìn)度等有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

　　5．結(jié)束語(yǔ)

　　錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁結(jié)合形成的一種樁基施工工藝。經(jīng)過(guò)近2O余年的發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地基加固、糾偏、托換等方面，近年來(lái)在增設(shè)地下空間中的應(yīng)用也得到了初步探索。它以輕，便、靜、快、省、準(zhǔn)、穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中不斷得到設(shè)計(jì)和施工單位的重視。

　　參考文獻(xiàn)

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