锚杆静压桩是利用桩——土的共同作用来分担上部结构荷载，弥补原有天然地基承载力的不足，控制地基沉降，最终达到地基加固的目的。本文结合具体的工程实例，阐述锚杆静压桩的工作原理和设计施工要点。

 

 

　　锚杆静压桩法属静压桩的一种特殊形式，它的压桩设备也是从一般的压桩设备发展而来的。锚杆静压桩是通过基础上埋设的锚杆固定压桩架，以建（构）筑物所能发挥的自重荷载作为压桩反力，用手动或电动千斤顶将桩段从基础预留或开凿的压桩孔逐段压入土层，再将桩与基础连接起来。对于新建建筑物的基础可以采用逆做法施工，就是先施工承台，同时预留压桩孔和预埋锚杆，接着施工上部的结构，上部结构的自重荷载足以满足一根或数根桩所需的反力，同时承台作用的天然地基足以满足这阶段上部结构承载力，而后进行压桩并封孔，使桩与基础牢固地浇筑在一起。

 

　　压桩过程中由于挤土作用，使桩周一定范围内出现重塑区，土的粘聚力被破坏，土中超孔隙水压力增大，土的抗剪强度降低，桩侧摩阻力减少，从而可用较小的压力把桩压入较深的土层中去。随着时间的推移，超孔隙水压力逐渐消失，土的结构强度得到恢复，因而桩的侧向摩阻力影响增大，当压桩力达到设计的最终压桩力时即可终止压桩。桩经过一定时期休止，承载力可有较大的增加，从而实现分担原基础负荷，控制地基沉降，最终达到地基加固的目的。

 

 

　　某高职学校食堂，为钢筋混凝土排架结构，总建筑面积为1102.5m2。投用后由于基础多次受水浸泡，致使食堂混凝土独立柱基础产生不均匀下沉，中柱下沉量达300mm，门窗变形，墙体多处裂缝，严重影响其正常使用。经工程地质勘探，柱基下的粉土含水量达到27.40%，呈软塑——流塑状态，承载力下降。选用锚杆静压桩托换技术加固，主要处理⑤、⑥轴两个独立基础，于2008年6月6日开始施工。

 

 

　　根据建筑物下沉的现象，结合工程地质勘探分析：本工程事故发生的原因有两个：第一，基础受水浸泡，粉土发生湿陷；第二，原地基处理未达到设计要求，承载力不足。所以选用锚杆静压桩技术托换原地基，阻止继续沉降，使原有沉降恢复。

 

　　3.1设计

 

　　3.1.1桩基设计

 

　　锚杆静压桩设计过程中，首先要分析病害工程桩缺陷程度，确定单桩竖向承载力；其次要结合上部荷载情况和原桩基设计情况，根据现场桩基位置分布和施工空间情况，分析确定用于加固的锚杆静压桩的设计单桩竖向承载力、数量及布置情况。必须控制压桩力不得大于该加固部分的结构自重。

 

　　3.1.2桩基承台设计及底板成孔设计

 

　　采用锚杆静压桩加固多层建筑病害工程桩的方案一般在进行承台或底板施工前就已确定，因此在进行承台或底板施工时应预先留出压桩孔。压桩孔宜为上小下大的正方棱台状，孔口每边比桩截面边长50~100mm。

 

　　3.1.3锚杆设计

 

　　锚杆是锚杆静压桩施工过程中核心受力构件，锚杆的设计选择是否合理和锚杆的埋设是否牢固是压桩能否实施的关键。根据单桩竖向承载力的大小确定锚杆的数量和型号，一般采用四根或八根锚杆（对称布置）。锚杆一般采用棒材进行加工而成，棒材型号由受力和锚杆布置确定。锚杆的长度满足锚固深度要求及提供足够反力的安装要求。锚杆与压桩孔、周围结构及承台边缘的距离≥200mm。

 

　　3.2加固步骤

 

　　3.2.1在独立基础上标出锚杆孔的位置

 

　　压桩孔布置在独立基础的四角对称处，锚杆孔布置在压桩孔的四角对称处，压桩孔采用75型钻机，带Φ219的钻头钻进，成孔后用钢钎将基础部分压桩孔凿成上部250mm，下部300mm的锥形孔，见图1。锚杆孔用Φ42钻头钻孔。

 

　　3.2.2埋设锚杆安装反力架

 

　　锚杆孔钻成后，用M24光圆直杆墩粗螺栓，长390mm，上带螺纹，用煤矿树脂锚固剂对锚杆进行锚固。然后用千斤顶进行试拉，确认其抗拉能力大于70kN后，即可进行反力架安装，反力架安装要求稳固垂直。

 

　　3.2.3压桩

 

　　安装反力架后，采用电动液压千斤顶（2000kN），依对角对桩静压，墙外、后墙内依次进行。桩管用Φ129×7无缝钢管，每节长1m，第一节制作成尖头桩。两节之间进行坡口焊连接，且保证钢管垂直。压桩时顶部套钢桩帽，再垫30~40mm厚硬木垫板，用双面贴水平尺的办法控制压桩的垂直度。压桩要连续作业，一次到位，避免增大桩侧摩阻力。在压桩过程中派专人观察建筑物的变形情况，随时记录桩管进入深度及压力表上的阻力值，并绘制S-P曲线。

 

　　桩的压入由压入深度和最终抗阻力的双控办法来保证效果，一般以抗阻力为主，深度为辅，当抗阻力达到并稳定于设计抗阻力的1.5倍即可停止，然后拆除反力架，用C30细石混凝土浇注，至孔口时，开凿处用YJ-302界面剂进行处理，用Φ16钢筋与锚杆对角交叉焊接，最后用微膨胀细石混凝土（掺速凝剂）将基础上的锥型孔浇灌封闭。

 

　　3.3加固效果分析

 

　　3.3.1加固效率分析

 

　　选5#、6#桩施工情况进行分析，见表1所示，结果符合设计要求，施工方法有效且成功。

 

　　3.3.2施工注意事项

 

　　锚杆锚固采用矿用树脂胶，比传统使用的硫磺胶泥方便。但必须作拉力试验。压桩时不宜中途停歇，应一次到位，否则会因间歇时间过长而使桩阻力增大，难以继续施工。焊接接桩前应清除表面铁锈，进行满焊，确保焊接质量。当第一节管桩压入后，在接长之前，须向桩管内灌入混凝土并捣实。

 

　　4.结束语

 

　　经锚杆静压桩加固后，基础沉降停止，尚有微小回弹。经过三年的观测，建筑物已稳定，目前运用情况良好。目前锚杆静压桩已大量成功地应用于既有建筑物的地基加固处理工程中，应用前景相当广阔，然而它也面临着不少新课题，如压桩力及其控制标准、压桩承载力的确定、压入深度和土层选择、桩径桩数的优化匹配等，还有待进一步深入研究，并完善有关规范，使锚杆静压桩在危险建筑物加固中能发挥更有效的作用。本工程的加固也证实了锚杆静压桩在工程地基托换中有其独到之处，有一定的推广应用价值。