錨桿靜壓樁施工技術(shù)在房建工程應(yīng)用分析

前言

在進(jìn)行房建設(shè)工程施工中，會(huì)遇到施工場(chǎng)地比較狹窄，普通壓樁設(shè)備不能進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，在這種情況下，可通過(guò)現(xiàn)有建筑物的自重，采用錨桿靜壓樁技術(shù)進(jìn)行地基處理。施工中只要做好控制措施，有效減小壓樁擠土產(chǎn)生的不利影響，錨桿靜壓樁是一種較優(yōu)的樁基施工方案。

1、錨桿靜壓樁技術(shù)特點(diǎn)

錨扦靜壓樁是通過(guò)新建建筑物自身重量，把錨桿與靜壓樁技術(shù)結(jié)合在一起的一種技術(shù)比較先進(jìn)的施工技術(shù)，樁的設(shè)計(jì)受力機(jī)理與打入樁和大型靜壓樁相同。

錨桿靜壓樁具有以下特點(diǎn)：（1）施工設(shè)備較小，施工工序較為簡(jiǎn)便，施工場(chǎng)地不需要很大；（2）施工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、噪音、污染。（3）可以通過(guò)預(yù)制短樁，分段把樁壓入，在場(chǎng)地和空間較小的情況下，不影響施工。（4）沉樁中受力明確，壓樁時(shí)可以控制單樁承載力，可以及時(shí)跟進(jìn)每根樁的壓樁力和樁長(zhǎng)，以保證施工質(zhì)量。

2、錨桿靜壓樁施工控制措施

2.1 做好防控措施，保證附近建筑物及地下管線完好無(wú)損。

在施工過(guò)程中，樁會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生擠壓，影響到附近的構(gòu)筑物及管線，施工前應(yīng)做好預(yù)防措施，如設(shè)置防擠溝和施工砂井等,可有效控制擠土及孔隙水壓力，使附近物體免受影響，此外，要嚴(yán)格按施工方案和施工工序進(jìn)行施工。

2.2 樁定位

樁壓入土體時(shí)，會(huì)對(duì)附近的土體產(chǎn)生位移變形等影響，故應(yīng)把控制點(diǎn)設(shè)置在防擠溝以外的位置，方便操作。施工前要測(cè)出每一棟樓的軸線樁位,并用木樁加釘固定軸線控制點(diǎn)，用小鋼筋進(jìn)行樁位標(biāo)記,場(chǎng)地軸線放灰線。每根樁就位前均要校正，確保施工的樁受力在可控制范圍內(nèi)，避免其它樁位受到影響。

控制樁頂標(biāo)高，把標(biāo)高基準(zhǔn)面引測(cè)到防擠溝以外穩(wěn)固的構(gòu)筑物墻體上,避免土體擠土造成位移。

2.3 樁機(jī)選型

在具體工程施工中，根據(jù)實(shí)際情況，分析不同類(lèi)型的靜壓樁機(jī)的性能和參數(shù)，選擇合適的樁機(jī)型號(hào)。選擇樁機(jī)正確，會(huì)提高工程施工質(zhì)量和增加經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 沉樁及壓樁

壓樁期間，需要用經(jīng)緯儀對(duì)樁的中心線進(jìn)行觀測(cè)，如出現(xiàn)偏移情況要馬上進(jìn)行校正，一般做法是把木樁楔入到樁壁及土體間隙，對(duì)樁位進(jìn)行扶正。要控制沉樁速度，控制速度為2m/min以?xún)?nèi)為宜，要連續(xù)壓樁，中途停頓時(shí)間要控制在 30min以?xún)?nèi)。

2.5 接樁

可通過(guò)焊接法連接分節(jié)預(yù)制的靜壓樁。焊接時(shí)要采用對(duì)稱(chēng)方式進(jìn)行。

保證焊縫要焊滿，不能留有孔隙。焊接作業(yè)完成后,要稍待10～15min,等其降到常溫后，再把防腐漆涂上外露鐵件上,才能繼續(xù)沉樁。下接樁時(shí)，還要用儀器對(duì)樁的垂直度和上下節(jié)樁的同心度進(jìn)行校驗(yàn)，保證其符合設(shè)計(jì)要求。

2.6 對(duì)樁進(jìn)行沉降觀測(cè)

樁施工作業(yè)完成后，依照有關(guān)規(guī)定，需要對(duì)樁進(jìn)行沉降觀測(cè)和靜荷載試驗(yàn)，對(duì)出現(xiàn)樁位偏差等質(zhì)量問(wèn)題，要采取措施解決，并保證樁的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

3、工程概況

某住宅群為1-3棟，均為五層建筑，為磚混結(jié)構(gòu)形式，建筑基礎(chǔ)為天然地基，埋深為2.00m。

在住宅樓施工中，地基出現(xiàn)下沉，其中最大沉降量為36.9mm，跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)下沉速度與時(shí)間成正比。由于沉降不均勻，引發(fā)墻體裂縫產(chǎn)生，門(mén)窗出現(xiàn)變形，需要進(jìn)行地基加固處理，控制沉降不均勻。

我們?cè)敿?xì)研究了勘察單位提供的地質(zhì)報(bào)告，可知住宅群所在地質(zhì)分布為人工填土、粉質(zhì)粘土、泵質(zhì)粘土、全風(fēng)化花崗巖為主。土內(nèi)還存在不少?zèng)_溝，施工前曾經(jīng)對(duì)沖溝進(jìn)行過(guò)回填處理，基礎(chǔ)施工出現(xiàn)不均勻沉降均集中在沖溝部位。見(jiàn)表1。

經(jīng)綜合考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)及附近環(huán)境狀況、施工地質(zhì)沉降原因以及其他成本等因素，總體分析得出使用錨桿靜壓鋼管樁對(duì)地基進(jìn)行加固處理，控制沉降。

表1 施工現(xiàn)場(chǎng)土層分布和力學(xué)指標(biāo)分析

基于該工程是基礎(chǔ)條件不同，提供不了直接的壓樁反力，故使用新增的夾墻梁結(jié)構(gòu)傳遞的反力，達(dá)到錨桿靜壓樁進(jìn)行地基加固處理。

圖1 基礎(chǔ)加固結(jié)構(gòu)平面圖

圖2

3.1 錨桿靜壓樁

作為摩擦型樁的一種，錨桿靜壓樁壓入土體過(guò)程中，必須克服土體對(duì)樁的實(shí)際阻力。隨著樁的不斷壓入，會(huì)對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，同樣地，土體對(duì)樁也產(chǎn)生水平擠壓力。在樁的擠壓效應(yīng)下，樁周?chē)耐馏w出現(xiàn)重塑，樁的擠壓破壞了土體粘聚強(qiáng)度，增大了超孔隙水壓力，降低了土體抗剪強(qiáng)度，有效減輕了樁四周摩阻力。壓樁作業(yè)完成后一時(shí)間內(nèi)，四周土體超孔隙水壓力漸漸變沒(méi)，使得此處土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度會(huì)逐漸增加，樁的承載力慢慢發(fā)揮了作用。

3.2 樁參數(shù)確定

決定樁的參數(shù)時(shí)，要考慮因素如下：（1）確定工程布設(shè)樁的總數(shù)，選擇合適的樁截面規(guī)格，制定樁的壓力和長(zhǎng)度；（2）布設(shè)樁時(shí)要依據(jù)基礎(chǔ)出現(xiàn)沉降情況而定；（3）基于錨桿靜壓樁能和天然地基共同產(chǎn)生作用，錨桿樁不會(huì)變?yōu)槎顺袠?，考慮到封樁后樁-土共同產(chǎn)生作用。

經(jīng)綜合考慮眾多因素后，確定本工程靜壓鋼管樁參數(shù)如下：鋼管直徑為165mm最合適，壁厚確定為5mm，樁長(zhǎng)控制在8～15m以?xún)?nèi)，每節(jié)鋼管樁長(zhǎng)度控制在2～2.5m，確定基礎(chǔ)下面的全風(fēng)化花崗巖作為持力層。夾墻梁由鋼筋混凝土制成，設(shè)計(jì)規(guī)格為300mm×650mm。

加固所用的鋼管與鋼板，規(guī)格為Q235，B級(jí)。

此外，建造承臺(tái)所需要的混凝土為C30；碎石混凝土為C20；墊層素混凝土為C10。

本工程基礎(chǔ)加固結(jié)構(gòu)布平面圖如圖1：

3.3 施工工藝及過(guò)程控制

圖3 三號(hào)住宅樓累計(jì)沉降曲線

本工程錨桿靜壓樁和夾墻梁施工工藝如圖2。

（1）夾墻梁連接承臺(tái)鋼筋

夾墻梁的作用是托換墻體，具體做法是在原有房屋條形基礎(chǔ)上，采用兩等截面梁，把墻體兩側(cè)夾緊，梁的長(zhǎng)度根據(jù)墻體具體情況而定。

建成夾墻梁后，會(huì)讓加固后的住宅樓基礎(chǔ)力發(fā)生新的變化：夾墻梁與原砌體墻通過(guò)結(jié)合面?zhèn)鬟f剪力達(dá)到荷載的轉(zhuǎn)換，結(jié)合面的受剪承載力由新增混凝土和原磚墻搭載與粘結(jié)、穿墻箍筋、穿墻預(yù)應(yīng)力錨栓實(shí)現(xiàn)。承臺(tái)截面有兩種，分別是700×700和700×840，承臺(tái)壓樁孔形狀做成上部大下部小的錐形，以減輕混凝土的沖撞破壞，上開(kāi)口為200mm，下開(kāi)口為250mm。

（2）錨桿施工分析

本工程錨桿采用型號(hào)為M30的螺紋鋼筋制成，提前放入承臺(tái)混凝土里。進(jìn)行承臺(tái)鋼筋綁扎時(shí)，必須按國(guó)家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行固定錨桿，錨桿與承臺(tái)的距離控制在200mm左右。采用500KN壓樁力，錨桿螺栓的嵌固深度須達(dá)到其直徑的10～12倍，錨桿的高度要比承臺(tái)面高出150mm以上。

（3）壓樁施工注意事項(xiàng)

壓樁前，要先進(jìn)行標(biāo)記工作，預(yù)埋觀測(cè)點(diǎn)，以便能及時(shí)觀測(cè)住宅樓基礎(chǔ)施工過(guò)程中沉降位移情況。壓樁過(guò)程中壓樁架要保持豎直，固定緊螺帽。千斤頂與樁段軸線保持在同一垂直線上，千斤頂與樁頂之間要用鋼墊板相墊，墊板存度以3～4cm為宜。

注意施工中壓樁力應(yīng)小于住宅樓的自重荷載，否則會(huì)造成基礎(chǔ)上抬，房屋結(jié)構(gòu)受損。為避免樁側(cè)摩阻力增大，要連續(xù)進(jìn)行壓樁，一次壓完，以焊接方式進(jìn)行樁段連接，樁的表面鐵銹要清除，實(shí)行滿焊作業(yè)，保證質(zhì)量符合施工要求，焊縫高度不能超過(guò)6mm。

（4）封樁施工要點(diǎn)

整個(gè)壓樁過(guò)程中，封樁是重要的工序之一，一定要依有關(guān)規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，以保證封裝砼與承臺(tái)、樁體的有機(jī)統(tǒng)一。

要確保壓樁孔內(nèi)雜物和積水排除干凈后，才能進(jìn)行封樁。用高標(biāo)號(hào)砂漿涂刷，上述作業(yè)完成后，澆注C30微膨脹混凝土，同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)搗實(shí)。為使承臺(tái)和混凝土粘結(jié)力增強(qiáng)，承臺(tái)內(nèi)側(cè)壁要進(jìn)行鑿毛處理。

當(dāng)混凝土澆注到距壓樁孔開(kāi)口平面下方80mm處時(shí)，用兩根直徑為22的Ⅱ級(jí)鋼相互交叉焊接在一起，四角端部與四根錨桿焊接在一起，錨桿長(zhǎng)度一般為120mm。

（5）對(duì)住宅樓基礎(chǔ)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)

通過(guò)壓樁前已預(yù)埋在基礎(chǔ)頂面處的沉降觀測(cè)點(diǎn)，可及時(shí)觀測(cè)住宅樓在壓樁施工過(guò)程和完成后的沉降情況。

本工程三號(hào)樓沉降變化情況見(jiàn)圖3。從其沉隱變化曲線可以看出，經(jīng)加固處理后的基礎(chǔ)累計(jì)沉降量趨于穩(wěn)定，傾斜率均在0.4%以?xún)?nèi)，結(jié)果表明，工程基礎(chǔ)加固取得良好效果。

4、結(jié)語(yǔ)

錨桿靜壓樁由于其具有安靜施工無(wú)嗓音、施工簡(jiǎn)單、機(jī)械攜帶方便、荷載和受力性能不錯(cuò)等優(yōu)點(diǎn)，在施工場(chǎng)地不足的情況下，有效地進(jìn)行基礎(chǔ)加固、改建、擴(kuò)建等工程施工。隨著技術(shù)的不斷完善，相信會(huì)在工程建設(shè)領(lǐng)域特別是城市建設(shè)當(dāng)中發(fā)揮更大作用。