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摘要：要考虑工程造价和工程进度更要保证工程质量，所以我们可以采用更为实用的建筑施工工艺压桩过程的挤土效应将全部作用在基础下面的地基土中,且在压桩过程中地基土被挤密,地基承载力有一定的提高。同时超孔隙水压力的作用,基础底板下的土体对基础底板作用着上拱力。因此采用锚杆静压桩逆作法施工的建筑可充分考虑桩-土-基础的共同作用,减少了桩的用量,节省工程造价。
关键词：静压法；静压桩；施工
锚杆静压桩是由锚杆和静力压桩技术结合而形成的一种新的桩基工艺。锚杆静压桩多用已建建筑物、中小型构筑物的地基加固、托换、纠偏工程中。它通过设在基础上的锚桿固定压桩架,然后利用建筑物自重,用千斤顶将预制桩通过基础上预留或后凿的孔一节节压入土体,每节桩之间用焊接连接,最后将桩与基础连接,使新桩基与原建筑物基础共同承担荷载,提高加桩区域的承载力,达到阻止或减少沉降的目的。它具有以下特性:可在密集的建筑群中施工,施工时无振动、无噪音、无污染;对于施工场地狭小,大型地基加固机械无法进入现场时适用。新建工程施工场地狭小,常规压桩设备无法进入时,锚杆静压桩的特性也决定了它在此时运用于新建工程的优势。新建工程采用锚杆静压桩还可以节省工期。因为它的施工顺序与常规桩不同。常规桩先压桩后建房,打桩过程中引起的挤土、隆起、沉降等一系列现象均在上部结构施工前完成了,上部结构荷载由桩基承受。
一、静压桩施工
由于静压桩是挤土桩，在场地桩数量较多，桩距较密的情况下，时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时，开始沉降较大，曲线较陡，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外，对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。在处理上施工前合理安排压桩顺序,同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩,后压周边的桩;先压持力层较深的桩,后压较浅的桩。出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用，但对承受水平荷载的基础要慎重。在基础施工时在基础梁上预留压桩孔,压桩孔为上小下大喇叭口形,本工程桩直径为250mm,因此取上孔径为300mm,下孔径为350mm。在预留孔四周预埋4M27螺杆用以固定压桩时的反力架,螺杆埋入混凝土内330mm。考虑到本工程底层层高有4.5米,为减少桩接头单节桩取3米长,桩接头采用焊接。在结构三层楼面浇筑完毕后,框架柱底轴力已大于所需最终压桩力时,压桩施工人员进场开始施工。这时结构整体沉降量约为3~5mm。施工时为了避免压桩时发生基础上抬的情况,要求同一柱只能有一台压桩机在工作。且要求压桩施工点要分散进行,严禁一个柱的桩完全压完后再压别的柱的桩,以使整个基础能够均匀受力,同时防止了集中一处压桩而引起局部过大超孔隙水压力。为控制压桩时的挤土作用对临近已建房屋产生影响,压桩速度不能过快。根据现场实际压桩记录看,最终压桩力基本在249kN~340kN范围内,桩顶标高都到了设计标高。压桩孔的封堵(封桩)是压桩施工中最后一个重要环节,关系到桩与基础连接的质量。
二、施工中质量事故分析
1、桩身上抬
由于静压桩是挤土桩，在场地桩数量较多，桩距较密的情况下，时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时，开始沉降较大，曲线较陡，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外，对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。
2、引孔压桩的问题
为了防止桩间的挤土效应太大，或土质太硬而使桩身较短，施工中往往采用引孔压桩的工艺 ，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的（2/3～1）L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜大长，否则孔内积水，一是会软化桩端土，待水消散后孔底会留有一定空隙；二是积水往桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力。
3、 桩端封口不实
当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔，若桩尖附近的土质是泥质土，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位,保证焊缝饱满,无气孔。施焊对称进行,焊拉时间控制得当,焊接完成后自然冷却10分钟左右方可施打,因高温焊缝遇水后变脆,容易开裂。
4、桩顶(底)开裂
由于目前压桩机越来越大，最重可达6800KN，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下,管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土抗拉不足开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。
三、质量控制措施
1、静压桩沉桩时，压桩的压力要根据现场的地质条件，通过对静力触探比贯入阻力平均值和标准贯入试验N值评估沉桩的可能性，选择好压桩机械设备。
2、根据地质条件，单桩竖向极限承载力以及布桩密集程度等因素，压桩机应按定额总重量配制压重，压机的重量(不含静压桩机大履和小履重量)不宜小于单桩极限承载力的1.2倍。
3、油压表必须经有资质的法定检测单位鉴定，并有鉴定合格证。
4、静压桩沉桩控制应按设计标高，压桩力和稳压下沉量相结合的原则，并根据地质条件和设计要求综合确定。
5、桩端进入坚硬、硬塑粘性土，中密以上粉土、砂土土层时，静压桩的压桩力为主要控制指标，桩端标高在征得设计单位同意后，可作为辅助控制指标。
6、静压桩桩端进入持力层，达到综合确定的压桩力要求，但未达到设计标高时，宜保持稳压1～2分钟，稳压下沉量可根据地区经验确定。
7、静压桩施工过程中，不得任意调整和校正桩的垂直度，避免对桩身产生较大的次生弯矩。静压桩穿越硬土层或进入持力层的过程中，除机械故障处，不得停止沉桩施工。
8、压桩过程中，应检查压力、桩的垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。
9、压桩施工结束后，应做桩身的单桩竖向承载力试验和小应变检查桩身质量。
静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关,有待进一步研究。
四、总结
在施工场地狭小,普通压桩设备无法进场施工的条件下,利用已建成的建筑物自重,采用锚杆静压桩技术进行地基处理。地基基础设计按锚杆静压桩施工完成前后分两阶段考虑。锚杆静压桩压桩前,按天然地基设计;锚杆静压桩压桩完成后由桩单独或与地基土共同承受上部结构传来的荷载,按桩基础或沉降控制复合桩基设计。在压桩施工时,上部已完成的结构自重必须满足最终压桩力的要求。
关键词：静压法；静压桩；施工
锚杆静压桩是由锚杆和静力压桩技术结合而形成的一种新的桩基工艺。锚杆静压桩多用已建建筑物、中小型构筑物的地基加固、托换、纠偏工程中。它通过设在基础上的锚桿固定压桩架,然后利用建筑物自重,用千斤顶将预制桩通过基础上预留或后凿的孔一节节压入土体,每节桩之间用焊接连接,最后将桩与基础连接,使新桩基与原建筑物基础共同承担荷载,提高加桩区域的承载力,达到阻止或减少沉降的目的。它具有以下特性:可在密集的建筑群中施工,施工时无振动、无噪音、无污染;对于施工场地狭小,大型地基加固机械无法进入现场时适用。新建工程施工场地狭小,常规压桩设备无法进入时,锚杆静压桩的特性也决定了它在此时运用于新建工程的优势。新建工程采用锚杆静压桩还可以节省工期。因为它的施工顺序与常规桩不同。常规桩先压桩后建房,打桩过程中引起的挤土、隆起、沉降等一系列现象均在上部结构施工前完成了,上部结构荷载由桩基承受。
一、静压桩施工
由于静压桩是挤土桩，在场地桩数量较多，桩距较密的情况下，时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时，开始沉降较大，曲线较陡，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外，对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。在处理上施工前合理安排压桩顺序,同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩,后压周边的桩;先压持力层较深的桩,后压较浅的桩。出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用，但对承受水平荷载的基础要慎重。在基础施工时在基础梁上预留压桩孔,压桩孔为上小下大喇叭口形,本工程桩直径为250mm,因此取上孔径为300mm,下孔径为350mm。在预留孔四周预埋4M27螺杆用以固定压桩时的反力架,螺杆埋入混凝土内330mm。考虑到本工程底层层高有4.5米,为减少桩接头单节桩取3米长,桩接头采用焊接。在结构三层楼面浇筑完毕后,框架柱底轴力已大于所需最终压桩力时,压桩施工人员进场开始施工。这时结构整体沉降量约为3~5mm。施工时为了避免压桩时发生基础上抬的情况,要求同一柱只能有一台压桩机在工作。且要求压桩施工点要分散进行,严禁一个柱的桩完全压完后再压别的柱的桩,以使整个基础能够均匀受力,同时防止了集中一处压桩而引起局部过大超孔隙水压力。为控制压桩时的挤土作用对临近已建房屋产生影响,压桩速度不能过快。根据现场实际压桩记录看,最终压桩力基本在249kN~340kN范围内,桩顶标高都到了设计标高。压桩孔的封堵(封桩)是压桩施工中最后一个重要环节,关系到桩与基础连接的质量。
二、施工中质量事故分析
1、桩身上抬
由于静压桩是挤土桩，在场地桩数量较多，桩距较密的情况下，时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时，开始沉降较大，曲线较陡，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外，对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。
2、引孔压桩的问题
为了防止桩间的挤土效应太大，或土质太硬而使桩身较短，施工中往往采用引孔压桩的工艺 ，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的（2/3～1）L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜大长，否则孔内积水，一是会软化桩端土，待水消散后孔底会留有一定空隙；二是积水往桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力。
3、 桩端封口不实
当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔，若桩尖附近的土质是泥质土，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位,保证焊缝饱满,无气孔。施焊对称进行,焊拉时间控制得当,焊接完成后自然冷却10分钟左右方可施打,因高温焊缝遇水后变脆,容易开裂。
4、桩顶(底)开裂
由于目前压桩机越来越大，最重可达6800KN，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下,管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土抗拉不足开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。
三、质量控制措施
1、静压桩沉桩时，压桩的压力要根据现场的地质条件，通过对静力触探比贯入阻力平均值和标准贯入试验N值评估沉桩的可能性，选择好压桩机械设备。
2、根据地质条件，单桩竖向极限承载力以及布桩密集程度等因素，压桩机应按定额总重量配制压重，压机的重量(不含静压桩机大履和小履重量)不宜小于单桩极限承载力的1.2倍。
3、油压表必须经有资质的法定检测单位鉴定，并有鉴定合格证。
4、静压桩沉桩控制应按设计标高，压桩力和稳压下沉量相结合的原则，并根据地质条件和设计要求综合确定。
5、桩端进入坚硬、硬塑粘性土，中密以上粉土、砂土土层时，静压桩的压桩力为主要控制指标，桩端标高在征得设计单位同意后，可作为辅助控制指标。
6、静压桩桩端进入持力层，达到综合确定的压桩力要求，但未达到设计标高时，宜保持稳压1～2分钟，稳压下沉量可根据地区经验确定。
7、静压桩施工过程中，不得任意调整和校正桩的垂直度，避免对桩身产生较大的次生弯矩。静压桩穿越硬土层或进入持力层的过程中，除机械故障处，不得停止沉桩施工。
8、压桩过程中，应检查压力、桩的垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。
9、压桩施工结束后，应做桩身的单桩竖向承载力试验和小应变检查桩身质量。
静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关,有待进一步研究。
四、总结
在施工场地狭小,普通压桩设备无法进场施工的条件下,利用已建成的建筑物自重,采用锚杆静压桩技术进行地基处理。地基基础设计按锚杆静压桩施工完成前后分两阶段考虑。锚杆静压桩压桩前,按天然地基设计;锚杆静压桩压桩完成后由桩单独或与地基土共同承受上部结构传来的荷载,按桩基础或沉降控制复合桩基设计。在压桩施工时,上部已完成的结构自重必须满足最终压桩力的要求。