锚杆静压桩施工方法

锚杆静压桩施工方法

锚杆静力压桩法，是近年开发的一项地基加固新技术，在老厂或旧有建筑物改造、已有建筑物基础托换加固以及新建工程中得到较为广泛的应用，取得了良好的技术经济效益。

1．基本原理与性能

锚杆静压法沉桩，系利用建（构）筑物的自重作为压载，先在基础上开凿出压桩孔和锚杆孔，然后埋设锚杆或在新建（构）筑物基础上预留压桩孔预埋钢锚杆，借锚杆反力，通过反力架，用液压压桩机将钢筋混凝土预制短桩逐段压入基础中开凿或预留的桩孔内，当压桩力P P达到1.5P a（P a——桩的设计承载力）和满足设计桩长时，便可认为满足设计要求，再将桩与基础连接在一起，卸去液压压桩机后，该桩便能立即承受上部荷载，从而可减少地基土的压力，及时阻止建（构）筑物继续产生不均匀沉降。

锚杆静压装置如图1所示；锚杆静力压桩时的力系平衡见图2。

图1 锚杆静压法沉桩装置

（a）静压桩装置；（b）压桩孔与锚杆孔位置

1-桩；2-压桩孔；3-锚杆；4-钢结构及反力架；5-活动横梁；

6-千斤顶；7-电动葫芦；8-基础；9-柱基；10-砖墙

图2 锚杆静压法沉桩时力系平衡简图

1-桩；2-锚杆；3-反力架；4-基础

R-桩尖阻力；F-桩侧阻力

（1）抗拔锚杆的基本性能

锚杆的形式，新浇基础一般采用预埋爪式锚杆螺栓；在旧有基础上，采用先凿孔，后埋设带镦粗头的直杆螺栓；后埋式锚杆与混凝土基础的粘结一般采用环氧树脂或硫磺胶泥砂浆，经固化或冷却后，能承受压桩时很大的抗拔力；锚杆埋深为8~10d（d——锚杆直径），端部镦粗或加焊钢筋箍，亦可采用螺栓锚杆。

（2）压桩阻力与单桩承载力

将桩压入土中时，要克服土体对桩的阻力P P，压桩阻力P P由桩侧阻力和桩尖阻力二部分组成，可按下式计算：

P P＝UΣh i f i＋A g i（1）

式中U——桩周长（m）；

h i——各土层的厚度（m）；

f i——各土层的桩侧阻力系数（kPa）；

A——桩尖面积（m2）；

g i——桩尖阻力系数（kPa）。

在压桩过程中，由于挤土的作用，在桩周一定范围内出现重塑区，土的粘结力被破坏，土中超孔隙水压力增大，土的抗剪强度大大降低，故此桩侧摩阻力明显减小，压桩即利用此特性，能用较小的压桩力将桩压入到较深的土层中去，随着时间的推移，超孔隙水压力逐渐消散，土体逐渐压密固结，抗剪强度也随之提高，土的结构强度得到恢复，桩的侧向摩阻力也明显增大。根据实践，当在桩力为1.3~1.5Pa时，经三周后，粘土的单桩承载力得到明显恢复，其安全度K达到2，可满足设计要求。

2．特点及适用范围

锚杆静压桩的特点是：对于加固已沉裂、倾斜的建（构）筑物，可以迅速得到稳定，可在不停产、不搬迁的情况下进行基础托换加固；对于新建工程可与上部建筑同步施工，不占绝对工期；加固过程中无振动、无噪声、无环境污染，侧向挤压小；在压桩过程中可直接测得压桩力和桩的入土深度，可保证桩基质量；施工机具设备结构简单、轻便、移动灵活，操作技术易于掌握，可自行制造，可在狭小空间场地应用；锚杆静压法沉桩受力明确、简便，单桩承载力高（约250~300kN），加固效果显著；不用大型机具，施工快速（新建工程每台班可压桩60~80延长米），节省加固费用，做到现场文明施工。

适用于加固粘性土、淤泥质土、人工填土、黄土等地基，特别适用于建筑物加层；已沉裂、倾斜建（构）筑物的纠偏加固；老厂房技术改造柱基及设备基础的托换加固；新建工程先建房后压桩的工程。

3．机具设备

（1）YJ-150型液压压桩机，由反力架、活动横梁、油压千斤顶、高压油泵、电动葫芦等部件组成（图1），压桩力500kN，可自行制造。

（2）配套机具，包括电焊机、切割机、空气压缩机、风钻、风镐、配制环氧树脂胶泥（砂浆）及熬制硫磺胶泥（砂浆）用的器具等。

4．桩段制作要求

桩段采用钢筋混凝土，截面形状为方形，桩的截面边长为180~300mm，桩段长一般由1.0~3.0m不等，钢筋采用I级钢和II级钢，混凝土强度不小于C30。桩制作多采用无底模板间隔、重叠法生产，压桩时强度要求达到100%。

5．施工要点

（1）锚杆静压法沉桩程序是：清理基础顶面覆土→凿压桩孔和锚杆孔→埋设锚杆螺栓→安装反力架→吊桩段就位、进行压桩施工→接桩→压到设计深度和要求压桩力→封桩、将桩与基础连接→拆除压桩设备。

（2）开凿压桩孔可采用风镐或钻机成孔，压桩孔凿成上小下大截头锥形体，以利于基础承受冲剪；凿锚杆孔可采用风钻或钻机成孔，孔径为φ42mm，深度为10~12倍锚杆直径，并清理干净，使干燥。

（3）埋设锚杆应与基础配筋扎在一起，可采用环氧胶泥（砂浆）粘结，环氧胶泥（砂浆）可加热（40℃左右）或冷作业，硫磺砂浆要求热作业，填灌密实，使混凝土与混凝土粘结在一起，采取自然养护16h以上。

（4）反力架安装应牢固，不能松动，并保持垂直；桩吊入压桩孔后，亦要保持垂直。压桩时，要使千斤顶与桩段轴线保持垂直，并在一条直线上，不得偏压。

（5）每沉完一节桩，吊装上一段桩，桩间用硫磺胶泥连接。接桩前应检查插筋长度和插筋孔深度，接桩时应围好套箍，填塞缝隙，倒入硫磺胶泥，再将上节桩慢慢放下，接缝处要求浆液饱满，待硫磺胶泥冷却结硬后才可开始压桩。

（6）压桩施工应对称进行，防止基础受力不平衡而导致倾斜；几台压桩机同时作业时，总压桩力不得大于该节点基础上的建筑物自重，防止基础被抬起。

（7）压桩应连续进行，不得中途停顿，以防因间歇时间过长使压桩力骤增，造成桩压不下去或把桩头压碎等质量事故。

（8）封桩必须认真进行，应砍去外露桩头，清除桩孔内的泥水杂物，清洗孔壁，焊好交叉钢筋，湿润混凝土连接面，浇筑C30微膨胀早强混凝土并加以捣实，使桩与桩基承台结合成整体，湿养护7d以上。

6．质量控制表