f20080623154100.doc

锚杆静压桩在宝龙城市广场工程中的应用 福建农林大学成教学院本科毕业论文
锚杆静压在宝龙城市广场工程中的应用
摘要：本文通过具体的工程实例，介绍了长桩和大承载力锚杆静压桩在高层建筑病害工程桩加固中的应用，说明锚杆静压桩技术不仅仅只用在一般多层建筑物、中小型构筑物、厂房的地基处理或基础托换工程，而且可以用在高层建筑桩基础加固、托换、纠偏工程中，扩大锚杆静压桩的应用范围，提高了其使用价值，可在同类工程中推广使用。

关键词：锚杆静压桩；病害工程桩；地基加固；基础托换；纠偏

Abstract：This text passes a concrete engineering solid example，introducing a long stake with big loading the dint anchor man pole static pressure the stake constructs a disease to harm an engineering stake to reinforce a medium application at the key figures， explain the anchor man pole static pressure stake a technique not only only is use small scaled construct a thing， factory premises in generally several buildings, of foundation processing or foundation give to change engineering, and can use in the high building stake foundation reinforce， give change, extension the anchor man pole static pressure stake of application raise its use value， can the expansion uses in the same kind engineering.

Key words：Anchor man pole static pressure stake；The disease harms an engineering stake；The foundation reinforces；The foundation gives to change

第一章　引言
锚杆静压桩作为一种沉桩方法，是利用原基础底板或桩基承台及上部结构传递来的重量作为压桩反力，通过预埋的锚杆、反力架、千斤顶等压桩设备，将桩段从压桩孔处压入地基土中，然后将桩与基础底板或桩基承台连接形成整体，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［１］。
锚杆静压桩多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥质土等地基土的新建（采用逆作法施工）或已建多层建筑物、中小型构筑物的地基加固、托换、纠偏工程中。锚杆静压桩与其它基础加固或托换技术相比又具有施工时无振动、无噪音、设备简单、操作方便、移动灵活、施工所需空间小的特点［２］。我们利用锚杆静压桩新技术特殊工艺，充分利用其特点，改进桩型、桩材、压桩设备，将其应用到高层建筑中桩基加固和托换中，取得了成功。为高层建筑病害工程桩加固提出一种更方便、更合理、更有效、更经济的加固方法。

第二章　高层建筑病害工程桩的特点及处理方法
高层建筑工程桩由于受自然条件、周边环境、地质条件、边坡失稳、基坑开挖、土方开挖及桩基施工操作不当等因素的影响，出现了工程桩缩颈、裂隙、裂缝、夹层、断裂、倾斜、偏位、强度不够、长度不够等病害。造成了不能满足设计及使用要求，易引起安全隐患的病害工程桩。
对此类病害工程桩必须结合各种因素进行分析，对单桩能否使用或部分使用进行判断，对桩基进行加固或托换方可使用。高层建筑病害工程桩多以各类灌注桩和夯扩桩为主，通常采用的处理方法有［３］：
一、对于缺陷出现在较浅部位病害工程桩多采用开挖截桩再接桩的方法；
二、对于缺陷出现在较深部位轻微病害工程桩多采用高压注射水泥浆加固的方法；
三、对于缺陷出现在较深部位或底部严重病害工程桩多采用钻孔灌注桩进行加固托换的方法。
以上方法一、二只能处理部分轻微缺陷，方法三处理范围广，具有荷载传递路径清晰、可靠性大大提高等优点，缺点是施工工期长、施工不便、受施工场地限制。采用锚杆静压桩不仅具有钻孔灌注桩的优点，而且克服了钻孔灌注桩的缺点。

第三章　桩型选择
高层建筑中原桩基一般采用桩身长、截面大、强度高、承载力大的桩，为了能使加固桩与原桩基能尽量协调工作，应选择截面大、强度高、承载力大的桩；锚杆静压桩是挤土型桩［４］，截面过大势必导致排土挤土效应过大，对周边桩、建筑物和管线造成挤压位移，应选择截面不过于大的桩；考虑到施工空间和操作方便的要求，桩截面不宜过大、桩段不宜过长；考虑单桩承载力的大小合理选择钢筋混凝土方桩或钢管桩。鉴于上述因素，在高层建筑病害工程桩加固中一般采用300×300mm的钢筋混凝土方桩和Ф377×9mm钢管桩。

第四章　设计要点
4.1 桩基设计
在进行锚杆静压桩设计过程中，首先要对高层建筑病害工程桩缺陷程度进行分析，对其单桩竖向承载力进行确定，能否继续参与工作或部分参与工作或不参与工作；其次要结合上部何载情况和原桩基设计情况；第三要根据现场桩基位置分布和施工空间情况，确定用于加固或托换的锚杆静压桩的设计单桩竖向承载力Pａ和数量及分布情况。
锚杆静压桩设计最终压桩力按下式计算［５］：
Pp(L)=Kp·Pa
式中：Kp——压桩力系数．在触变性粘土中，当桩长小于20ｍ时，Kp一般取1.5；非触变性粘土（如填土），Kp取2.0；
Pp(L) ——设计最终压桩力；
L——桩最终入土深度（ｍ）； 
Pa——设计单桩竖向承载力；
由于桩基要求单桩竖向承载力高，桩身采用强度较高的材料，一般混凝土强度不小于C35级、钢管；桩段长度考虑到施工净空高度和施工机具情况，一般采用2.0m、2.5m、3.0m；考虑到高层建筑抗震要求即桩基承载水平力或拔力，桩基应考虑刚度要求，桩段的连接应采用焊接接头。
4.2 桩基承台设计及底板成孔设计
采用锚杆静压桩加固或托换高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时应预先留出压桩孔。
4.3 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，锚杆一般采用棒材进行加工而成，棒材型号由受力和锚杆数量确定。锚杆的长度要满足锚固深度要求（一般可采用10`12倍棒材直径）及提供足够反力的安装要求（一般采用15～20cm）［６］［７］。
锚杆埋设首先要准确定出埋设位置，其次埋设深度要略大于锚固深度要求，同时应将锚杆与承台或底板内的部分钢筋焊接，确保锚杆埋设准确牢固。

第五章　施工工艺及要求
5.1 施工工艺流程
确定桩位孔及定位——→锚杆加工制作及埋设（桩段制作）——→桩位孔及锚杆养护和保护——→安装压桩反力架——→第一节桩就位、校正——→压桩——→深度及压力值记录——→下节桩就位、校正——→焊接接桩——→压桩——→……——→压桩到设计要求——→最终深度及压桩力验收——→拆除压桩反力架——→切割桩头——→清孔（配制微膨胀早强混凝土）——→封桩。
5.2 施工要点
5.2.1 桩的制作及运输
1、钢筋混凝土预制桩段严格按配筋设计制作、桩身平直、外形尺寸误差不大于±5mm，断部平整［８］；钢管桩段材质、管径、壁厚严格按设计要求选择、焊接坡口面按焊接要求制作。
2、混凝土强度达100%后方可运输，桩在运输及堆放过程中，要求平稳地放于垫木衬垫上，两点支承。
5.2.2 锚杆施工
1、施工前，必须清除地下障碍物，以保证压桩安全进行。
2、按施工图准确布置桩位和锚杆预留孔，浇注基础混凝土前应复核桩位预留和锚杆孔的位置。
5.2.3 压桩工艺
1、施工前应对现场的桩进行检验，符合要求后方可施工。
2、压桩前应通过试成桩，定出试桩标准［９］。
3、压桩反力架安装要保持垂直，应均衡拧紧锚固螺栓、螺帽，在压桩过程中应随时拧紧松动的螺帽；在锚杆受力较大时应使用多个螺帽叠加使用。桩段在压入时垂直度极为重要，因此除了在初始就位时校核垂直度外还应在压桩时全程连续控制，每节桩的垂直度应控制在1/1000以内；同时应保持千斤顶与桩段轴线在同一垂直线上，千斤顶施加的压力中心与截面形心重合，千斤顶安放偏差不大于2mm。
 4压桩时不宜数台压桩设备在同一承台上施工，施工期间，压桩力总和不得超过该基础及上部结构的自重，防止基础上抬造成结构破坏。

5、压桩应连续进行，尽量减少接桩时间，中途不得长时间停顿，以免土体固结超静水压力消散，引起摩阻力剧增。如必须中途停顿时，桩尖应停留在软土层中，且停留时间不宜超过24小时。如遇到压力急剧的增加可能遇碎石障碍物或压入较硬土层，这时液压系统可采用稍压入，持荷，再压入，再持荷，直至达到设计深度或承载
6、压桩过程应做好记录，采用以最终压桩力控制为主、以桩长控制为辅的双控原则。
5.2.4 接桩工艺
1、焊接前应再次检查接头部位处理情况及上下节桩是否在同一轴线上、是否垂直、符合要求方可施焊。
2、上下两节桩之间有间隙时应用厚薄适当、加工成楔铁片填实焊牢。
3、焊接应将四角焊牢，然后同时对称焊接以减少焊接变形，焊缝要求连续饱满，焊缝厚度必须满足设计要求。
4、接桩焊接完后，焊缝应在自然条件下冷却1分钟以上方可继续压桩。
5、焊接接桩应按隐蔽工程进行验收，焊接后应检查焊接质量，若有漏焊或焊缝高度不够，应及时补焊。
5.2.5 砍桩工艺
1、当压桩力达到设计要求后最后一节桩顶往往高出设计标高，对于多余作的桩头经设计人员同意后，进行切除。
2、切除桩头前应将桩且楔块固定住，然后用凿子开出3~5cm深的沟槽，露出的钢筋加以节割，以便摘除桩头，严禁在悬臂状态下乱砍桩头。
5.2.6 封桩工艺
封桩施工是压桩过程中又一个关键环节。桩和承台及混凝土底板能否连接牢固，承载力是否达到要求，联结节点形式是否合理，都是封桩后桩能否发挥作用的关键。
1、 封桩前必须抽检，抽检结果应符合设计要求，经设计单位同意后方可封桩。
2、 封桩前必须把压桩孔内的杂物积水浮浆清理干净。
3、 封桩材料必须采用掺有微膨胀早强外加剂的C30级砼，并予以捣实。
4、 应将锚杆与交叉钢筋焊接，以加强封口的锚固力，使桩与承台形成一体，焊缝采用双面焊，焊接长度L=80m。
5、 在封桩的砼未达到设计强度的100%前，上部结构的施工高度，框架结构施工速度应放慢，保证安全。
6、 封桩工作宜对称进行。
7、 封桩时桩的主筋必须满足规范要求的锚固长度。

第六章　宝龙城市广场工程应用实例
6.1 工程概况
福州宝龙城市广场座落于福州市台江区工业路，为福州市目前最大的单体工程。由中国建筑西北设计研究院设计，福州市建工集团总公司承建，福建省建设工程管理有限公司负责监理。工程占地面积71698m2，总建筑面积20.65万m2 ，其中地下建筑面积5.65万m2，地上建筑面积为15万m2，造价约2个亿。地下室占地面积3.2万m2，地下室底板东西总长268m，南北总长120m，为超长结构。该工程结构复杂，地下室每40m设一道加强带，每80m设一道后浇带，纵横交错，贯穿底板、顶板及墙。
该广场集商贸、娱乐、美食、酒店式公寓、电影城为一体的综合性大型广场，广场地下室2层，地上16层，其中裙楼4层，酒店式公寓12层。为现浇钢筋砼框架（剪力墙）结构体系，基础采用φ400及φ500预制管桩。抗震列度为7度，结构安全等级2级。
6.2 原因分析
 该工程进行基坑土方开挖过程中，因西北角基坑支护系统坍塌，致使该部位近40根管桩被挤断，桩基础存在严重质量问题。由于这些管桩距离基坑支护系统的深层搅拌桩太近，容易引发二次支护系统坍塌，加之断裂部位较深，采用开挖接桩和补加夯扩桩或钻孔灌注桩均难以实施；同时又由于工期要求紧，经过专家组讨论最终权衡选择了不占工期，空间要求小，施工方便，受力明确的锚杆静压钢筋混凝土预制桩的补桩加固方案。    
6.3 补强方案
该方案采用的锚杆桩断面为300×300，总计91根，单桩竖向承载力特征设计值为750KN，桩尖持力层选用中砂层，桩尖进入持力层≥1.00m（若压桩力达不到设计要求可不满足此条要求）。锚杆桩桩身砼强度等级为C30，设计套用闽04G108图集中ZHa30［１０］。由福州市建工集团总公司负责施工。

6.4 劳动组织
职 务
人 数
职 务
人 数
职 务
人 数
施工员
1人
班 长
1人
搅拌工
1人
质检员
1人
压桩工
每台2人
电 工
1人
安全员
1人
普 工
每台2人
电焊工
2人

6.5 机械
投入三台锚杆桩机并配务相应人员进行施工，采用上海千斤顶厂制造的QF200型液压千斤顶［１１］。
6.6 工期
06年3月14日~06年3月24日，共计11天。
6.7 工程监测
该工程在整个施工过程中，由于补桩是在上部结构能够提供足够反力的情况下才能实施，故对该楼的监测必须加强，经观测，该楼沉降均匀，达到规范要求［１２］。压桩完成后，由监理、甲方会同设计单位决定选取14#、56#、84#三根桩进行静载试验，试验结果符合设计及规范要求。经检测，本工程采用锚杆静压桩技术取得了良好效果。

第七章　结束语
 由于锚杆静压桩采用了静压方式，避免了冲击应力，对桩周土体的隆起及水平挤压较小，从而降低了对周围环境的影响；所补静压桩对邻近的原工程桩影响较小；该工艺采用的施工机具简单，对施工现场条件要求不高；该工艺施工无振动、无噪音、无污染；可与上部结构同时进行施工，又可在该建筑物投入使用后，在不影响其它部分正常使用的情况下进行施工；该工艺受力明确，传力路径清晰。利用该工艺优势和特点，对桩段进行合理选型、对锚杆和压桩反力架进行合理加强，用来处理高层建筑病害工程桩具有独到之处。

参考文献
［１］周道志．锚杆静压桩法［Ｊ］．工业建筑，1984(1)：43～47．
［２］邓永山．锚杆静压桩在地基处理中的应用［Ｊ］．土工基础，1999．13(2)：43．
［３］地基处理手册编写委员会．地基处理手册［Ｍ］．中国建筑工业出版社，1989．
［４］周寅，顾宏．锚杆静压桩引起的挤土作用、拖带沉降与对策［Ｍ］．中国建筑工业出版社，1998．
［５］彭振斌．托换工程设计计算与施工［Ｍ］．武汉：中国地质大学出版社，1996年．
［６］陆培炎．桩基设计方法［Ｊ］．工业建筑，1987(2)：43～47.
［７］中华人民共和国行业标准［Ｓ］．混凝土结构设计规范GB50010-2002．
［８］中华人民共和国行业标准［Ｓ］．锚杆静压桩技术规程YBJ227-91．
［９］中华人民共和国行业标准［Ｓ］．建筑桩基技术规范JGJ94-94．
［10］建筑标准设计图集［Ｓ］．闽04G108：2～10．
［11］曹善华．建筑施工机械［Ｍ］．上海：同济大学出版社，2001．
［12］中华人民共和国行业标准［Ｓ］．地基与基础工程施工及验收规范GBJ202

致 谢
感谢我的指导老师俞燕金教授，是您循循尚诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，使我认真的完成了这篇论文。也感谢福建建筑人才服务中心给予我学习的机会，感谢王永华主任对我的关心和照顾。
此外，在本论文完成的过程中，也离不开每一位关心我的老师和同学的帮助，使我圆满地完成了这篇论文的写作。
在此，我对你们表示由衷的感激之情，谢谢！

致谢人：张三
2007年10月24日

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