锚杆静压桩后注浆式顶升施工工法

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1 前言

传统的锚杆静压桩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。但是，锚杆静压桩更大程度上属于摩擦挤土桩，为了更大程度上提高桩端支撑力，增加桩体的整体连接性等，将锚杆静压桩横断面中心预留一定直径的圆孔进行后注浆。

2 工法特点

（1）相对于灌注桩，综合成本低；

（2）操作所需施工空间小；

（3）不影响上部结构施工，工期短；

（4）桩的质量易控制；

（5）能耗低、震动小、噪音小、污染小。

3 适用范围

（1）适用于非抗震设防区及抗震设防烈度为6、7、8度地区的一般工业与民用建筑物的低桩承台主要承受竖向力的基桩。

（2）适用于松散及稍密的砂类土；静力触探比贯入阻力Ps<3.0MPa,承载力特征值<200Kpa的粘性土、粉土、淤泥、淤泥质土、黄土、填土等地基土；对老粘土、碎石土的穿透能力应通过试验确定。

（3）适用于以下几种需要进行基础处理或基础托换的情况：

①地基不均匀沉降引起上部结构开裂或倾斜；

②建筑物加层；

③桩基工程事故；

④建筑物需采用桩基，但不具备大型机械的施工空间或不具有单独的桩基施工工期。

4 工艺原理

钢筋混凝土锚杆静压桩后注浆式顶升是通过将基础进行植筋扩展，做出承台，在承台上埋设锚杆固定压桩架，以建筑物所能发挥的自重荷载作为压桩反力，用千斤顶将中心预留孔径的桩段从承台上预留的的压桩孔内逐段压入土中，然后再进行注浆，注浆完成后进行封桩，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。锚杆静压桩后注浆式加固顶升工法的基本原理图如下图1.

图1 基本原理图

5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程：

图2 施工工艺流程图

施工工艺流程图见上图2。

5.2操作要点

（1）基础植筋扩展

基础植筋深度为13d，搭接长度为20d，基础扩展高度与原基础高度一致。配筋图如下图3，4。

图3 配筋图

图4 B截面配筋图

（2）锚杆埋设

①复核锚杆桩承台的平面位置，无误后进行锚杆桩承台钢筋绑扎，锚杆与承台底筋搭接焊。

②在锚杆丝杆处抹层黄油，并用废布包裹，保护螺纹免被碰伤。

③复核锚杆位置后进行模板安装，浇筑承台混凝土。

④锚杆预埋位置要与压桩架相对应，以免出现锚杆与压桩架错位的现象。

（3）压桩架安装

① 根据建筑物荷载及沉降观测结果合理安排压桩时间。

② 压桩架安装时应保证承台混凝土达到设计强度等级。

③ 压桩设备的力值计量系统应进行校准。

④ 复核压桩架垂直度后即完成压桩架安装。

（4）压桩

① 将尖桩吊入桩孔就位，检查桩段就位的垂直度。千斤顶置放在桩上部，利用液压油泵将千斤顶升起顶在压桩架的反力梁上，通过反力将预制桩压入土层，直到桩顶面被压至离桩孔口面100～200㎜时，连结第二节桩。

② 逐段压入桩段，采用经纬仪对桩段安装的垂直度进行实时监控。

③ 每段桩进行一次油压值的记录，遇异常情况时，应及时通知有关各方。

④ 锚接法桩段连结：

接桩锚筋应事先清刷并调直。

锚筋长度、锚筋孔深和平面位置等应符合要求。

锚筋孔内应经清洗，达到无水、无杂质和无油污。

接桩时，起吊上节桩并对准下节桩送下，使上节桩的锚固钢筋全部插入下节桩的钢筋孔内，确保其垂直度和接触面水平，然后起吊上节桩100㎜，箍上海绵夹箍，浇注熔化的硫磺胶泥（满铺桩顶约15㎜厚），并立即保持垂直插入上节桩。

硫磺胶泥的浇注温度应控制在140～145℃之间，灌注时间不得超过2min。

待硫磺胶泥冷却凝固后，拆除海绵箍。浇注后的压桩施工停歇时间不得少于7min。

压桩施工的控制标准，应以设计终压值为主，桩入土深度为辅。

⑤压桩过程中必须确保预留孔不被堵塞。

（5）封桩

①桩顶未压到设计标高时，对于外露的桩头经设计单位同意，必须进行切除。切割桩头前应先用楔块把桩固定住，然后用凿子开出3～5㎝深的沟槽，露出的钢筋加以切割，以便摘除桩头。严禁在悬臂情况下乱砍桩头。

②在封桩前必须把压桩孔内的杂物清理干净，排除积水，清除孔壁和桩面的浮浆，以增加粘结力。

③将现场加工好的封桩钢筋按如图5所示焊接在锚杆上，焊缝应饱满，满焊。

图5 封桩钢筋焊接图

④封桩钢筋焊接好验收合格后，浇筑C40微膨胀混凝土并振捣密实。如图6所示。

图6 封桩砼示意图

⑤封桩应首先在沉降量大，沉降速率快处区域进行，并根据实际沉降观测进行后注浆，且后注浆定为挤密注浆。

6 材料与设备6.1主要材料

所用材料均应符合设计和规范要求。施工所需材料见表1

表1

序号

材料名称

规格、型号

备注

1

C30钢筋混凝土锚杆桩

30cm×30cm（2m/段）

主筋4φ12，箍筋φ6@150，首段桩段2.5m长，端部呈锥形

2

锚杆

M27

工厂加工

3

微膨胀混凝土

C30

商砼

4

封桩钢筋

2φ16

工厂加工

5

硫磺胶泥

成品

6

焊条

E50型

成品

6.2主要机具设备

施工所需设备见表2

表2

序号

设备名称

型号、规格

备注

1

压桩机

YFD—Ⅰ50，TFD—Ⅱ100

2

压桩架

900mm×400mm×320mm

根据实际情况改造

3

电焊机

HSS—500

4

运桩托架车

自制

5

水准仪

DS3

7 劳动组织

每台压桩机所需施工人员见表3

表3

序号

施工人员名称

数量

1

技术管理员

1

2

压桩操作员

1

3

记录员

1

4

电焊工

1

5

普通工人

2

8 质量控制

（1）质量标准：

桩位的平面偏差不得超过±20㎜。

压桩时桩段的垂直偏差不得超过1.0%的桩段长。

（2）质量控制措施

材料控制

钢筋、预制钢筋混凝土桩、锚杆、硫磺胶泥、水泥、砂石等材料进场时应具备合格证、复试报告等保证资料。

（3）程序控制

严格遵照自检、互检、专检三级检查制度，严格按照施工验收程序执行。

（4）施工过程控制

锚杆安装：锚杆安装后及时复核锚杆位置，保证锚杆平面位置偏差在规范许可范围内，并做好记录。

压桩：压桩时实时监控桩段垂直度，做好施工记录；桩段锚接应有专业技术人员在场监督；压桩时应达到压桩终压值，并做好记录。

封桩：保证封桩钢筋与锚杆的焊接质量，桩伸入承台50～100㎜。

9 安全措施

（1）安全教育

对作业人员进行安全技术交底，并定期组织安全培训。

（2）针对性安全措施

安全防护

由于锚杆桩施工与上部结构同时施工，建筑物首层应设置硬质水平封闭，保证施工人员进出安全。

硫磺胶泥熔融

硫磺胶泥温度要控制在140～145℃范围内，施工过程中应设置专用硫磺胶泥熔融处，防止液体飞溅伤人。硫磺胶泥熔融处附近严禁堆放易燃易爆物品。

10环保措施

现场设置专用硫磺胶泥废料存放桶，严禁将硫磺胶泥废料丢弃在现场内。

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