锚杆静压桩在工程桩加固中的应用

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。

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。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。 2．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：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。 3．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，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。 4．设计与施工工艺 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，分析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： 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）。 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。 4主要施工工艺及要求 4.1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。 4.4.2主要施工工艺要求

（1）、桩段制作：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；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）、桩段连接：两种桩段均采用焊接连接。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；焊接时两名焊工在桩两侧同时施焊，以保证对称受力，减小变形；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。

（3）压桩工艺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极外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。

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。

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力。

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。 （4）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。

封桩前，桩顶应设计和规范要求截断至设计标高：混凝土桩段桩顶应平整无松动混凝土、钢管桩段采用氧割进行切断；钢管桩内应用C35碎石混凝土填充；为加强桩和承台及混凝土底板的连接应将锚杆相互连接起来，以便形成封桩桩帽；清理桩孔内的渣滓及水。 封桩采用C35或C40微膨胀混凝土，注意振捣密实，加强养护。 5．工程应用 1钢筋混凝土预制方桩在加固补强中的应用

某工程系一幢高12层的高层住宅楼，建筑面积约为5000平方米，该楼上部结构为钢筋混凝土剪力墙，基础采用直径530mm的夯扩桩，有效桩长约为11～12米，桩端进入粉细砂层。工程桩基施工完毕后，进行基坑土方开挖，由于开挖不慎，致使该工程桩基础存在严重质量问题，该工程共有工程桩126根，经检测其中桩身存在裂纹的Ⅱ类桩计32根，约占25%，桩身存在严重裂缝的Ⅲ类桩43根，约占35%。根据规范要求，对于Ⅱ、Ⅲ类桩是不能直接使用，要进行加固处理后方可使用。

由于本工程工程桩布桩较密，缺陷部位较深，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。

本工程共补桩90根，由于Ⅲ类桩分布不均匀，锚杆静压桩的布置充分考虑了整体与局部的平衡，对照原设计图经过认真核算，同时合并了部分承台和加强了联梁的刚度，合理布置了桩位；考虑到夯扩桩的挤密性和桩基协同工作的要求，锚杆静压杆入土深度要求与夯扩桩的入土深度基本一致（即在同一持力层中）；桩截面考虑到单桩承载力的要求采用300×300mm，桩段混凝土强度采用C35。

本工程在整个施工过程，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，该楼在建至五层时，观测结果反应出该楼向北方向有倾斜，此时暂停上部施工，迅速对北侧补桩加紧施工，然后再有规律的分布施工其它桩，后经观测该楼沉降均匀，达到规范要求，加固完成后，桩基达到设计标准，效果良好。 2钢管桩在加固补强中的应用

某工程位于武汉香港路边，框剪结构，地下一层，地上23层，是一智能性高档写字楼。本工程原采用大型钻孔灌注桩，由于在基坑开挖中受到周边边坡失稳的影响造成了部分桩存在偏位的情况，根据规范要求，必须对该工程病害工程桩进行加固补强方可使用。 由于本工程原钻孔灌注桩截面大，长度长，承载力高，持力层埋置深，在采用锚杆静压桩进行补强时要求桩也应具有较高的承载力。故本工程采用Φ377×9的钢管桩进行加固。 该补桩桩位在底板施工前均已确定方案，在施工时锚杆和桩位均先预先留置。由于该桩承载力高，所需反力较大，对此我们对反力架和锚杆均加强了，千斤顶也采用大吨位千斤顶，压桩完毕后钢管内应填充C35微膨胀混凝土，加固完成后，经检测达到设计标准，效果良好。 6．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。

锚杆静压桩是将后种锚杆和静力压桩结合起来而形成的一种施工方法。即先在建筑物开凿压桩孔和锚杆孔，用结构胶种植锚杆，然后安装反力架，利用建筑物自重作反力，用千斤顶将钢桩或预制桩逐段压入土中。当压桩力、压入深度达到设计要求后，将桩与基础连结在一起，达到提高地基承载力和控制建筑物沉降的目的。

锚杆桩

优点

1.能迅速制止沉降和倾斜，施工过程中不会引起附加沉降。 2.压桩施工可在狭小的空间进行压桩作业，适用于大型机具无法进入的工程。 3.可在车间不停产或居民不搬迁的情况下，对沉裂建筑物的托换工程。 4.传荷过程和受力性能明确，能得到每根桩的实际承载力，施工质量可靠。

工艺流程

1、定位 2、 开凿压桩孔和钻取锚固孔 3、种植锚杆 4、固定压桩架和千斤顶 5、压桩 6、达设计要求后与原基础浇筑一体。

锚杆（坑式）静压桩加固地基基础技术

2008-4-1 11:28:05 进入评论

来源：郑州博信建筑加固工程有限公司 一、概述

锚杆（坑式）静压桩加固地基基础方法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等地基土。锚杆静压桩是锚杆和静力压桩两项技术巧妙结合而形成的一种桩基施工新工艺，是一项地基加固处理新技术。其工艺是需进行地基基础加固的既有建筑物基础上按设计开凿压桩孔和锚杆孔，用粘结剂植入锚杆，然后安装压桩架与建筑物基础连为一体，并利用既有建筑物自重作反力，用千斤顶将预制桩压入土中，桩段间用硫磺胶泥或焊接连

接。当压桩力或压桩深度达到设计要求后，将桩与基础用微膨胀混凝土浇筑在一起，桩即可受力，从而达到提高地基承载力和控制沉降目的。

二、性能和技术特点

1．保证工程质量

采用锚杆静压桩加固，传荷过程和受力性能非常明确，在施工中可直接测得实际压桩力和桩入土深度，对施工质量有可靠保证 2．做到文明清洁施工

压桩施工中无振动、无噪音、无污染，对周围环境无影响，做到文明、清洁施工。非常适用于密集的居民区内的地基加固施工，属于环保型工法。 3．施工条件要求低

由于压桩施工设备轻便、简单、移动灵活，操作方便，可在狭小的空间1.5×2×(2～4.5m)内进行压桩作业，并可在车间不停产、居民不搬迁情况下进行基础托换加固。 4．对既有倾斜建筑物可实现可控制纠倾

锚杆静压桩配合掏土或充水可成功地应用于既有倾斜建筑的纠倾工程中。由于止倾桩与保护桩共同工作，从而对既有倾斜建筑可实现可控纠倾的目的。

三、施工工艺

1．既有建筑物地基基础加固

确定桩位、编号→挖除地坪及基础覆土→钻压桩孔→钻锚杆孔→锚杆加工制作→埋设锚杆→安装压桩架→起吊桩段、就位桩孔→校正桩身垂直→压桩→记录桩入土深度和压力表读数→接桩→压桩→满足要求→压桩结束→封桩 2．新建建筑物地基基础加固

清理预留压桩孔内垃圾杂物→清理锚杆螺栓→安装压桩架→起吊桩段、就位桩孔→校正桩身垂直→压桩→记录桩入土深度和压力表读数→接桩→压桩→满足要求→压桩结束→封桩

四、工程实例(略) 1 锚杆静压桩机理概述

锚杆静压桩的施工工艺，是在已建的建筑物基础上预留压桩的桩孔位，并在孔位旁边基础承台上预埋好锚杆，然后安装压桩架，用锚杆作媒介，把压桩架与建筑物基础连为一体，利用建筑物自重作为反力（必要时可加配重），用千斤顶将预制桩逐段压入土中。当压桩力及压入深度达到设计要求后，将桩与基础浇筑在一起，桩即可受力，从而达到提高地基承载力和控制建筑物沉降的目的。 2 桩基础设计及质量事故概述

①某住宅小区2#楼为9层住宅楼，框架结构，建筑面积1811m2，面宽18m，进深12m，建筑物总高度为29.9m。基础采用静压混凝土预制桩，桩截面尺寸为300mm×300mm，桩长14.5 m, 混凝土强度为C30，设计最大压桩力为1240kN。桩顶嵌入承台内50mm，桩端进入第④层砂砾层持力层大于500mm。承台混凝土强度为C30。

②在基坑开挖结束时，发现?髿-⑥轴混凝土承台下原来5根预制桩中有1根（即82#桩）偏离过大（见图1），与对角线上的另1根桩（即80#桩）打到了一起，偏差严重超过了规范要求，造成了设计桩位上漏打桩事故，无法满足原来设计要求。 ③造成事故的原因是：在桩基施工时，由于下雨使原来的施工放线模糊，及施工场地内挖掘机多次清理障碍，把原来压入的桩头覆盖，从而造成这一质量事故，且这一质量事故是在开挖基坑准备破桩头时才发现。 3 事故可能导致的结果分析

经建设、监理、施工、设计单位有关专家会诊，对2#楼因漏打桩质量事故引起的安全性、可靠性进行分析，得出如下结论：该楼桩基事故如不及时处理，可能在建筑施工到一定高度后，出现承台偏重下沉，造成基础底梁受扭、受剪断裂而致使楼房坍塌。根据《岩土工程勘察报告》，场地地层构成的第③、④层属承压性地下水含水层，地下水十分丰富，如果采用人工挖孔桩，容易引起坍孔及流砂现象，而且也不经济。权衡再三，最后决定采用锚杆静压桩技术进行处理。 4 事故处理方案

桩基施工单位按专家会议意见，首先提出处理方案，再由设计单位根据处理方案设计出锚杆静压桩的施工图。处理方案主要内容：

①在施工?髿-⑥轴相交处承台时，预留补桩孔位及预埋锚杆，对承台的平面尺寸进行调整。

②预制桩截面尺寸由300mm×300mm变为250mm×250mm，用2根250mm×250mm方桩顶替漏打的1根300mm×300mm的方桩，桩端持力层及进入持力层的深度与原设计一样，1根桩的压桩力≥700kN，接桩必须焊接。

③补桩时间在楼层施工到3层结束时进行，桩顶与承台连接必须牢固。

④锚杆静压桩的桩位图见图2，桩顶与承台连接的配筋图见图3、图4；锚杆预埋平面见图5；压桩后用C35微膨胀混凝土封压桩孔（见图6及Α-Α剖面图）。

⑤用2根锚杆桩代替1根静压桩，桩总侧面积是原来的1.67倍，经休止期后，侧阻力比原先高，同时2根桩实际总的压桩力大于1根桩的设计压桩力，能够满足原设计要求。 5 压桩前的准备工作

①委托混凝土预制厂分段预制方桩，每节2m，最下部桩（包含桩尖）长2.5m；因1根桩由多节短桩焊接而成，加工桩时，必须保证桩顶平面对桩中心线的倾斜≤3 mm，桩身弯曲矢高≤1‰。

②在承台混凝土浇筑前，制作摸板在承台中预留八字形孔洞（见图6及Α-Α剖面图），以作压桩时用；承台配筋不变，遇孔洞处切断。

③加工8Φ32 mm、L=400 mm高强度螺栓（螺杆下部用3根螺纹钢搭接焊锚爪，长150 mm），每4根为1组，间距为300mm×600 mm，预埋承台混凝土内并高出承台150 mm，以便压桩时利用建筑物自身重量，把锚杆压入承台内。 ④选用QF100T-40压桩机作为压桩设备。 ⑤压力表送法定检测单位效验合格。 6 压 桩

①清理预留压桩孔内垃圾杂物，清理锚杆螺栓→安装压桩设备→起吊预制混凝土桩段就位桩孔→校正桩身垂直→压桩→记录桩入土深度及压力表读数→该节桩段压完，起吊下节桩段→校正桩身垂直→焊接接桩→压桩→记录桩入土深度及压力表读数→检查最终压桩力（2根桩分别达到853kN、713kN,均大于设计要求的700 kN）→压桩结束→破桩头至设计标高→压桩孔壁凿毛，清除孔内杂物→放钢筋笼【由4?椎16竖向加强筋与水平加强筋2?椎20（上

下均有）焊接，箍筋为Φ10

锚杆静压钢管桩施工方案

发布时间：2010-10-20 8:37:28

一、定位

1、按设计要求用石灰线弹出桩位，基础阀板清理干净。 二、基础转孔

用转孔设备在基础上转出大于钢管桩直径1.2倍的压桩孔，转孔深度穿透基础阀板，转孔上下要垂直左右倾斜小于3%，保证压桩质量。 三、安装压桩架

在混凝土基础上植入螺栓固定压桩架，压桩架安装牢固垂直。 受力中心区上下一致，锚固螺栓数量根据千斤顶压力或被压钢管桩承受荷载数确定，反力压桩架承受拉力大于钢管桩压力50%，确保一次压桩成功。 四、 高压注浆

钢管桩压到设计深度或满足荷载要求后停止压桩，拆除压桩架， 用砂浆封闭钢管周边缝隙，钢管桩内用碎石填满后连接注浆管，注浆机开始打压注浆，注浆压力达到设计要求并稳定二十分钟后拆除封闭注浆管。

五、 桩头与基础连接

在桩头上部植入钢筋，钢筋按井字型布置，钢筋另一端和钢管桩头

焊接，然后浇注混凝土 使钢管桩和混凝土基础形成整体，能够共同受力提高基础承载力