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11.4 锚杆静压桩


11.4.1 锚杆静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、人工填土、湿陷性黄土等地基加固。
11.4.2 锚杆静压桩设计,应符合下列规定:
    1 锚杆静压桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定;当无试验资料时,可按地区经验确定,也可按国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007和《建筑桩基技术规范》JGJ 94有关规定估算。
    2 压桩孔应布置在墙体的内外两侧或柱子四周。设计桩数应由上部结构荷载及单桩竖向承载力计算确定;施工时,压桩力不得大于该加固部分的结构自重荷载。压桩孔可预留,或在扩大基础上由人工或机械开凿,压桩孔的截面形状,可做成上小下大的截头锥形,压桩孔洞口的底板、板面应设保护附加钢筋,其孔口每边不宜小于桩截面边长的50mm~100mm。
    3 当既有建筑基础承载力和刚度不满足压桩要求时,应对基础进行加固补强,或采用新浇筑钢筋混凝土挑梁或抬梁作为压桩承台。
    4 桩身制作除应满足现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定外,尚应符合下列规定:
        1)桩身可采用钢筋混凝土桩、钢管桩、预制管桩、型钢等;
        2)钢筋混凝土桩宜采用方形,其边长宜为200mm~350mm;钢管桩直径宜为100mm~600mm,壁厚宜为5mm~10mm;预制管桩直径宜为400mm~600mm,壁厚不宜小于10mm;
        3)每段桩节长度,应根据施工净空高度及机具条件确定,每段桩节长度宜为1.0m~3.0m;
        4)钢筋混凝土桩的主筋配置应按计算确定,且应满足最小配筋率要求。当方桩截面边长为200mm时,配筋不宜少于4ф10;当边长为250mm时,配筋不宜少于4ф12;当边长为300mm时,配筋不宜少于4ф14;当边长为350mm时,配筋不宜少于4ф16;抗拔桩主筋由计算确定;
        5)钢筋宜选用HRB335级以上,桩身混凝土强度等级不应小于C30级;
        6)当单桩承载力设计值大于1500kN时,宜选用直径不小于ф400mm的钢管桩;
        7)当桩身承受拉应力时,桩节的连接应采用焊接接头;其他情况下,桩节的连接可采用硫磺胶泥或其他方式连接。当采用硫磺胶泥接头连接时,桩节两端连接处,应设置焊接钢筋网片,一端应预埋插筋,另一端应预留插筋孔和吊装孔;当采用焊接接头时,桩节的两端均应设置预埋连接件。
    5 原基础承台除应满足承载力要求外,尚应符合下列规定:
        1)承台周边至边桩的净距不宜小于300mm;
        2)承台厚度不宜小于400mm;
        3)桩顶嵌入承台内长度应为50mm~100mm;当桩承受拉力或有特殊要求时,应在桩顶四角增设锚固筋,锚固筋伸入承台内的锚固长度,应满足钢筋锚固要求;
        4)压桩孔内应采用混凝土强度等级为C30或不低于基础强度等级的微膨胀早强混凝土浇筑密实;
        5)当原基础厚度小于350mm时,压桩孔应采用2ф16钢筋交叉焊接于锚杆上,并应在浇筑压桩孔混凝土时,在桩孔顶面以上浇筑桩帽,厚度不得小于150mm。
    6 锚杆应根据压桩力大小通过计算确定。锚杆可采用带螺纹锚杆、端头带镦粗锚杆或带爪肢锚杆,并应符合下列规定:
        1)当压桩力小于400kN时,可采用M24锚杆;当压桩力为400kN~500kN时,可采用M27锚杆;
        2)锚杆螺栓的锚固深度可采用12倍~15倍螺栓直径,且不应小于300mm,锚杆露出承台顶面长度应满足压桩机具要求,且不应小于120mm;
        3)锚杆螺栓在锚杆孔内的胶粘剂可采用植筋胶、环氧砂浆或硫磺胶泥等;
        4)锚杆与压桩孔、周围结构及承台边缘的距离不应小于200mm。
11.4.3 锚杆静压桩施工应符合下列规定:
    1 锚杆静压桩施工前,应做好下列准备工作:
        1)清理压桩孔和锚杆孔施工工作面;
        2)制作锚杆螺栓和桩节;
        3)开凿压桩孔,孔壁凿毛;将原承台钢筋割断后弯起,待压桩后再焊接;
        4)开凿锚杆孔,应确保锚杆孔内清洁干燥后再埋设锚杆,并以胶粘剂加以封固。
    2 压桩施工应符合下列规定:
        1)压桩架应保持竖直,锚固螺栓的螺母或锚具应均衡紧固,压桩过程中,应随时拧紧松动的螺母;
        2)就位的桩节应保持竖直,使千斤顶、桩节及压桩孔轴线重合,不得采用偏心加压;压桩时,应垫钢板或桩垫,套上钢桩帽后再进行压桩。桩位允许偏差应为±20mm,桩节垂直度允许偏差应为桩节长度的±1.0%;钢管桩平整度允许偏差应为±2mm,接桩处的坡口应为45°,焊缝应饱满、无气孔、无杂质,焊缝高度应为h=t+1(mm,t为壁厚);
        3)桩应一次连续压到设计标高。当必须中途停压时,桩端应停留在软弱土层中,且停压的间隔时间不宜超过24h;
        4)压桩施工应对称进行,在同一个独立基础上,不应数台压桩机同时加压施工;
        5)焊接接桩前,应对准上、下节桩的垂直轴线,且应清除焊面铁锈后,方可进行满焊施工;
        6)采用硫磺胶泥接桩时,其操作施工应按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202的规定执行;
        7)可根据静力触探资料,预估最大压桩力选择压桩设备。最大压桩力Pp(z)和设计最终压桩力Pp可分别按式(11.4.3-1)和式(11.4.3-2)计算:

Pp(z)=Ks·ps(z)       (11.4.3-1)
Pp=Kp·Rd                     (11.4.3-2)

式中:Pp(z)——桩入土深度为z时的最大压桩力(kN);
     Ks——换算系数(m2),可根据当地经验确定;
     ps(z)——桩入土深度为z时的最大比贯入阻力(kPa);
     Pp——设计最终压桩力(kN);
     Kp——压桩力系数,可根据当地经验确定,且不宜小于2.0;
     Rd——单桩竖向承载力特征值(kN)。
        8)桩尖应达到设计深度,且压桩力不小于设计单桩承载力1.5倍时的持续时间不少于5min时,可终止压桩;
        9)封桩前,应凿毛和刷洗干净桩顶桩侧表面,并涂混凝土界面剂,压桩孔内封桩应采用C30或C35微膨胀混凝土,封桩可采用不施加预应力的方法或施加预应力的方法。
11.4.4 锚杆静压桩质量检验,应符合下列规定:
    1 最终压桩力与桩压入深度,应符合设计要求。
    2 桩帽梁、交叉钢筋及焊接质量,应符合设计要求。
    3 桩位允许偏差应为±20mm。
    4 桩节垂直度允许偏差不应大于桩节长度的1.0%。
    5 钢管桩平整度允许偏差应为±2mm,接桩处的坡口应为45°,接桩处焊缝应饱满、无气孔、无杂质,焊缝高度应为h=t+1(mm,t为壁厚)。
    6 桩身试块强度和封桩混凝土试块强度,应符合设计要求。

 

条文说明

11.4 锚杆静压桩

11.4.1 锚杆静压桩是锚杆和静压桩结合形成的桩基施工工艺。它是通过在基础上埋设锚杆固定压桩架,以既有建筑的自重荷载作为压桩反力,用千斤顶将桩段从基础中预留或开凿的压桩孔内逐段压入土中,再将桩与基础连接在一起,从而达到提高基础承载力和控制沉降的目的。
11.4.2、11.4.3 当既有建筑基础承载力不满足压桩所需的反力时,则应对基础进行加固补强;也可采用新浇筑的钢筋混凝土挑梁或抬梁作为压桩的承台。
    封桩是锚杆静压桩技术的关键工序,封桩可分别采用不施加预应力的方法及施加预应力的方法。
    不施加预应力的方法封桩工序(图7)为:

图7 锚杆静压桩封桩节点示意

图7 锚杆静压桩封桩节点示意
1—锚固筋(下端与桩焊接,上端弯折后与交叉钢筋焊接);2—交叉钢筋;
3—锚杆(与交叉钢筋焊接);4—基础;5—C30微膨胀混凝土;6—钢筋混凝土桩

    清除压桩孔周围桩帽梁区域内的泥土-将桩帽梁区域内基础混凝土表面清洗干净-清洗压桩孔壁-清除压桩孔内的泥水-焊接交叉钢筋-检查-浇捣C30或C35微膨胀混凝土-检查封桩孔有无渗水。锚固筋不宜少于414。
    对沉降敏感的建筑物或要求加固后制止沉降起到立竿见影效果的建筑物(如古建筑、沉降缝两侧等部位),其封桩可采用预加预应力的方法(图8)。通过预加反力封桩,附加沉降可以减少,收到良好的效果。

图8 预加反力封桩示意

图8 预加反力封桩示意
1—反力架;2—压桩架;3—板面钢筋;
4—千斤顶;5—锚杆;6—预加反力钢杆(槽钢或钢管);
7—锚固筋;8—C30微膨胀混凝土;9—压桩孔;10—钢筋混凝土桩

    具体做法:在桩顶上预加反力(预加反力值一般为1.2倍单桩承载力),此时底板上保留了一个相反的上拔力,由此减少了基底反力,在桩顶预加反力作用下,桩身即形成了一个预加反力区,然后将桩与基础底板浇捣微膨胀混凝土,形成整体,待封桩混凝土硬结后拆除桩顶上千斤顶,桩身有很大的回弹力,从而减少基础的拖带沉降,起到减少沉降的作用。
    常用的预加反力装置为一种用特制短反力架,通过特制的预加反力短柱,使千斤顶和桩顶起到传递荷载的作用,然后当千斤顶施加要求的反力后,立即浇捣C30或C35微膨胀早强混凝土,当封桩混凝土强度达到设计要求后,拆除千斤顶和反力架。
        1)锚杆静压桩对工程地质勘察除常规要求外,应补充进行静力触探试验。
        2)压桩施工时不宜数台压桩机同时在一个独立柱基上施工,压桩施工应一次到位。
        3)条形基础桩位靠近基础两侧,减少基础的弯矩。独立柱基围绕柱子对称布置,板基、筏基靠近荷载大的部位及基础边缘,尤其角的部位,适应马鞍形基底接触应力分布。
    大型锚杆静压桩法可用于新建高层建筑桩基工程中经常遇到的类似断桩、缩径、偏斜、接头脱开等质量事故工程,以及既有高层建筑的使用功能改变或裙房区的加层等基础托换加固工程。
    在加固工程中硫磺胶泥是一种常用的连接材料,下面对硫磺胶泥的配合比和主要物理力学性能指标简单介绍。
    1 硫磺胶泥的重量配合比为:硫磺:水泥:砂:聚硫橡胶(44:11:44:1)。
    2 硫磺胶泥的主要物理性能如下:
        1)热变性:硫磺胶泥的强度与温度的关系:在60℃以内强度无明显影响;120℃时变液态且随着温度的继续升高,由稠变稀;到140℃~145℃时,密度最大且和易性最好;170℃时开始沸腾;超过180℃开始焦化,且遇明火即燃烧。
        2)重度:22.8kN/m3~23.2kN/m3
        3)吸水率:硫磺胶泥的吸水率与胶泥制作质量、重度及试件表面的平整度有关,一般为0.12%~0.24%。
        4)弹性模量:5×104MPa。
        5)耐酸性:在常温下耐盐酸、硫酸、磷酸、40%以下的硝酸、25%以下的铬酸、中等浓度乳酸和醋酸。
    3 硫磺胶泥的主要力学性能要求如下:
        1)抗拉强度:4MPa;
        2)抗压强度:40MPa;
        3)抗折强度:10MPa;
        4)握裹强度:与螺纹钢筋为11MPa;与螺纹孔混凝土为4MPa;
        5)疲劳强度:参照混凝土的试验方法,当疲劳应力比ρ为0.38时,疲劳强度修正系数为γp>0.8。

  • 上一节:11.3 扩大基础
  • 下一节:11.5 树根桩
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