锚杆静压桩在工业建筑基础加固中的应用

程幼苗

（重庆钢铁集团建设工程有限公司  重庆 400081）

中图分类号：TB  文献标识码：B 文章编号：1002-6908(2007)042

一、工程概况

重庆某钢铁企业的一座钢筋砼煤塔，主体结构高47.670米，基础为箱形筏板基础，主体结构为钢筋砼筒体。在生产运行了近30年后，因生产能力的扩大，煤塔承受的荷载也随之加大，但基础的承载能力却没有得到加强，煤塔出现倾斜。为了保证煤塔建筑物的结构安全和生产的安全，需对基础进行加固。

二、设计简介

对煤塔基础的加固，设计采用了锚杆静压桩进行加固。锚杆静压桩在地基加固中是一种很有效的方法，它利用建筑物本身的自重为支体，用千斤顶将预制桩段压入土中，使桩尖支撑在持力层上。而且锚杆静压桩可以使基础梁各个部位都支撑在可靠的地基上，因为静压桩施工时不以桩的压入深度为检验标准，而以压桩力的大小作为检验标准，要求压桩力大于桩的设计承载力，即可确保基础安全。其设计值为：

1．静压桩规格为250×250，

2．压力值为单桩700KN，

3．桩位纵横对称网格布置，间距1200~1500；共计112根。

三、地质概况

本工程地层由Q4ml、Q4dl+d、JZS组成。属长江北岸二级阶地，构造松散，非均质结构，风化破碎块度大小不一，无规则，孤石、滚石粒经大小差异较大。

四、施工程序

锚桩施工开凿     在箱形基础底板凿400mm孔     预钻孔（150~170口径，孔深5—7m）     安装静压机具     静压      结束（目的：深>10m，压力≥70T）

五、施工方法

锚杆（配压）设计与施工

（一）锚杆施工设计要求

1．由于设计单位无锚杆的结构设计，施工单位根据静压桩压力值，结合相关规范和具体情况自行设计。

2．《YBJ227—91》规范提出，锚杆埋设深度为10—12d设计，但本规范中未表明静压桩压力值，从试验表中列出最大值为394.4KN，而本工程静压值为700KN，按“10~12d”套用，难以绝对保证锚固力能达到要求。

3．静压力值单桩设计700KN，锚固力应保证1000KN较为合理。

4．经查有关资料，M30、A4不锈钢锚栓，单根抗拉强度130KN，4根合计为520KN，压桩设计值为700KN，锚杆锚固全力必须大于700KN。因此，采用小口径浅孔锚栓无法绝对保证锚固。大口径深孔锚杆除满足压桩施工的需要外，可加强旧建筑物基础强度。

（二）锚杆设计

1．锚孔口径110；

2．锚杆132、M30×3.2螺丝连接；

4．锚孔布置：每根静压桩对称4根布置。工程量660孔×5m总量3300m;

（三）施工工艺

1．±0.00砼板采取人工凿桩孔及锚孔；

2．在形基础砼底板上（-2.900层）由人工凿孔，口径400；

3．±0.00~-2.9空间锚孔位置需用130钢管支撑。

4．±0.00~-2.9空间静压桩埋没400导向管，取消原方案中方形导管。

5．根据地层地质结构、工期要求和场地环境，施工工艺方法选择潜孔锤冲击回转全面破碎钻钻进，冲击器选择CIR型90-120。冲击钎头按设计锚孔口径，5、110、130（注90属非标准系列）。钻进参数如下：转速40-60rin，风压0.5-0.7mpa，冲击能110-180J，冲频840-820min，风量7-12m3/min，钻压1-2KN。注意除冲频130选小值，95选小值，其余参数130选大值、92选小值。

6．操作注意事项

a、 开孔轻压、慢转钻进，当冲击器全部钻进孔内后可按要求参数钻进。

b、做好钻进记录，根据钻进情况及时判断地层变化情况，并及时向监理工程师汇报。

C、连接增加钻杆时，控制停止进尺，冲孔1-2min，保证孔内干净，避免重复破碎。

d、清孔，钻孔深度达到设计要求后，将钻具提离孔底10-15cm，停车，空压机连续冲孔5-10min，以冲出气体无杂尘为准。

（四）锚杆制作与安装

1．锚杆材料采用φ30圆钢制成

2．下料采用切割机切断，严禁用电焊机、氧气切割；

3．按设计图加工焊接支撑架；加工锚头螺纹M30×3.2；

4．锚杆长度不够时，可采用两根道帮条双面焊接，帮条长度5d，焊缝高度为8mm，宽17mm，用E50电焊条焊接。

5．下锚时三个支爪张开直径略大于孔径，人工锤击下入孔内，起到承压锚固作用，提高磨阻力；

6．备选用化学锚栓锚固，具体土层挖后视原基础伐体砼厚度而定。

（五）灌浆

1．灌浆用M5.0水泥砂浆，并掺入水泥用量的3%的减水剂和10%补偿收缩添加剂及3%的早强剂。

2．灌浆前应检查灌浆管是否畅通。

3．灌浆管必须下到孔底。

4．灌浆分首次灌和二次，首灌灌满后停待2-3h，水泥砂浆收缩固结后，排出表面离析水，进行二次补浆，依次循环以灌满密实为准。

5．水泥砂浆按配合比过磅配合，搅拌要均匀，随搅随用，应在初凝之前用完。

6．灌浆前，先检查注浆泵运转是否正常，灌浆前先用水泥浆润滑注浆泵。

六、静压桩施工

（一）预制桩

1．桩长2000    25000mm；

2．两端预埋焊接桩钢件或一端预埋插筋，另一端预留插盘孔和吊装孔；

3．按标准PHC型桩配筋

4．装卸必须轻装轻放，并堆码整齐，严禁撞击。

（二）静压机构安装

1．设备：NB4-50电动液压泵，150T实心式千斤顶

2．操作平台与锚桩螺丝连接，丝扣M30×3.2，要求拧梁力矩314N.M。

3．安装反压及夹持装置；

4．安装注意事项：

A、操作平台、连接牢固可靠；

B、操作平台、千斤顶安装必须水平；

C、导向管必须安装垂直；

D、焊接部位必须牢固，为保证桩的垂直度，先对称点焊，然后满焊；

E、静压桩体必须保证垂直度；

接桩上、下段必须保证对齐，严格用水平尺和1000mm钢板尺进行检查；

F、千斤顶横梁和导向系统必须设置安全保护装置；

G、操作时分工明确，互相配合，油泵操作，接桩焊接、夹持操作，记录岗位必须配备专业人负责。

（三）旧混凝土筏体开凿及导向管埋设；

人工开凿，规格500×500m×700mm，导向管制作，安装导向管；

（四）压桩要求

1．钢桩帽内孔250mm+5mm，H=100mm,木垫板35mm，选木质韧性好，刨平；

2．间隔压桩；

3．压每节桩一次到位，不得停顿；

4．硫磺胶泥接桩时，检查上、下节桩重合无误，上下垂直，然后在下节预留孔中装上硫磺胶泥夹箍，浇注硫磺胶泥立即将上节桩预留筋垂直插入，并及时检查调整垂直度。

（五）特殊处理

静压时未达到10M深度而遇有“孤石”或“硬岩夹层”可拔出桩体，然后用潜空锤钻碎，穿透，重新静压。静压时锚桩有一锚松动，立即停止静压，重新处理锚桩。个别静压设计位置无法保证静压设备的安装应征得设计部门同意，方可调整。未达到设计静压力值而断桩时，调整位置重新施工。为减小静力压桩的挤土效应，提高压桩工效，根据《JGJ94-94》规定可选潜孔冲击锤干式预钻孔，预钻孔孔径130，孔深5米，工程量560米。

（六）封桩：

1．取出导向管；

2．清除压桩孔内填料、杂质、积水，清洗孔壁；

3．焊接帽梁与锚杆头；

4．浇注C30砼；

七、箱形筏板基础处理

因基础为钢筋砼箱形筏板基础，在静压桩施工过程中，预钻了112个桩孔，封桩结束后，浇注500的混凝土板，混凝土内配Φ25双向200的钢筋，以保持基础的整体性和完整性，使结构牢固、安全、可靠。

八、结束语

钢筋砼煤塔通过静压桩加固后已使用了两年，经检测结构稳定、安全。工程中的运用，不仅加固了基础结构，还可进行纠偏，总之，锚杆静压桩施工简单易于操作、成本低、效果好等优点将会在建筑物的加固改造中得到广泛的运用。