浅谈静压锚杆桩

吴 珂

摘要：本文从静压锚杆桩的沉桩原理，项目适用范围引入静压锚杆桩对项目加固工程的意义，结合现场实际施工举例，详细阐述静压锚杆桩的现场管控要点，对以后类似加固工程具有一定的指导和参考作用。

关键词：静压锚杆桩；质量管控；应用

一、静压锚杆桩沉桩原理、适用范围和历史沿革

静压锚杆桩施工，是利用固定于原有基础中的锚杆产生的反向应力，将成品桩分节压入基础下的土层中，实现对已有建筑二次加固的沉桩基础工艺，通过静力压桩机自重及桩架上的千斤顶产生反力将预制桩压入地基持力层，后期进行混凝土灌桩和封桩浇筑，将桩与基础连结成为一体，以达到提高基础承载力和控制建筑物沉降的目的，由于现代建筑施工环保意识的增强，在我国上个世纪80年代得到进一步的推广，多应用于沿海、沿河区域的软土地基建筑项目。

二、静压锚杆桩优点：

对比冲击灌注桩静压锚杆桩的优点：

1、施工作业场地占用较小，在约1.2mX1.2m，高2m的空间即可实现施工操作，比起水下灌注桩操作机械，转移及拆卸更加方便操作简单，更益于现场施工进度推进及操作人员数量控制。

2、整个压桩过程中现场无振动、噪声小，无泥浆，施工现场工人作业安全，场地粉尘环境健康，压桩过程是通过静压实现，不会出现成孔循环出浆，施工过程对原有建筑无扰动影响，施工场地环境污染极小。

3、相对于大孔径冲击成孔桩来说，由于其在未下笼浇筑混凝土之前，在成孔的过程中就已经因上部建筑物的自重产生了附加沉降，使得基础及上部结构会出现徐变劈裂隐患，同时也加大了沉降观测的工作频率和强度（甲方投入观测成本增高）,而静压锚杆桩是采取分节逐步压入持力层，由于在进行合理的分批次完成灌浆后，再进行下批次的桩施工，加固强度连续紧密，产生附加沉降影响很小.

4、整个施工过程数据直观，根据即时观测随时可以处理，便于操作。对于水下冲击成孔灌注桩而言，存在入岩、终孔两个岩样观测，步骤繁琐，涉及持力层需要地勘介入，一旦现场施工人员判断入岩后还需上报地勘及监理确认，在此过程中只得停下来等待，施工过程难以连续，施工过程采集的信息及计算数据量较大，如入岩终孔深度，泥浆比重，沉渣厚度充盈系数等，增大了管理人员的工作量和工作强度，由于水下冲击灌注桩采用的是泥浆护壁，施工过程中若出现塌孔非常难以发现，后期检测手段繁多，实施静载检测过程周期长，占用场地操作空间。而静压锚杆桩的施工过程中也可看作是同步检测过程，每节都可以通过千斤顶的计量表较精确的观测出压力表读数以了解是否达到的桩端静压承载力以满足设计要求，在压桩的同时即完成了初步检测，记录数据简洁明了，也规避了断桩风险。

三、实际加固项目工程举例阐述施工过程及管控要点：

武汉市项目万达御湖世家商品用房住宅项目（4栋52/48超高层），面积 396107.63m^2­，商铺及裙楼框剪结构，地下室二层，地基为中风化泥岩，平均入岩深度为筏板以下17m：

该项目属于地下室基础变更工程，该项目包括四幢超高层住宅楼附属2层裙楼和一个集中中庭地下室组成。

原建筑按设计已完成桩基采用直径800mm钻孔灌注桩，桩基施工完毕后，主体开始相继施工，途中经跟踪观测，发现原桩基抗压承载力及部分桩抗拔承载力不能满足设计要求，为避免出现主体建筑不均匀沉降，故需进行加固处理。此时，各栋主楼已相继施工至5-11层，上方主体结构停工，经设计地勘认真考虑现场情况及甲方施工进度需要，对中心地下室及裙楼部分采取高强预应力锚杆静压桩进行加固处理。

设计方案：

（1）锚杆静压桩采用PHC-A300-70型预应力高强管桩，桩长约20米,每段桩长不大于2米，接桩采用二氧化碳气体保护焊接。

（2）桩型及根数：桩基采用预应力砼管桩，型号PHC-A300（70），

总桩数3058根（抗压及抗拔，其中抗拔桩580根），其中每桩抗压承载力特征值为700KN,抗拔承载力特征值为300KN。设计桩长约20米。

（3）填芯及封桩砼：采用C40微膨胀混凝土。

静压锚杆装的施工步骤：

定位→植锚杆筋→水钻对开孔→门架架设及固定施载设备，连接读表仪器（预制桩尖焊接可同时操作，）→喂桩→校正喂桩定位尺寸→开始分节压桩，焊接，记录数据→继续吊喂桩及压桩循环重复，直至承载力满足设计要求→压桩完成→切除突出桩头→开始二次扩孔→桩内钢筋笼安装及下笼（管桩中心部分）→桩内混凝土填芯→底板钢筋重新连接补焊→底板封孔（埋设止水带）→完成后拆卸转移压桩机械进行换桩再次施工。

现场管控要点：

按图纸及方案要求施工单位提供并审查合格的标定及换算公式，便于施工现场数据进行控制。从试桩开始，对进场管桩进行严格验收，外观尺寸须符合设计要求，孔内浮浆清理情况（浮浆须清理干净，否则会直接影响内孔径，影响后期孔内钢筋笼下放和振捣，降低工程桩质量）,桩身表面是否存在裂纹和缺陷等。

1. 定位：

测量放线人员根据已有柱网图布置桩位，定位完毕后对其复核，保证桩位符合设计；

2、锚杆植筋

锚杆定位后，进行锚孔的钻孔开凿，控制清孔质量，孔内须清理干净，同时对锚杆拌合结构胶检查是否均匀，以使胶体与孔壁，锚杆充分粘结饱满，控制胶体凝固时间保证胶体强度；

3、对桩尖本身检查是否尺寸满足设计要求，检查逐节压桩焊接的焊缝质量，包括对焊条型号选用，焊条是否存在受潮情况，焊缝高宽度，饱满度的检查等，过程控制避免脱桩；

每次喂桩时用靠尺检查桩身的垂直度，一旦出现偏桩，需先停止施工加压避免桩身损坏；

4、沉桩过程中观察压力油表情况，一旦出现异常（如遇硬物会立即跳表），要求施工人员立即停止施压，及时通报地勘人员，征求其意见后处理；

5、接桩，即焊接过程属于管控重点，尤其是抗拔桩，焊接质量影响很大，需注意：焊接之前使用的焊丝的检查，查看现场品牌规格是否与进场报审资料一致以及满足设计规范要求。每桩的上下端板接触面看是否用钢刷清理干净，端板边缘坡口应刷出金属光泽考虑施焊环境是否潮湿，考虑地下水对焊接影响，桩头尽量冒出地面0.2m，跟踪周边水位情况并进行即时处理，焊接时注意校准好位置后先对称点焊固定，保证上下桩的垂直及中心点重合，避免出现偏桩错位焊接冷却时间很重要，高温焊接过程焊缝晶体组织需自然冷却后成型，这个过程至少是5到8分钟，使焊缝产生焊接强度，但实际操作过程中，施工单位现场人员顾及工期，一般图时间快，不等及冷却到位便急于开始继续沉桩，直接影响桩身拉拔力，而在沉桩过程中焊缝会迅速触及孔内地下水，对高温焊缝形成急速冷却，破坏焊缝质量和强度，所以对于现场施工管理人员一定要加强交底要求和执行报验流程；

6、压至持力层时，需换成200T的千斤顶以满足施压荷载，及时记录数据，反映在相应的桩基记录表格，包括桩号、施工部位、压桩开始/结束时间、压力表读数、压力值、送桩深度、有效桩长和问题及处理意见，其中压力值和有效桩长须重点控制；

7、二次扩孔是对压桩完成后通过重新扩大桩头基础便于和原有建筑物筏板连接形成整体强度的施工过程，注意避免损坏原植锚杆（后期底板加厚有可能利用锚杆作为二次浇筑底板抗冲切力用）和原底板钢筋，同时注意扩孔宽度须满足筏板钢筋最小搭接要求，由于后期二次封孔需要埋设遇水膨胀止水条，如果扩孔轮廓实在不规则，则使止水条与孔周边难以契合严实，封孔浇筑后产生防水隐患，故须保证扩孔轮廓满足埋设需求；

8、扩孔完成后对底板钢筋进行即时恢复焊接，保证焊缝质量，即时进行现场见证取样；

9、管芯下笼时注意机械连接接头及加劲箍设置，避免漏设。

10、注浆灌芯，一般施工单位用插入钢筋作为人工振捣，须保证振捣密实度，填芯使用自流平注意现场拌合情况。

11、二次封孔，由于现场实际情况，我们很难讲孔内污水抽排干净，所以一般采取分两次浇筑砼，第一次浇筑20CM先堵好上涌水，然后埋设好止水条再进行第二次浇筑（检查止水胶的掺入情况），跟踪试块留置及渗水情况。

锚杆静压桩的整体控制过程中体现在施工方案上的合理与否，包括施桩的对称性，涉及后期如有总平，园林景观覆土的荷载二考虑的试桩位置及先后顺序，从开始开孔压桩到最后封孔的间隔时间等（横道图中可体现），包括中途对地下室沉降观测的跟踪和频率

对于现场常见发生的问题，提出几点事项，欢迎和各位同志进行交流：

1. 压桩过程中如果遇到地质分界面，在桩头同时出现一面是软土一面是硬质地质层或者遇到硬物，使压桩过程中出现偏桩时如何处理？这种情况比较复杂，若是强行挤桩会造成桩身损坏，可以在与地勘对现场进行确认以后及时上报业主，告知设计，由设计单位出具方案处理，一般包括旁侧补桩、做桩间联系梁等，若都不好处理可考虑原位重新成孔做成冲击灌注桩，尽量由设计出具方案。

2. 桩的检测选桩，一定要总包单位通知设计和业主一起现场商定，不要由施工单位自行定后通知监理一声就开始检测，加强与第三方检测单位的对接，避免后期一旦出现问题后的纠纷扯皮，最好对形成的数据资料保存备份；

3. 试桩过程中每根桩的每个施工过程最好形成每桩完整的一套影像资料编号及文字说明，以备后查；

4. 加强现场沉降观测和总平园林单位对接，勤于动态跟踪，如沉降情况出现异常需及时上报，必要时暂停该区域施工，园林单位进场覆土产生荷载时应提前告知施工单位以排布施工区域顺序，避免沉降速率受此影响，此时应加强对覆土部位的沉降观测，加强沉降观测报告的跟踪以及对数据变化的敏感性；

5. 施桩过程中有可能会对结构产生影响，同时注意巡查整个地下室的结构情况，包括渗水和裂缝，地下室侧墙位置、结构板四角位置、上部覆土后有积水位置，如果出现大面积多点的渗水，一定要及时上报，未避免后期扯皮纠纷，须责任单位自行出具渗水点的平面展示图，一旦施工单位对提供漏点未能全部覆盖整改，责任会转移到其他单位；

6. 加强施工过程中和设计的沟通交流（每周例会和设计对接会），理解设计意图及执行于现场，过程中对有疑问地方即时联系设计，并留下相应痕迹。

7. 比较容易忽略的一个问题：桩长，当大面积施工时由于赶进度要求，每天都会有将近好十几至几十根桩同时施工，使管理人员的实时管控工作难以同时全部覆盖，对于桩长一是用吊绳抽检，还有就是对每天进场桩数量进行统计，最好即时做好台账；

8. 漏桩现象也有可能发生，这就要平时对施工情况的记录准确到位，养成每天把桩号和数量记录在表格中的好习惯，并记录下日期，这样即使后期统计有误也便于查找；

9. 对质量评估报告尽量数据翔实全面到位，并附上检查结果。

结语：

以上拙笔，为本人在项目进行之中的一点个人见解，对于未尽详宜之处，欢迎新老同志对提出宝贵的建议或意见，对于上述几个注意事项如有自己个人更好的见解可以分享和交流。一言蔽之，即为提高行业人员的现场实际技术能力，甚至给大家预先模拟实践经验，以便今后的项目工作中对类似情况则有足够的准备。

感谢成文过程中的现场人员和同事的认真讨论和悉心指导。

参考文献：

[1]：傅温.建筑工程常用术语详解.中国电力出版社.2014

作者简介：吴珂（1983-4—）土木工程专业，男，汉族，四川省成都人，本科学历，研究方向：工程技术及现场管理