劉明旭 上海鐵路局建設(shè)管理處

錨桿靜壓樁是利用原基礎(chǔ)底板或樁基承臺及上部結(jié)構(gòu)傳遞來的重量作為壓樁反力，通過預(yù)埋的錨桿、反力架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備，將樁段從壓樁孔處壓入地基土中，然后將樁與基礎(chǔ)底板或樁基承臺連接形成整體，使新樁基與原建筑物基礎(chǔ)共同承擔(dān)荷載，提高沉樁區(qū)域的承載力，達(dá)到阻止或減少沉降的目的。錨桿靜壓樁多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥質(zhì)土等地基土的新建（采用逆作法施工）或已建多層建筑物、中小型構(gòu)筑物的地基加固、托換、糾偏工程中。錨桿靜壓樁與其它基礎(chǔ)加固或托換技術(shù)相比又具有施工時無振動、無噪音、設(shè)備簡單、操作方便、移動靈活、施工所需空間小的特點(diǎn)。

既有客站改造，要求盡可能減少對行車和旅客的影響，我們利用錨桿靜壓樁工藝，充分利用其特點(diǎn)，將其應(yīng)用到客站改造樁基加固工程中，取得了成功。為客站改造基礎(chǔ)加固提出一種更方便、更合理、更有效、更經(jīng)濟(jì)的加固方法。

1 靜壓樁沉樁機(jī)理

在沉樁施工過程中，樁尖"刺入"土體，直接使土體產(chǎn)生沖切破壞，伴隨或先發(fā)生沿樁身土體的直接剪切破壞?？紫端艽藳_剪擠壓作用形成不均勻水頭，產(chǎn)生超孔隙水壓力，擾動了土體結(jié)構(gòu)，使樁周約一倍樁徑的一部分土體抗剪強(qiáng)度降低，發(fā)生嚴(yán)重軟化（粘性土）或稠化（粉土、砂土），出現(xiàn)土重塑現(xiàn)象，從而可容易地連續(xù)將靜壓樁送入很深的地基土層中。靜壓樁是擠土樁，壓入過程中會導(dǎo)致樁周圍土的密度增加，其擠土效應(yīng)取決于樁截面的幾何形狀、樁間距以及土層的性能。在靜壓樁施工完成后，土體中孔隙水壓力開始消散，土體發(fā)生固結(jié)強(qiáng)度逐漸恢復(fù)，上部樁柱穴區(qū)被充滿，中部樁滑移區(qū)消失，下部樁擠壓區(qū)壓力減小，這時樁才開始獲得了工程意義上的承載力。

2 工程應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

徐州站作為京滬、隴海線上的一座既有大型客站，許多原有設(shè)施已不能滿足客運(yùn)功能要求，需進(jìn)行改造。進(jìn)站大廳作為客站改造的一部分，為保證進(jìn)站大廳內(nèi)兩側(cè)輔房結(jié)構(gòu)對稱和擴(kuò)大旅客候車場地，在大廳北側(cè)框架柱間增加四層夾層，增加候車面積2 000m2。因增加的上部荷載較大，柱下部基礎(chǔ)需進(jìn)行加固處理。

2.2 地質(zhì)情況

施工范圍內(nèi)，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，地層分布具有如下特點(diǎn)：

（1）雜填土：上部為30 cm混凝土地坪，下部為碎石墊層，普遍分布，厚1.3～2.9 m。

（ 2）粉土：黃色，中密，濕，場區(qū)普遍分布，厚 2.5～5.4 m。

（ 3）層粉土：淺黃，稍密～中密，濕，局部夾薄層可塑粘土，場區(qū)普遍分布，厚4.2～4.8 m。

（4）粉質(zhì)粘土夾粉土：黃～紅褐，可塑，飽和，場區(qū)普遍分布，厚2.7～4.5 m。

（ 5）粉土：淺灰色，中密～密實(shí)，濕～很濕，場區(qū)普遍分布，厚1.5～3.2 m。

（ 6）粘土：灰綠色～紅褐色，硬塑，局部可塑，飽和，場區(qū)普遍分布，厚3.2～3.89 m。

（7）破碎帶：強(qiáng)風(fēng)化基巖為灰?guī)r，但及其破碎，巖石與粘土交替出現(xiàn)，巖石最大厚度不超過1.5 m，該層未穿透。

由此可見，地層中存在較厚的粉土和粘土。由于本工程場地狹窄，工期較緊，需盡可能減少施工對行車組織和旅客候車的影響。最終權(quán)衡選擇了不占工期，空間要求小，施工方便，受力明確的錨桿靜壓鋼筋混凝土預(yù)制樁的加固方案。

2.3 施工技術(shù)

2.3.1 樁的參數(shù)

巴金的寫作風(fēng)格就是樸素，他娓娓道來，看似漫不經(jīng)心，卻暗含匠心。他的語言平實(shí)，我們讀起來沒有障礙，也容易被感染，這就是巴金的風(fēng)格，大家的風(fēng)范。這么沉重的主題卻是通過小事去寫，寫得明白，寫得曉暢，這正適合我們通過引導(dǎo)學(xué)生解讀文本來了解背景，以此來加深對文章的理解，對作者情感的把握，對文章主旨的領(lǐng)悟。

為使加固樁與原有樁基盡量協(xié)調(diào)工作，應(yīng)選擇截面大、強(qiáng)度高、承載力大的樁；考慮到錨桿靜壓樁是擠土型樁，截面過大勢必導(dǎo)致擠土效應(yīng)過大，對周邊樁、建筑物和管線造成擠壓位移，考慮到施工空間和操作方便的需求，樁截面不宜過大、樁段不宜過長。故此，本工程樁加固中采用《鋼筋混凝土錨桿靜壓樁》（04ZG301）中的 MZHb-S25（ 中間樁）與MZHb-J25，樁斷面為250×250 mm的鋼筋混凝土方樁，混凝土強(qiáng)度C35，樁段長2.5 m，單樁承載力特征值為540 kN，樁段的連接采用焊接接頭。

2.3.2錨桿構(gòu)造

錨桿是錨桿靜壓樁施工過程中核心受力構(gòu)件，根據(jù)單樁豎向承載力的大小確定錨桿的數(shù)量和型號，一般采用四根（見圖1）或八根錨桿，錨桿一般采用棒材加工而成，棒材型號由受力和錨桿數(shù)量確定。錨桿的長度要滿足錨固深度要求（一般采用10～12倍棒材直徑）及提供足夠反力的安裝要求（一般采用15～20 cm）。本工程錨桿采用后成孔埋設(shè)，錨桿直徑D=28 mm，鋼材為HRB400級鋼筋，錨固螺栓的粘結(jié)劑采用硫磺膠泥。

圖1 錨桿布置圖

2.3.3 施工工藝流程（見圖2）

圖2 錨桿靜壓樁施工工藝流程圖

2.3.4 施工工藝

（1）錨桿埋設(shè)：首先要準(zhǔn)確定出埋設(shè)位置，其次埋設(shè)深度要略大于錨固深度要求，同時應(yīng)將錨桿與承臺或底板內(nèi)的部分鋼筋焊接，確保錨桿埋設(shè)準(zhǔn)確牢固。

（2）樁段制作：鋼筋混凝土預(yù)制樁段嚴(yán)格按設(shè)計(jì)制作、樁身平直、外形尺寸誤差不大于±5 mm，端部平整。

（4）壓樁工藝：壓樁反力架安裝要保持垂直，應(yīng)均衡擰緊錨固螺栓、螺帽，在壓樁過程中應(yīng)隨時擰緊松動的螺帽；在錨桿受力較大時應(yīng)使用多個螺帽疊加使用。樁段在壓入時垂直度極為重要，除了在初始就位時校核垂直度外應(yīng)在壓樁時全程連續(xù)控制，每節(jié)樁的垂直度應(yīng)控制在1/1000以內(nèi)；同時應(yīng)保持千斤頂與樁段軸線在同一垂直線上，千斤頂施加的壓力中心與截面形心重合，千斤頂安放偏差不大于2 mm。

壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，盡量減少接樁時間，中途不得長時間停頓，以免土體固結(jié)超靜水壓力消散，引起摩阻力劇增。如必須中途停頓時，樁尖應(yīng)停留在軟土層中，且停留時間不宜超過24 h。如遇到壓力急劇的增加可能遇碎石障礙物或壓入較硬土層，這時液壓系統(tǒng)可采用稍壓入，持荷，再壓入，再持荷，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度或承載力。為避免和減輕壓樁對周圍環(huán)境產(chǎn)生的危害，應(yīng)控制壓樁速度。即控制每天壓樁的數(shù)量，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的擠土現(xiàn)象和超靜水壓力；選擇合理的壓樁順序，采用背向保護(hù)對象向前推進(jìn)壓樁的方法，減少樁入土后擠壓土層對附近原有建筑地基的影響。

樁基屬于隱蔽工程，應(yīng)對每根樁靜壓過程進(jìn)行觀測，做好詳細(xì)記錄。壓樁施工完畢后，檢查樁位偏差符合規(guī)范要求，并對樁承載力進(jìn)行檢驗(yàn)，采用以最終壓樁力控制為主、以樁長控制為輔的雙控原則。

（5）封樁工藝 ：封樁施工是壓樁過程中又一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。封樁前，樁頂應(yīng)按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求截?cái)嘀猎O(shè)計(jì)標(biāo)高，樁頂平整無松動混凝土，為加強(qiáng)樁和承臺及混凝土底板的連接，應(yīng)將錨桿相互連接起來，以便形成封樁樁帽，清除樁孔內(nèi)雜物及水，澆筑大于或等于樁體混凝土強(qiáng)度的微膨脹早強(qiáng)混凝土（見圖3）。注意振搗密實(shí)，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

圖3 壓樁孔剖面圖

3 施工中的質(zhì)量問題及處理

3.1 預(yù)制樁頂破裂

原因分析：樁的制作質(zhì)量差；混凝土拌制不計(jì)量、水灰比大；振搗不密實(shí)，養(yǎng)護(hù)不良；樁的混凝土實(shí)際強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)要求；樁頭鋼筋網(wǎng)片位置不準(zhǔn)，有的漏放；樁頂面對樁中心線傾斜過大，且凹凸不平。

預(yù)防及處理措施：控制預(yù)制樁的制作質(zhì)量，必須達(dá)到建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范的要求。箍筋間距、樁頭網(wǎng)片、樁尖要求、接樁的預(yù)埋件設(shè)置、樁的長度都必須滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。混凝土攪拌必須按配合比要求計(jì)量，隨拌隨用，樁的表面應(yīng)平整。制作允許偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。樁帽與樁周圍的間隙不宜大于10 mm，樁帽與樁之間加設(shè)墊木，以減小集中應(yīng)力的產(chǎn)生。如沉樁深度不大，可拔出換樁；當(dāng)樁入土深度過大但尚未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時，可鑿除樁頂?shù)钠扑椴糠?，用水洗刷干凈，立模板箍緊，調(diào)整或增補(bǔ)鋼筋網(wǎng)片，提高混凝土強(qiáng)度等級，摻早強(qiáng)劑，灌筑混凝土振搗密實(shí)，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，將樁沉到設(shè)計(jì)要求。

3.2 樁身上抬

原因分析：由于靜壓樁是擠土樁，在場地樁數(shù)量較多，樁距較密的情況下，時常后壓的樁會對已壓的樁產(chǎn)生擠壓上抬，特別對于短樁，易形成所謂的吊腳樁。樁身上抬除了靜載沉降偏大外，對樁而言可能會把接頭拉斷，樁尖脫空，同時大大增加對四周樁的水平擠壓力，導(dǎo)致樁傾斜偏位。

預(yù)防及處理措施：施工前合理安排壓樁順序，同一單體建筑物一般要求先壓場地中央的樁，后壓周邊的樁；先壓持力層較深的樁，后壓較淺的樁。出現(xiàn)樁身上抬后一般采用復(fù)壓的辦法使樁基按正常使用，但對承受水平荷載的基礎(chǔ)要慎重。

3.3 樁身傾斜或位移

原因分析：場地不平，穩(wěn)樁時樁不垂直，樁錘、樁帽和樁不在同一直線上；樁距太小沉樁時土體擠壓鄰樁而位移，或遇橫向障礙物，造成樁身傾斜及位移。

預(yù)防及處理措施：沉樁前必須平整施工場地，檢查和校驗(yàn)沉樁機(jī)合格后方可進(jìn)場。加強(qiáng)施工管理，嚴(yán)格控制沉樁過程中樁的垂直度，嚴(yán)格檢查預(yù)制樁的質(zhì)量。壓樁期間不得開挖基坑，需要壓樁完畢后相隔適當(dāng)時間方可開挖，相隔時間應(yīng)視具體地質(zhì)情況、基坑開挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力消散情況來確定，一般宜兩周左右。對已沉至設(shè)計(jì)要求的樁，應(yīng)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理等有關(guān)人員共同研究處理方案，采取補(bǔ)樁或擴(kuò)大承臺等補(bǔ)強(qiáng)措施。對未沉樁，適當(dāng)增大樁距，改變沉樁順序或方法，加強(qiáng)樁垂直度的控制，及時糾正樁帽、樁錘和樁的垂直度，加厚樁墊，保持樁頂平整。

3.4 接樁處松脫開裂

原因分析：連接處的表面沒有清理干凈，留有雜質(zhì)、雨水和油污。采用焊接連接的預(yù)埋件不平，焊縫不連續(xù)、不飽滿、夾渣等缺陷。上下兩節(jié)樁不垂直，接樁面不平整，接樁處局部產(chǎn)生集中應(yīng)力而破壞。

預(yù)防及處理措施：接樁前，對連接部位上雜質(zhì)、油污、水分等必須清理干凈，保證連接部件清潔；檢查連接部件是否牢固、平整和符合設(shè)計(jì)要求；接樁時，兩節(jié)樁應(yīng)在同一軸線上，焊接預(yù)埋件應(yīng)平整服貼，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)，焊條質(zhì)量必須符合規(guī)定要求，焊完后得停留一定時間，停留時間一般大于1.0 min。對開脫部分按規(guī)定重接或補(bǔ)強(qiáng)，檢查合格后，將樁沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4 結(jié)束語

由于錨桿靜壓樁采用了靜壓方式，避免了沖擊應(yīng)力，對樁周土體的隆起及水平擠壓較小，從而降低了對周圍環(huán)境的影響；該工藝采用的施工機(jī)具簡單，對施工現(xiàn)場條件要求不高且受力明確、傳力路徑清晰、施工無振動、無噪音、無污染，對行車組織影響較小。加固完成后，經(jīng)多次沉降觀測，滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)計(jì)效果，縮短了施工周期，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。