锚杆静压桩在高层建筑工程桩加固中的应用

1.前言
锚杆静压桩作为一种沉桩方法，利用原基础底板或承台及上部结构传递来的重量作为压桩力，通过预埋锚杆、反力架、千斤顶等压桩设备，将桩段从压桩孔压入地基土中。然后将桩与基础底板或桩帽连接成一个整体，使新的桩基和原建筑基础共同承担荷载，增加的桩面积的承载力可以提高。
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)或已有多层建筑、中小型构筑物的地基加固、托换、纠偏。与其他地基加固或托换技术相比，锚杆静压桩具有无振动、无噪音、设备简单、操作方便、移动灵活、施工所需的空小等特点。我们充分利用锚杆静压桩这一特殊技术，充分利用其特点，改进桩型、桩材和压桩设备，并将其应用于高层建筑桩基加固和托换中，取得了成功。本文对高层建筑的病害工程桩提出了一种更方便、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
由于自然条件、周边环境、地质条件、边坡失稳、基坑开挖、土方开挖、桩基施工操作不当等因素的影响，工程桩出现了缩颈、裂缝、裂纹、夹层、断裂、倾斜、偏移、强度不足、长度不够等病害。造成了病害工程桩达不到设计和使用要求，容易造成安全隐患。这种有病害的工程桩，必须结合各种因素进行分析，才能判断单桩是否可以使用或部分使用，桩基需要加固或托换后才能使用。各种灌注桩和夯扩桩是高层建筑中工程桩病害的主要类型，通常的处理方法有以下几种:1。对于浅部有缺陷的病害工程桩，采用挖切桩后接桩的方法；二是对于较深部位有缺陷的轻微病害工程桩，多采用高压喷射水泥浆加固的方法；3.对于深部有缺陷或底部病害严重的工程桩，常采用钻孔灌注桩进行加固和托换。上述方法1和2只能处理一些较小的缺陷，而方法3处理范围广，具有荷载传递路径清晰、可靠性大大提高的优点，但其缺点是工期长、施工不便、施工场地有限。采用锚杆静压桩既有钻孔灌注桩的优点，又克服了钻孔灌注桩的缺点。
3。桩型选择
高层建筑原有桩基一般采用桩长、截面大、强度高、承载力大的桩。为使加固桩尽可能与原桩基协调工作，应选择大截面、高强度、大承载力的桩；锚杆静压桩是挤土桩的一种，其过大的截面必然导致过大的弃土量和挤土效应，对周围的桩、建筑物、管道造成挤压位移，所以应选择截面不太大的桩。考虑到施工空和操作方便的要求，桩的截面不宜过大，桩段不宜过长；考虑单桩承载力合理选择钢筋混凝土方桩或钢管桩。鉴于以上因素，高层建筑病害工程桩的加固一般采用300×300mm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
在设计锚杆静压桩的过程中，首先要分析高层建筑中病害工程桩的缺陷程度，确定每根桩的竖向承载力，是否能继续参加工作或部分参加工作；其次，要结合上部荷载和原桩基设计；再次，根据现场桩基位置分布和施工空情况，分析确定用于加固或托换的单根锚杆静压桩的设计竖向承载力PA、数量及分布。锚杆静压桩的设计最终压桩力按以下公式计算:
PP (L) = KP Pa，其中:KP压桩力系数。在触变性粘土中，当桩长小于20m时，非触变性粘土(如填土)，KP为2.0；
PP (l)设计最终压桩力；
l桩的最终埋深(m)；
PA设计单桩竖向承载力；
由于桩基对单桩竖向承载力要求较高，所以桩身采用高强度材料。一般混凝土强度不低于C35，采用钢管；桩长一般为2.0m、2.5m、3.0m，考虑施工净空高度和施工机具情况；考虑到高层建筑的抗震要求，即桩基承受水平力或抗拔力，应考虑桩基的刚度要求，桩段连接采用焊接接头。