加固原理锚杆静压桩法是锚杆和静压桩结合形成的新工艺

　　工程地质条件据地质勘察报告，工程区广泛沉积了第4系松散堆积物，岩相变化较大，基础高程20.8m（吴淞高程）以下土层中，上部为淤泥质粘土层，下部为粘土和粉质粘土层，其各土层物理力学指标试验成果见。从中可看出，基础以下淤泥质粘土层较厚，含水量较高，属高压缩性土，地基承载力较低仅为105kPa，而连接段考虑流道大内水压力水头7.2m，箱涵顶面填土后大地基应力为158.9kPa，因此必须采取有效措施进行地基加固处理。

　　处理方案比选在原泵房与快速闸间连接段地基处理设计时，进行了灌注桩和锚杆静压桩等2种加固方案的反复论证、比较。具体比选项目见。

　　灌注桩施工时，因场地施工条件有限，且泥浆池范围较大，各土层主要物理、力学性质指标成果岩性名称高程/m天然含水量W湿重度/（kNm-3）孔隙比eo塑性指标Ip液性指标IL压缩系数a1-2/MPa-1内摩擦角/承载力标准值/kPa淤泥质粘土17.320.840.518.21.01320.691.320.699.5105粘土11.617.330.518.50.85519.600.380.3016.0200粉质粘土3.411.631.218.30.86516.900.690.4618.8130各类地基处理方案比较处理方案机械操作小间距/m桩径/cm桩长/m桩数/根连接段长度/m工期/d投资/万元灌注桩1.210031232.55264.90锚杆静压桩0.320208661.02719.96注：（1）机械操作小间距指各类桩基施工机械离原泵房房小作业间距；（2）工期包含对相邻快速闸基础处理干扰时所产生的总工期延迟时间；（3）投资包含连接段桩基处理和建筑物结构总投资。

　　容易扰动相邻基础，与快速闸粉喷桩同期施工时互相干扰较大，工期延长近25d，与锚杆静压桩法处理相比，其投资需增加近2.25倍。但选择锚杆静压桩法进行该地基处理，小机械作间距仅0.3m，连接段距离短，并能与快速闸粉喷桩基础处理同时施工，因此应选用锚杆静压桩加固处理。

　　锚杆静压桩设计3.1加固原理锚杆静压桩法是锚杆和静压桩结合形成的新工艺，它是通过在基础上埋设锚杆固定压桩架，借压力架及锚杆反力，通过千斤顶将预制好的混凝土桩段从压桩孔内逐段压入土中，作为基础的地下支承结构物，从而达到提高基础承载力和控制沉降的目的。锚杆静压桩法具有无振动和无噪音、设备简单、操作方便、重量轻、移动灵活、可在场地和空间十分狭窄的条件下施工，具有施工效率高、成本低廉及节省工期等特点。因此，在陆地既有建筑物基础加固和基础托换等工程项目中运用较为广泛，但在平原湖区水工建筑物基础处理中运用则十分少见。为了发挥充分锚杆静压桩法特有的优势，根据排湖泵站更新改造项目中现场施工条件和特点，有效地采用锚杆静压桩处理措施。

　　桩基设计（1）单桩竖向承载力设计值。根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94，连接段锚杆静压桩作为挤土预制桩，桩的小中心距为3.5倍桩径，实施中桩径采用20cm20cm方桩。为满足连接段地基应力158.9kPa需要，桩间距布置为100cm.连接段底板长65.4m，宽1m，共计66根桩。则单桩竖向承载力设计值：R=r0FKn式中：r0为建筑物桩基重要性系数，取1.2；Fk为作用于桩基上部荷载重；n为桩基中桩数，n=66.经计算R=188.95kN，取190kN.

　　（2）桩身结构。桩长根据现场静压试验确定，其桩身采用C30钢筋混凝土，断面尺寸为20cm20cm.桩内主筋经计算为410，每段预制桩长2m，其桩节2端设置3层焊接钢筋网，一端预埋416插筋，另一端预留4孔25cm插筋孔和30cm的起吊孔。承台厚度根据满足地基应力和结构内力要求采用1.5m，承台2端至桩侧净距40cm.考虑到快速闸自身稳定后连接段不承受水平作用力，桩顶不宜嵌入承台基础内。

　　工艺流程施工技术指标指标名称指标值允许偏差指标名称指标值/cm允许偏差/cm桩位按设计20mm桩段长20020垂直度/桩段长1.5桩身混凝土标号C30硫磺泥接头停歇时间415min锚杆M24压桩力1.5倍Ra5桩身断面尺寸202020主要施工设备、仪器设备名称型号数量/台说明千斤顶BC5002液压式张拉机压力表100MPa2压桩机具YJD-1502电焊机交流2高压油泵25现场试验成果根据国标《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002有关规定，锚杆静压桩实施过程中，进行了单桩竖向静荷载试验，在同一条件下，试桩数不少于总桩数的1，连接段共66根桩，分别抽取了7根桩进行现场试验，具体试验成果见。

　　现场单桩竖向静荷载试验成果试验桩编号入土深度h/m压力表读数x/MPa换算压桩力f（p）/kN1841.8314.812842.5320.133845.1339.894843.6328.495839.8299.616844.1332.297842.9323.17经湖北省建筑工程质量监督检验测试中心对静压桩仪器测试认证，其压力值与负荷值关系式为：f（p）=7.6x-2.87.

　　从中可看出，试验结束后，各静压桩终压桩力均超过规范规定1.5倍单桩承载力设计，即1901.5=285kN，满足设计要求。

　　锚杆静压桩法在大型排涝泵站更新改造项目软基处理的应用中。可减少与新建建筑物相对沉降量，协调新老建筑物之间的关系，提高地基承载力，在该塑性连接建筑物基础中采用了锚杆静压桩法加固措施。试载结果表明，建筑物运行可靠，设计合理，施工方便，经济效果显著。