房屋建筑地基基础加固纠倾锚杆桩施工工法.docx

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房屋建筑地基基础加固纠倾锚杆桩施工工法

房屋建筑地基基础加固、纠倾锚杆桩施工工法

工法编号：

RJGF（闽）—41—2008

福建省闽南建筑工程有限公司

苏振明、黄荷山、蒋贻绅

1前言

目前大量原有建筑物由于各种原因，或多或少存在建筑物地基基础承载力不足或地基基础倾斜等问题，严重影响建筑物的正常使用，即大量存在地基基础的加固及纠倾问题。

为此福建省闽南建筑工程有限公司联合有关科研院所，通过多年的工程实践，将小截面为200mm×200mm～250mm×250mm或φ200～φ250的预制钢筋混凝土柱型构件采用承力架将其压入土层中作为地基基桩，通过独立承台或梁式承台连成整体形成桩基础，支承上部结构荷载的方法，或增大地基基础承载力或顶升倾斜一侧基础纠倾，对大量原有建筑物进行了加固、纠倾，获得了成功，取得了较好的经济效益和社会效益。

该工法对应的施工关键技术经福建省建设厅组织有关专家评估，一致认为该技术科技含量高，是一项自主创新成果，整体水平达到国内领先水平。

该技术已广泛应用于原有建筑物的地基基础加固和房屋纠倾，特别是在地质土层分布不均的山区具有很强的生命力，符合国家大力发展农村建筑改善农民居住条件的政策，具有很大的推广价值和应用前景。

2工法特点

2.0.1方便原有建筑物增大承载力或加层；经济、有效处理原有建筑物倾斜。

加固、纠倾施工中通过监测技术，信息化动态指导施工。

2.0.2采用轻便可移动的承力架用静压方式沉桩，以建筑物自重作反力，用千斤顶将桩压入土中，形成桩土共同作用来分担上部结构传递的荷载。

2.0.3施工机具轻便灵活，操作简单，施工方便，作业面小，费用适中。

2.0.4能耗低、无振动、无噪音、无污染以及施工时工厂不停产、居民不搬迁、工期不影响等特点。

3适用范围

锚杆桩适用于粉土、粘性土、人工填土、淤泥质土、黄土等地基土的多层工业与民用建筑地基基础加固及房屋纠倾。

对于旧城改造项目、村镇山区民用建筑等都有很强的适应性和较好的经济性。

特别适用于地基不均匀沉降引起的上部结构开裂或倾斜、建筑物加层或厂房扩大等情况，建筑物原有基础宜为钢筋混凝土梁板式结构。

但深厚淤泥层内慎用。

桩长细比L/D建议控制在80以内。

4工艺原理

将小截面预制钢筋混凝土柱型构件利用四周锚杆，采用承力架将其压入土层中作为地基基桩，通过独立承台或梁式承台连成整体形成桩基础，采用托换技术支承上部结构荷载，完成基础加固及纠倾，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。

它充分利用了锚杆和混凝土小桩各自的特性，既能有效地提供加固及纠倾所需要的支托反力，又能使实施过程中引起的不良施工附加沉降减少。

原有房屋加固时，在确保原有基础强度、刚度、稳定性的前提下，开凿压桩孔及锚杆孔，利用锚杆固定压桩架，通过千斤顶将桩段从基础开凿孔中逐段压入土中，然后将桩与基础连接在一起，从而达到提高地基承载力起到加固的目的；原有房屋倾斜时，首先将房屋倾斜抬高的一侧基础下逐步掏土卸载，降低的一侧基础梁板上开凿压桩孔及锚杆孔，利用锚杆固定压桩架，通过千斤顶将桩段从基础开凿孔中逐段压入土中，逐步调整房屋的倾斜度直至纠倾，然后将桩与基础连接在一起，从而达到房屋纠倾的目的。

但因桩段短，整根桩接头数量较多，增大了桩出现过大的初始挠度，影响桩的完整性和抗纵向压曲的能力，故单桩不宜进入持力层过深，也不宜压到不可压缩的坚硬岩石和卵砾层内，在深厚淤泥层内必须慎用。

5施工工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

锚杆静压桩的工艺流程如下图5.1所示：

图5.1工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1施工准备

将需要加固或纠倾的基础挖土露出，验算需要加固或纠倾的基础抗冲切、抗剪切及抗弯曲能力是否满足要求，当不满足要求时，必须首先对原有基础进行加固增强处理；其次对原有基础内钢筋进行扫描，避免设计开凿压桩孔时，破坏原有基础钢筋；第三，检查复核原有基础管线的埋设情况，避免施工中破坏原有管线；最后，针对不同的基础类型开凿压桩孔及锚杆孔。

当为梁板式条形基础时，在沿墙体两侧基础底板或梁上开凿压桩孔及锚杆孔；当为柱下承台时，在柱四周承台底板上对称开凿压桩孔及锚杆孔。

压桩孔形成上小下大的八字型锥状孔，在孔四周对称埋设锚杆。

锚杆静压桩孔的留设按设计要求，但尽量靠近墙边或柱边，以减少附加弯距。

当压桩力小于400KN时，建议采用M24锚杆；当压桩力为400～500KN时，建议采用M27锚杆。

承台大样见图5.2.1。

图5.2.1承台大样示意图

5.2.2桩的制作

1锚杆静压桩具有体积小、规格统一的特点，适合工厂制作，也可在现场制作，根据桩身与基桩承载力需要选用桩型断面为200mm×200mm，250mm×250mm和300mm×300mm或圆形截面φ200mm～φ250mm。

桩节一般为2～2.5米为宜，锚杆桩整根桩长由1根首节和多根中间节桩组成。

桩身配筋率不少于0.6%，主筋直径不宜小于φ10，砼强度等级为C30，粗骨料粒径≤40的碎石或经过破碎的河卵石，待桩的砼强度达到设计强度的70%以上时，方可拆模起吊，达到设计强度的100%后，方可进行运输试压。

2桩的底模应平整、坚实，宜选用水泥地坪或钢模进行生产，也可采用叠层生产，严禁采用翻模生产；若采用叠层生产，不应超过四层，并且其邻桩和下层桩混凝土之强度必须达到30%以上的设计强度后方可叠层堆放。

3混凝土浇注应由桩顶向桩尖方向进行，不得中断；桩宜通长制作，桩节应按标准节制作。

接头部位应平整且与桩身保持直角状态。

在桩起模前，先编上桩号和分节号，按同一生产批号桩堆放。

4桩在堆放或运输过程中，要求平稳且宜放在垫木衬垫上，两点支承。

堆放层数不宜超过四层。

5.2.3立架压桩

1基础加固时，应根据设计所需增加承载力的大小，通过千斤顶油压表压力控制满足设计要求；基础纠倾时，应根据压桩过程中，房屋的倾斜调整程度来满足设计要求。

2基础纠倾时，当为钢筋混凝土梁板式条形基础时，建议针对墙体两侧布置的锚压桩，按对称、均匀、平衡的原则选取锚压桩，通过将选取的锚压桩上千斤顶，用油泵连接到计算机上，通过计算机控制锚压桩群体顶升达到纠倾的目的，以避免分别顶升时对原有基础增加附加弯距。

3压桩架可根据压桩力大小自行设计，图5.2.3为600kN压桩架简图。

图5.2.3压桩承力架简图

4压桩架要保持竖直，压桩架应与锚杆锚紧、锚牢，施工过程中必须注意检查，随时调整。

5桩节就位必须保持垂直，使千斤顶与桩节轴线保持在同一垂直线上，桩顶应垫30mm～mm40厚的木板或多层麻袋，套上钢帽再进行压桩。

6压桩施工不得中途停顿，且一次压至设计标高和要求的压力值为止，一般以满足设计要求为准。

如必须中途停顿时，桩尖应停留在软土层中，且停歇的时间不宜超过24小时。

7压力表必须满足规范规定的标准要求后方可压桩。

8施工单位应及时提供桩长、压桩力等施工记录。

9压桩过程严禁在桩孔内填塞石、砂等杂物。

5.2.4锚焊接桩

当桩承受水平力、拔力或桩接头数大于二个时，应采用焊接接头；当桩仅承受垂直压力且桩接头数为二个以下（含两个）时，可采用硫磺胶泥接头。

1锚接法（硫磺胶泥接头）

1）接桩锚筋应事先清刷干净和调直，锚筋长度、锚筋孔深度和平台位置均应事先检查符合设计要求后，方可接桩。

2）锚筋孔清洗后，应做到干燥、无杂质和无污染，严禁因孔深不够切割锚筋长度。

3）上节桩就位后，应将锚筋插入锚筋孔内，检查重合无误，间隙均匀后，将桩吊离10cm，装上硫磺胶泥夹箍，方可浇注硫磺胶泥。

当环境温度低于5℃时，应对插筋及插筋孔作表面加温处理。

4）接桩时，锚筋孔内应先灌满硫磺胶泥，并满铺10mm～20mm厚，灌注时间不得超过2分钟，立即将上节桩保持垂直放下，锚接桩大样见图5.2.4-1。

图5.2.4-1锚接桩大样

5）硫磺胶泥熬制时，温度应严格控制在140℃～145℃范围，浇注时温度不得低于140℃，烧焦之硫磺胶泥不得使用。

6）严禁未熔化的硫磺胶泥碎粒、砂石、碎块或木片等杂物混进，并浇注到桩顶面上。

7）硫磺胶泥浇注后，接桩停歇时间应根据压桩时的气温，由试验确定，应在7分钟以上，方可继续压桩。

8）硫磺胶泥的配合比，主要物理力学性能指标必须满足《锚杆静压桩技术规程》（YBJ227-91）附录二之要求。

2焊接法（钢板加角钢接头）

1）将第一节桩尾上200mm四周混凝土保护层凿去露出四周钢筋，将钢板满焊于四面且在每侧钢板上预留两对称栓孔，用膨胀螺栓固定于桩上；将第二节桩头上200mm四周混凝土保护层凿去露出四周钢筋，将钢板满焊于四面且在每侧钢板上预留两对称栓孔，用膨胀螺栓固定于桩上；再用角钢在四角与上下两桩上的钢板焊牢，即完成两桩间的接头连接。

2）钢板与钢筋焊接时要求点焊，角钢与钢板焊接时要求满焊。

焊接时钢筋及钢板表面应得保持清洁。

3）上下两节桩之间有间隙时应用厚薄适当，加工成楔形的铁片填实焊牢。

4）焊接时应将四角焊固定，然后同时对称焊接以减少焊接变形，焊缝要求连续饱满，焊缝厚度必须满足设计要求。

5）接桩焊接完后，焊缝应在自然条件下冷却1.0分钟以上方可继续压桩。

6）接桩焊接应按隐蔽工程进行验收，未经验收或验收不合格不能进入下一道工序施工。

7）四周钢板中每侧的两个膨胀螺栓连接，必须避开桩中钢筋且连接满足规范要求。

焊接桩大样见图5.2.4-2。

1-上节桩2-下节桩3-钢板200X195（245）X84-角钢L63X6

图5.2.4-2焊接桩大样

5.2.5终压标准

1地基基础加固时，压桩施工的控制标准，应以设计最终压桩力为主，桩入土深度为辅加以控制。

2地基基础纠倾时，压桩施工的控制标准，应以房屋设计要求的倾斜调整度为准，且在施工的全过程中，密切注意变形监测，用监测数据信息化指导施工。

5.2.6砍截桩头

1桩顶必须压到设计标高，并使桩头嵌入承台50mm～100mm，主筋嵌入承台内锚固长度大于或等于35d。

对于需砍的桩应留出钢筋；对于正好压到标高的，锚接法的桩，可在锚筋孔内灌硫磺胶泥后插入钢筋，焊接法的桩，插筋应与钢帽焊接（双面焊≥5d）。

所加钢筋根数、直径均同桩主筋。

2当压桩力达到设计要求，最后一节桩未压到设计标高时，对于外露的桩头经设计人员同意后，必须进行切除。

3切割桩头前应先用楔块把桩固定牢，然后用凿子开3cm～5cm深的沟槽，露出的钢筋加以切割，以便摘除桩头，严禁在悬臂情况下乱砍桩头。

4房屋纠倾时，必须从中间向两侧逐一逐次砍截桩头。

已砍过的桩头必须待封桩受力后，方可进行第二批桩头的砍截，以保证房屋纠倾所需的压力要求。

具体砍截的批次按设计要求。

5砍截桩头时因全部或部分逐次卸荷的原因，施工中应密切注意基础的沉降变形监测，必须用监测数据信息化指导施工。

监测必须满足设计及规范要求。

5.2.7封桩受力

1、封桩前应经过抽检符合设计要求，并经验收合格后方可封桩。

2、封桩前必须把压桩孔内的杂物清理干净，排除积水，清理孔壁和桩面上的浮浆。

3、封桩材料必须掺有微膨胀早强外掺剂的大于C30且高于基础一个等级的细石混凝土，并予以捣实。

4、应利用锚杆与交叉钢筋焊接见图5.2.7，以加强封口的锚固能力，使桩与承台形成一个整体，焊接长度双面焊≥5d（d为交叉钢筋直径）。

5、封桩的工作宜对称、均衡地进行。

图5.2.7锚杆钢筋焊接大样

6材料与设备

6.1材料

表6.1施工材料明细表

材料名称

规格

主要技术指标

锚杆桩

200X200、250X250、φ200、φ250

C30

硫磺胶泥

钢板、角钢

─200X195X8、─200X245X8、L63X6

HRB235

锚杆

M24、M27

HRB235

焊条

E4303、E4316

6.2设备

表6.2施工机具及仪器

机具或仪器名称

数量

用途

风动凿岩机

开凿压桩孔或锚杆孔

大直径钻孔机

开凿压桩孔

锚杆静力压桩机

压桩

熬制硫磺胶泥器具

电焊机

2台

焊接桩接头

切割机

1台

切割桩接头

经纬仪

2台

测量定位或沉降观测

水准仪

1台

测量定位

7质量控制

7.1质量控制标准

7.0.1《锚杆静压桩技术规程》YBJ227—91

7.0.2《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008

7.0.3《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202－2002

7.0.4《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ123-2000

7.2质量控制措施

7.2.1预制桩制作应确保质量，砼配合比符合设计要求，振捣密实，养护时间足够。

7.2.2压桩前，必须采取有效措施，清除地下障碍物，以免影响以后压桩，并应检查压桩孔和锚杆位置。

7.2.3压桩孔与设计位置的平面偏差不得超过±20mm。

压桩时桩头一定要对中，不能偏心，桩顶与桩身中轴线垂直。

压桩时桩段的垂直偏差不得超过1.5%的桩段长。

接桩时，上下节要在同一直线上。

7.2.4压桩力和桩入土深度应根据设计要求进行验收。

7.2.5锚固螺栓的锚固深度，一般可采用10～12倍的螺栓直径。

7.2.6在较厚的粘土层中沉桩间歇时间不宜太久，否则会影响桩无法压入设计要求的持力层。

8安全措施

8.0.1遵守《建筑安装工程安全技术规程》和地方有关施工现场安全生产管理规定。

8.0.2认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。

8.0.3认真落实安全生产岗位责任制、交底制和奖罚制。

每道工序施工前必须逐级进行安全交底，并落实到书面上。

从事施工的各级人员，必须持证上岗，各级机械操作人员，严格遵守操作规程，无证上岗、酒后上岗，违章作业造成事故的追究当事人直接责任。

8.0.4施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定执行。

施工现场使用的手持照明灯应采用36V的安全电压。

8.0.5施工现场按符合防火、防风、防雷、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善各种安全标识。

8.0.6应经常检查和维修压桩机具，并建立安全员负责制。

对设备、电路、油泵等进行全面检查，对压力表应定期检查、标定，合格后方可使用。

8.0.7氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂。

乙炔发生器有防止回火的安全装置。

8.0.8电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。

8.0.9室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。

8.0.10压桩、接桩过程中，严格按操作规程施工，杜绝操作不当发生机器伤人、硫磺胶泥或电焊伤人。

8.0.11在原有建筑物内施工时，一定要注意安全，尤其在基础纠倾时，更应加强观测，随时防止意外事故发生。

8.0.12建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。

9环保措施

9.0.1在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，严格执行《建筑施工现场环境与卫生标准》等规范的绿色施工要求，成立对应的施工环境卫生管理机构，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。

9.0.2任务下达前，由项目工程师按国家或地方有关施工环保措施及企业环境管理体系要求，进行必要的培训。

9.0.3将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。

9.0.4定期清运硫磺胶泥弃渣及其它工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，施工污水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。

硫磺胶泥弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。

10效益分析

锚杆静压小截面预制桩的经济效益主要体现在对原有建筑物的加固及纠倾中，完成了其他任何桩基础无法解决的问题，是旧建筑物改造、加层、扩大及纠倾的最佳选择方案。

否则，放弃加固或纠倾，会产生巨大的经济损失及较坏的社会影响，因此，该工法具有极大的实用价值及推广应用前景。

11应用实例

11.0.1工程概况

晋江陈埭镇位于晋江下游入海口，属滩涂地带，地质分布依次为：

地表为1-2米不等的耕植土或粉质粘土，往下为10多米的淤泥层，淤泥质砂土、中细砂和含卵石砂层。

原有建筑为一幢晋江陈埭镇岸刀村二层民房，建于1999年6月。

基础采用底宽1.5米，厚约1.0米的条石基础，持力层为粉质粘土，地上采用半框半混结构，建筑面积约426平方米，其中一层176平方米、二层250平方米。

四年后在增加一层建筑面积250平方米后，建筑物整体下沉约500MM，单面倾斜约300MM。

11.0.2施工情况

为确保该房屋正常使用，2004年9月开始加固纠偏，采用200×200mm2和250×250mm2预制锚杆静压方桩，桩长22～26米，接头采用焊接接头，持力层为含卵石砂层，压桩力分别为50T、70T；采用沿墙通长两桩承台，承台尺寸为800×800×600mm，共18个承台36根锚杆桩。

在建筑物抬高上升的一侧，采用跳孔掏土迫降；在建筑物下沉的一侧，重新浇注18个两桩承台，采用对称压桩，逐步达到调平实现纠偏目标。

11.0.3施工评价

控制倾斜率符合规范要求在4‰以内，通过采用锚杆静压桩加固纠倾后持续观测，倾斜得到纠正，房屋不再下沉，在加固纠倾完成后两个月内累计沉降12MM，之后未发生不均匀沉降，房屋状况良好。