錨桿靜壓樁逆作施工技術在醫院改擴建中的應用

陶聰燕

上海南匯建工建設（集團）有限公司 上海 201399

0 引言

上海市中醫醫院隨著門急診業務量不斷增加，院方在無法新建門急診大樓的情況下，對原有老門急診大樓進行改擴建。

由于本改擴建工程位于原老門急診大樓中心位置，受到周圍診療室的影響，且醫院周圍環境苛刻、場地狹小（圖1），施工現場無法進入和安裝大型樁機進行樁基施工。因此采用錨桿靜壓樁逆作法施工，利用錨桿壓樁反力架，依靠建筑物基礎的自身荷載作為壓樁反力，完成樁基工程施工[1,2]。

圖1 周圍環境布置示意

錨桿靜壓樁優點在于無需大型樁機進入現場，施工時基本無振動、無噪聲、無污染，對周邊環境影響極小，且樁架（反力架）可以靈活移動，能完成離老樁很近的新樁施工[3-5]。

1 工程概況

上海市中醫醫院原門急診大樓由多幢3～6層磚混結構建筑物組成，中間有一個占地面積627 m2內庭，內庭有走道及綠化。現對內庭位置和西側門診樓進行改擴建，內庭改建后建筑物上部采用鋼結構，層數5層；西側門急診樓擴建后建筑物上部也采用鋼結構，層數5層，擴建面積約1 000 m2。基礎采用條形基礎（局部筏板基礎和獨立基礎），新舊基礎相距200 mm。

工程所涉及的地層為①1雜填土、②3砂質粉土、③灰色淤泥質黏土、④灰色黏土、⑤灰色砂質粉土。

樁基采用截面尺寸為300 mm×300 mm的混凝土預制樁，共有122套（根），每套樁長有19 m、19.5 m、20 m三種規格，標準節長度為2.5 m，總排土量219 m3。樁尖進入⑤2砂質粉土層持力層，單樁設計承載力為480 kN，壓樁力大于900 kN，樁位平面布置見圖2。

圖2 樁位平面布置示意

2 特點與難點分析

1）新舊基礎相距僅200 mm，壓樁過程中會引起擠土效應，導致土中超孔隙水壓力升高，使土體破壞并引起側向位移，將對原老樁基產生影響，導致原急診樓沉降或出現墻體開裂等不良現象。

2）部分壓樁孔距原基礎邊線很近，給反力架安裝帶來一定難度。

3）原老門急診內庭施工場地狹小，機械、材料、人員進出極其不便，對原門急診樓正常使用帶來一定影響。

4）壓樁過程中，反力架移位、樁頭吊運、接樁焊接等工作會對病人和醫生帶來一定干擾。

3 錨桿靜壓樁施工流程

預留壓樁孔模（綁基礎鋼筋時）→預埋錨桿→澆筑基礎混凝土→安裝反力架（混凝土達到設計強度后）→電動葫蘆吊樁入壓樁孔位→壓樁施工→接樁→壓樁→移動反力架→截樁、清理樁孔→基礎頂部焊接交叉鋼筋→封樁[6,7]

4 錨桿靜壓樁主要施工技術

4.1 壓樁孔預留布置

本工程樁截面尺寸為300 mm×300 mm，故壓樁孔預留上口尺寸為350 mm×350 mm，下口尺寸為400 mm×400 mm，呈錐形狀。壓樁孔與設計位置平面允許偏差為±20 mm。

4.2 預埋錨桿

錨桿采用φ27 mm的螺桿，長度550 mm，錨入基礎內長度400 mm，焊接在基礎鋼筋上，高出基礎面150 mm。每個壓樁孔周邊對稱設置4根錨桿，與壓樁孔孔邊距離150 mm（圖3）。

圖3 錨桿平面布置示意

4.3 壓樁反力架安裝

反力架安裝應牢固、平穩、不得松動，與錨桿用螺帽緊固連接，在壓樁過程中應隨時檢查螺帽松動情況，如有松動應及時擰緊。反力架要保持垂直，如錨桿受力較大時，需采用多螺帽固定。

4.4 壓樁

改擴建工程結構完成3層以后，當基礎有足夠的荷重時，在建筑物自重作用下方可開始在基礎上進行壓樁施工。正式壓樁之前選擇2根樁作為試樁，以確定壓樁力大小。正式壓樁的施工要點如下：

1）本工程采用2臺壓樁反力架，為了減少壓樁施工引起的擠土效應，在壓樁過程中采用多點分散和跳打方式；要控制壓樁速度，每個臺班完成壓樁4套（根），以盡可能減少由于超孔隙水壓力引起的側向擠土（圖4）。

圖4 壓樁現場實景

2）吊裝：利用反力架上電動葫蘆將樁吊入壓樁孔位，使樁段軸線與千斤頂保持垂直，并在一條直線上。

3）利用2 000 kN油壓千斤頂，千斤頂施加的壓樁力中心要與樁截面中心保持重合，千斤頂放置偏差≤2 mm。然后將千斤頂頂在反力架橫向鋼梁上，將混凝土方樁壓入，為了防止混凝土樁頭損壞，在樁頂設一塊鋼墊板保護。

4）接樁：當壓至距地面0.5 m左右時進行接樁，2節樁保持在同一軸線上。接樁方法采用角鐵焊接，要求在樁兩側由2名焊工同時焊接，以確保受力對稱，盡可能減少變形，焊接后至少冷卻3 min，方可繼續送樁。

5）樁身垂直度偏差控制在≤0.5%。

6）壓樁以壓樁力控制為主，樁長控制為輔。壓樁力最大值不得超過基礎及上部結構的自有質量，否則很有可能使基礎上浮從而破壞房屋結構。

7）壓樁時不得隨意中斷，應連續進行，中途嚴禁長時間的停頓，以免土體固結后引起摩阻力的劇增。

經檢測，本工程122根樁壓樁力均在900～1 280 kN范圍之間，一般為1 000 kN，均滿足設計要求， 34#樁壓樁曲線見圖5。封樁時用2根φ18 mm鋼筋制作成“Ⅱ”形，并與錨桿焊接成十字交叉形狀，焊接長度≥8 mm，雙面滿焊。封樁前應對樁頂側面進行鑿毛處理，并沖洗干凈。清除孔內雜物和積水，經隱蔽驗收合格后，澆筑C35微膨脹混凝土進行封樁。

圖5 34#樁壓樁曲線示意

5 監測和檢測

5.1 監測

施工前對老門急診樓及新建房上部構件變形情況、沉降情況、傾斜度進行1次監測，確定原始數據以判斷壓樁是否對建筑物產生附加影響。壓樁過程中對沉降情況1 d監測1次，傾斜情況3 d監測1次。沉降報警值為±3 mm，傾斜報警值為2‰。

5.2 檢測

本工程壓樁力均在900～1 280 kN之間，按設計要求，對6套（根）樁作了靜載試驗，均滿足單樁極限承載力大于960 kN的設計要求，檢測結果見表1，Q-s曲線和s-lgt曲線如圖6、圖7所示。

表1 檢測結果

圖6 Q-s曲線示意

圖7 s-lgt曲線示意

6 實施效果

1）在錨桿靜壓樁剛開始施工時，由于地基土強度比較弱，建筑物稍有些沉降，但隨著錨桿靜壓樁施工數量的不斷增加，地基土不但受到擠密作用和樁的向上反力，且變形時所受側限增加，從而使沉降幾乎為零，維持在一個非常低的水平，且改擴建的門急診樓基礎最終沉降僅為1.3 mm，說明樁基質量很好，沒有由于因壓樁而帶來附加沉降。

2）改擴建建筑物上部構件沒有受到損壞，沒有產生裂縫，傾斜率未達報警值。

3）周圍原有相鄰門急診樓的觀測也未出現異常情況，結構未受到破壞，能夠保證其門診繼續正常使用，說明采用多點分散的錨桿靜壓樁施工措施非常有效。

7 結語

錨桿靜壓樁可用于老建筑的地基加固，解決不均勻沉降的問題，也可用于建筑物密集、大型施工機具無法進入的樁基工程。它在施工過程中引起的附加沉降要比其他一些地基加固方法小很多，如高壓旋噴加固、壓密注漿加固等，同時也避免了其他地基加固對土體造成破壞的一些問題。通過施工結果可知，錨桿靜壓樁在壓樁過程中要處理好各個環節，特別是需要控制好樁身垂直度和終壓標準，這是尤為重要的[8-10]。

錨桿靜壓樁逆作施工技術在本工程的應用不但取得了良好的效果，而且還可以降低施工成本，幾乎不占用工期，從而大大加快了工程進度，在類似工程中可以大力推廣應用。