群锚法锚杆静压桩新技术设计分析及应用

群锚法锚杆静压桩新技术设计分析及应用

林 飞

（广州市胜特建筑科技开发有限公司, 广东 广州 510168）

【概 要】 以常规锚杆静压桩技术作为设计基本原理，通过在地板上设置群锚装置，来实现静力压桩，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。

【关键词】 群锚法，反力，静压桩

0. 引言

常规锚杆静压桩是通过在基础上埋设锚杆固定压桩架，以建（构）筑物的自重荷载作为压桩反力，用千斤顶将桩段从基础中预留或开凿的压桩孔内逐段压入土中，然后将桩与基础连接在一起，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。

大跨度钢筋混凝土框架或排架结构的工业厂房，首层地面通常设计成非结构地面，通过对天然地基采用换土垫层法等方法进行浅层地基处理，地面荷载通过大面积的钢筋混凝土地板直接传递到浅层复合地基土上，来实现荷载的有效传递。然而在投入使用过程中，因首层使用荷载的不均匀分布，局部活荷载较大，或使用功能的任意改变，整体活荷载有较大幅度的提高，此时由于使用活荷载已超过原设计浅层复合地基的承载能力，从而造成首层地面发生不均匀沉降或开裂，甚至引起建筑物不均匀沉降，导致建筑物沉陷、倾斜、开裂或严重破坏，影响到厂房的正常使用。面对此种问题，采取怎样的有效加固处理手段，做到技术可靠、经济合理、方便施工，是我们噩待解决的问题。

1. 设计原理

1.1. 病害原因分析

结合我司近期所遇到的几个典型工程案例，从以下几个角度进行分析：

1.1.1. 场地土层性状分析：根据勘察揭示，最上层为1.40～2.30m厚的素填土，全场分布。填土具松散状，不稳定，透水性较强，地基承载力较底；下层有27.0m厚的淤泥质土，饱和流塑状。软土地基承载力低，含水量高，孔隙比大，透水性差，强度底，高压缩性，高灵敏度等不良特殊性能。

本场地浅层地基土为淤泥软弱土，具灵敏度高，压缩变形大，承载能力低等特性，该建筑室内地板基础直接落于淤泥软弱土层上，必然导致建筑物产生不均匀沉降现象。设计必须根据地形及地质条件对软弱地基作特殊加固处理。

1.1.2. 地基的应力及变形分析：

地基应力的产生主要与自重应力和附加应力有关，自重应力的作用效果是长期承受超过土体现有自重应力的历史荷载，土体产生超压密变形；附加应力的作用效果是由建筑物荷载、车辆荷载、室内堆载等外荷载使地基产生不均匀变形。建筑物内地基土发生沉降变形，主要是由于土体自重应力和附加应力作用引起的，由于该建筑物已建成多年，土体自重应力而引起的变形已经完成，所以主要是附加应力引起的变形。根据附加应力的变化规律可知，附加应力自板底起算，随深度呈曲线衰减。因此室内进行浅层复合地基处理时，未能准确确定有效附加应力的零点位置，并在该有效深度范围内进行加固。

综上所述，场地软土层较厚，且现地面要求使用荷载较高，浅层复合地基承载力无法满足现使用要求。首层地板基础为非复合地基，由于天然地基土承载力较低或存在较厚的软弱下卧层，无法承担起首层较重荷载，从而造成地面发生不均匀沉降。

1.2. 处理方法

该类型建筑物跨度较大，想通过借助原建筑物自重压桩，是无法实现的。因此解决该问题的关键是如何借助到反力，如何将大面积地板的自重集中到一点上。通过设置大面积钢构桁架，并用锚杆固定在地面上形成群锚装置，群锚装置将地板的自重传递至压桩孔位的压桩架上，来借助有效范围内地板自重实现静力压桩。

3. 结构体系受力分析及装置设计

以100平方米地板为单位处理面积，钢梁按照行距和排距均为2.0m进行布置, 形成地锚钢结构桁架c，c通过地脚锚栓d临时固定在砼地面上，d分两排固定c。主压桩反力架a固定在c上，为增强a的稳定性和地板自重应力的集中效应，a四个方向通过斜拉索b张拉。

地板厚度为250mm，板底双向Φ8@200布筋。为了控制地板不发生不均匀沉降现象，拟在地板下采用锚杆静压桩进行加固处理，预制方桩尺寸为300×300。则：

3.1．单桩压桩力确定（利用地板自重压桩过程中）

100m2地板自重为：G=100×0.25×25=625KN，

单桩压桩力极限值为：Ra=600KN（按1.5倍系数试压）

单桩压桩力设计值为：R=400KN

3.2．地板抗冲切验算（地脚锚栓d对地板的冲切）

100m2地板范围内共布置240根地脚锚栓，则单根地脚锚栓所承担的拉力为2.5KN。由于拉力值较小，对地板冲切可忽略不计。

3.3．钢结构桁架梁的抗弯抗剪承载能力、局部稳定和整体稳定性验算

3.4．装置设计大样图如下：

5. 结束语

5.1、采用群锚法锚杆静压桩技术进行加固，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的，准确的设计分析是基础，合理的施工流程和构造、连接处理是关键。以上分析证明，群锚法锚杆静压桩新技术是在传统锚杆静压桩技术基础上的巨大突破和创新。

5.2、锚杆静压桩施工完成后，为了有效控制地面得不均匀沉降，可实施预应力锁桩来解决。

5.3、本方法在实际工程中得以实现，值得在处理类似工程时参考。

参考文献:

[1] 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；

[2] 《锚杆静压桩技术规程》(YBJ227-91)；

[3] 《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)；

[4] 《既有建筑地基基础加固技术规程》（JGJ123-2000）；

[5] 《钢结构设计规范》(GB50017-2003)；

[ 作者简介] 林 飞（1982 —），男，湖北武汉人，广州市胜特建筑科技开发有限公司助理工程师，广州市金沙洲路西就街11 号胜特科技大厦 510168 ，电话： （020 ）81987819

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