11.6 坑式静压桩
11.6.1 坑式静压桩适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、湿陷性黄土和人工填土且地下水位较低的地基加固。
11.6.2 坑式静压桩设计,应符合下列规定:
1 坑式静压桩的单桩承载力,可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定估算。
2 桩身可采用直径为100mm~600mm的开口钢管,或边长为150mm~350mm的预制钢筋混凝土方桩,每节桩长可按既有建筑基础下坑的净空高度和千斤顶的行程确定。
3 钢管桩管内应满灌混凝土,桩管外宜做防腐处理,桩段之间的连接宜用焊接连接;钢筋混凝土预制桩,上、下桩节之间宜用预埋插筋并采用硫磺胶泥接桩,或采用上、下桩节预埋铁件焊接成桩。
4 桩的平面布置,应根据既有建筑的墙体和基础形式及荷载大小确定,可采用一字形、三角形、正方形或梅花形等布置方式,应避开门窗等墙体薄弱部位,且应设置在结构受力节点位置。
5 当既有建筑基础承载力不能满足压桩反力时,应对原基础进行加固,增设钢筋混凝土地梁、型钢梁或钢筋混凝土垫块,加强基础结构的承载力和刚度。
11.6.3 坑式静压桩施工,应符合下列规定:
1 施工时,先在贴近被加固建筑物的一侧开挖竖向工作坑,对砂土或软弱土等地基应进行坑壁支护,并在基础梁、承台梁或直接在基础底面下开挖竖向工作坑。
2 压桩施工时,应在第一节桩桩顶上安置千斤顶及测力传感器,再驱动千斤顶压桩,每压入下一节桩后,再接上一节桩。
3 钢管桩各节的连接处可采用套管接头;当钢管桩较长或土中有障碍物时,需采用焊接接头,整个焊口(包括套管接头)应为满焊;预制钢筋混凝土方桩,桩尖可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上,在密实砂和碎石类土中,可在桩尖处包以钢板桩靴,桩与桩间接头,可采用焊接或硫磺胶泥接头。
4 桩位允许偏差应为±20mm;桩节垂直度允许偏差不应大于桩节长度的1%。
5 桩尖到达设计深度后,压桩力不得小于单桩竖向承载力特征值的2倍,且持续时间不应少于5min。
6 封桩可采用预应力法或非预应力法施工:
1)对钢筋混凝土方桩,压桩达到设计深度后,应采用C30微膨胀早强混凝土将桩与原基础浇筑成整体;
2)当施加预应力封桩时,可采用型钢支架托换,再浇筑混凝土;对钢管桩,应根据工程要求,在钢管内浇筑微膨胀早强混凝土,最后用混凝土将桩与原基础浇筑成整体。
11.6.4 坑式静压桩质量检验,应符合下列规定:
1 最终压桩力与压桩深度,应符合设计要求。
2 桩材试块强度,应符合设计要求。
条文说明
11.6 坑式静压桩
11.6.1 坑式静压桩是采用既有建筑自重做反力,用千斤顶将桩段逐段压入土中的施工方法。千斤顶上的反力梁可利用原有基础下的基础梁或基础板,对无基础梁或基础板的既有建筑,则可将底层墙体加固后再进行坑式静压桩施工。这种对既有建筑地基的加固方法,国外称压入桩(jacked piles)。
当地基土中含有较多的大块石、坚硬黏性土或密实的砂土夹层时,由于桩压入时难度较大,需要根据现场试验确定其适用与否。
11.6.2 国内坑式静压桩的桩身多数采用边长为150mm~250mm的预制钢筋混凝土方桩,亦有采用桩身直径为100mm~600mm开口钢管,国外一般不采用闭口的或实体的桩,因为后者顶进时属挤土桩,会扰动桩周的土,从而使桩周土的强度降低;另外,当桩端下遇到障碍时,则桩身就无法顶进。开口钢管桩的顶进对桩周土的扰动影响相对较小,国外使用钢管的直径一般为300mm~450mm,如遇漂石,亦可用锤击破碎或用冲击钻头钻除,但一般不采用爆破方法。
桩的平面布置都是按基础或墙体中心轴线布置的,同一个施工坑内可布置1~3根桩,绝大部分工程都是采用单桩和双桩。只有在纵横墙相交部位的施工坑内,横墙布置1根和纵墙2根形成三角的3根静压桩。
11.6.3 由于压桩过程中是动摩擦力,因此压桩力达2倍设计单桩竖向承载力特征值相应的深度土层内,对于细粒土一般能满足静载荷试验时安全系数为2的要求;遇有碎石土,卵石土粒径较大的夹层,压入困难时,应采取掏土、振动等技术措施,保证单桩承载力。
对于静压桩与基础梁(或板)的连接,一般采用木模或临时砖模,再在模内浇灌C30混凝土,防止混凝土干缩与基础脱离。
为了消除静压桩顶进至设计深度后,取出千斤顶时桩身的卸载回弹,可采用克服或消除这种卸载回弹的预应力方法。其做法是预先在桩顶上安装钢制托换支架,在支架上设置两台并排的同吨位千斤顶,垫好垫块后同步压至压桩终止压力后,将已截好的钢管或工字钢的钢柱塞入桩顶与原基础底面间,并打入钢楔挤紧后,千斤顶同步卸荷至零,取出千斤顶,拆除托换支架,对填塞钢柱的上下两端周边应焊牢,最后用C30混凝土将其与原基础浇筑成整体。
封桩可根据要求采用预应力法或非预应力法施工。施工工艺可参考第11.4节锚杆静压桩封桩方法。