锚杆静压混凝土桩在水利工程中的应用

 锚杆静压混凝土桩在水利工程中的应用

　　摘要:锚杆静压桩法是近年来开发的一项地基加固新技术，主要是在建筑物的纠偏、基础沉降不均等建筑工程中得到广泛的应用，经济效益及处理效果都非常显著。本文介绍了锚杆静压桩法的基本原理，通过实践证明，该法在小型水利工程中的应用效果良好，值得推广。

　　关键词:锚杆静压桩；小型水利工程；应用　　

　　锚杆静压桩法是近年来开发的一项地基加固新技术，主要是在建筑物的纠偏、基础沉降不均等建筑工程中得到广泛的应用，经济效益及处理效果都非常显著。

　　由于行业特点和工程投资渠道的不同，在水工建筑物基础处理设计时，通常采用的都是传统的几种方法，对于锚杆静压桩这种新的地基处理技术，目前在水利行业还没有推广，应用较少。

　　作者结合2007年梅州市某河堤除险加固工程———排涝泵站，采用了锚杆静压桩进行工程处理作一介绍，供同行参考。

　　1锚杆静压桩的基本原理

　　锚杆静压桩就是利用建筑物本身底板做为压桩承台，通过预留压桩孔和预埋锚杆，以承台的自重做为压载，借锚杆反力，采用液压压桩机通过反力架将钢筋混凝土预制短桩逐段压入桩孔内，当压桩力达到1.5倍桩的设计承载力和满足设计桩长时，该孔桩便达到设计要求。当所有桩孔压桩完毕，再进行现浇混凝土封孔，整个桩群便能承受上部荷载，从而减少地基土的压力，防止建筑物产生不均匀沉降，从而达到地基加固的目的。

　　锚杆的规格和形式根据压桩机的要求而定，一般采用螺栓式，锚杆直径Ф22左右，锚杆埋深30cm左右并与底板钢筋焊接。预制桩采用钢筋混凝土结构，断面形状为矩形，边长一般为20～30cm，桩段长一般为2.0～3.0m不等，锚杆采用Ⅰ级或Ⅱ级钢筋，混凝土强度不低于C30。为保证混凝土预制桩的质量和规格，桩的制作应在专业生产厂进行，压桩强度要求达到100%。

　　将桩压入土中时由于土体对桩的阻力，首根桩底部应设计成尖头，这样既减少压桩阻力，同时也便于桩底部较易压入持力层。压桩阻力Pp由桩侧阻力和桩尖阻力两部分组成，其表达式为：               

　　式中：U—桩周长（m）；

　　hi—各层土的厚度（m）；

　　fi—各土层的桩侧阻力系数（kPa）；

　　A—桩尖面积（m2）；

　　gi—桩尖阻力系数（kPa）。

　　在压桩过程中，由于挤土的作用，在桩周一定范围内会出现重塑区，土的粘聚力被破坏，土中超孔隙水压力增大，土的抗剪强度大大降低。因此，桩的侧摩阻力明显减小，压桩即利用此特性，能用较小的压桩力将桩压入较深的土层中去。随着时间的推移，超孔隙水压力逐渐消散，土体逐渐压密固结，抗剪强度也随之提高，土的结构强度得到恢复，桩的侧向摩阻力也明显增大。

　　根据工程应用实践，经3周左右的时间单桩承载力将得到明显恢复，其安全系数可以达到2.0左右，能满足设计要求。

　　按照锚杆静压桩技术规程规定，静压桩最终设计压桩力按下式计算：　                       

　　式中：Kp—压桩力系数，取值1.5～2.0；

　　Pa—设计单桩垂直允许承载力（kN）；

　　P（pl）—设计最终单桩压桩力（kN）；

　　L—设计桩最终入土深度（m）。

　　2工程应用