凹入式封桩技术在基础加固工程中的应用

张重喜 李文祥 杜 峰 夏文才

(武汉建工集团股份有限公司，湖北 武汉 430023)

凹入式封桩技术在基础加固工程中的应用

张重喜 李文祥 杜 峰 夏文才*

(武汉建工集团股份有限公司，湖北 武汉 430023)

在武汉美术馆改造工程中，通过对静压钢管桩封桩工艺进行改进形成了一种凹入式封桩技术，并总结出一套完整的施工工艺，经过检验测定，满足加固改造设计要求及施工质量验收规范要求，成功解决了采用传统封桩技术占用楼层空间的难题。

静压钢管桩，锚杆桩，封桩技术，基础加固

0 引言

锚杆静压钢管桩被广泛运用于已有建筑物的基础工程改造与加固，在武汉美术馆改扩建工程中(原汉口金城银行)，基础加固采用锚杆静压钢管桩，因基础埋置较浅，基础表面基本与一层室内地面平，甚至高于一层室内地面，若采用传统封桩技术，则会占用承台面以上150 mm～200 mm空间，减小一层净空。为保证建筑一层的使用功能，研究出一种钢管锚杆桩凹入式封桩技术，应用于本工程，成功解决了封桩不影响一层层高问题，并形成了静压钢管锚杆桩凹入式封桩施工工法(HBGF008-2008)。

1 技术特点

静压钢管锚杆桩凹入式封桩技术示意图如图1所示。

该技术具有以下特点：1)减少湿作业工作量、优化了工作流程，提高预制化程度，克服了预留孔洞脱模困难；2)凹入钢盖取代传统封桩技术中的桩帽梁，封桩后基础承台保持平整；3)封桩完成后，桩体随即可承受荷载；4)提高了施工速度且操作简单。

2 技术原理

图2为传统封桩示意图，该种方法不仅要利用钢管锚杆桩与预埋钢套筒之间的水平圆环形焊缝传递荷载，还要依靠压桩孔上的桩帽梁使桩与承台共同工作，这样就造成封桩部位必须比承台面高出150 mm～200 mm，新的地面标高也将高出150 mm～200 mm，使室内净高减少，影响使用功能。

通过对预埋套筒进行技术改进，在预埋套筒四周呈梅花形焊接锚固钢筋形成特制的预埋套筒(见图3)，使其与新浇筑的承台之间形成强大的锚固，提供封桩反力支座，再采用特制的锚杆桩封盖(见图4)，利用钢材的焊接性能，通过锚杆桩桩头与预埋套筒及封盖的焊缝连接，达到封桩的效果(见图1)。不需要再利用静力压桩的锚杆与封桩钢筋混凝土形成的桩帽梁加强，封桩可不凸出地坪。

3 施工工艺与质量控制

3.1 工艺流程图

预制封盖→安装压桩架→送桩至设计标高→清洗桩孔清除孔内杂物→采用环状铁块填充钢管桩与钢套筒间隙→钢管桩与钢套筒间焊接→安装桩芯混凝土托板→桩盖与套筒焊接→抽干孔内积水→封桩细石混凝土灌注→封桩完毕。

3.2 操作方法

1)预制封盖。

根据套筒内径加工圆形钢板，钢板上焊接十字形肋板(h>100 mm)并预留混凝土浇筑孔及排气孔，如图5所示。

2)安装压桩架并进行压桩。

当达到设计压桩条件时，在承台面上安装压桩架，然后按照工艺要求进行静压钢管桩静压施工。

3)送桩。

送桩至承台面以下100 mm，高出部分采用氧割割除并打磨平整。送桩完成后，采用木板临时封闭桩孔避免杂物进入桩孔，如有杂物落入，必须清理干净，以免影响桩芯混凝土托板安装。

4)填充钢管桩与钢套筒间隙。

采用与钢管桩同型号的钢管制作的环状铁块填充钢管桩与钢套筒之间的间隙，用扁钢抄楔楔紧并点焊，间隙过大处采用2块～3块环状铁块焊接在一起进行填充，对于高出桩顶的环状铁块采用氧割去掉，使顶面平整便于施焊。

5)钢管桩与钢套筒焊接。

钢套筒与钢管桩间的焊缝应成型好、外形均匀、焊道与焊道、焊道与本体金属间过渡平滑、平整，平整度应控制在2 mm，超出部分采取机械打磨使之平整便于和桩盖结合均匀、紧密。

6)安装桩芯混凝土托板。

采用4 mm厚圆形钢板作为托板、4φ6吊筋一端与托板T形焊接，一端与钢管桩内壁焊接(双面焊接5d)，托板安装高度为桩顶下1 m。

7)桩盖与钢套筒焊接。

先将预制的桩盖搁置在桩顶，检查桩顶是否平整，有无上下翘动现象，然后与钢套筒点焊，随后进行焊接，焊缝高度不小于9 mm。

8)抽干积水。

混凝土浇筑前，应先检查桩孔内是否存在积水，如有积水，采用真空水泵由浇筑孔插入抽干孔内积水。

9)封桩细石混凝土灌注及封孔。

采用C35微膨胀细石混凝土，由盖板上的浇筑孔灌注，用φ35小型振动棒由浇筑孔进行振捣，直到排气孔无气泡翻出、水泥浆溢出时为止。封桩混凝土的浇平承台面，并将预留压桩架螺杆用氧割去掉。

3.3 质量控制要求

1)预制钢盖板几何尺寸、肋板的位置需准确，钢盖板直径允许偏差：0 mm～-5 mm。

2)焊缝应平整饱满，焊缝高度hf=9。

3)预留浇筑孔的位置应准确，钢盖板安装时须随时调整方向，确保浇筑孔通畅。

4)钢盖板安装前须及时清理桩孔内杂物。

5)封桩用混凝土宜选用商品混凝土，混凝土强度等级不得低于C35，UEA-H掺量不小于8%，碎石粒径不超过15 mm，坍落度控制在180 mm左右。

6)顶部钢材混凝土保护层不得小于15 mm。

4 试验检验

为保证实施的质量，特将施工封桩试件送检测中心进行试压；实施第一道水平焊缝，抗压最大力达到600.65 kN，实施竖向焊缝后，抗压最大力达到1 000.43 kN，远大于单桩承载力325 kN设计要求，质量可靠。

5 结语

1)采用本施工技术在钢材消耗量基本不变的情况下，大大降低资源消耗量，降低能源消耗量、提高施工速度(混凝土消耗量降低约53%、机械台班消耗量降低约17%、人工消耗量降低约29%、辅材消耗量降低约50%)。

2)采用本技术施工取代了桩帽梁，使锚杆桩封桩不凸出基础面，为各类历史建筑基础加固及改造积累了宝贵经验。

3)在局部承台因地基情况复杂、日沉降量较大时，采取本施工技术，可达到即封即止的效果，克服了封桩混凝土达到强度的技术间歇时间内基础继续沉降现象。

[1] GB 50017-2003，钢结构设计规范[S].

[2] GB 50367-2006，混凝土结构加固设计规范[S].

[3] JGJ 81-2002，建筑钢结构焊接技术规程[S].

[4] YDJ 227-91，锚杆静压桩技术规程[S].

[5] GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

Applicationofrecessedsealingpiletechniqueinfoundationreinforcement

ZHANGChong-xiLIWen-xiangDUFengXIAWen-cai*

(WuhanConstructionEngineeringCo.，Ltd，Wuhan430023，China)

In the renovation project of Wuhan Museum, a recessed sealing pile technique was formed that by improving the sealing pile technology of jacked steel pipe pile, as summed up a set of complete construction process, through testing, meet the reinforcement design and construction quality acceptance specification requirements, the problem of traditional sealing pile technology occupation of floor space was successfully solved.

jacked steel pipe pile， anchor pile， sealing pile technique， foundation reinforcement

1009-6825(2014)33-0041-02

2014-09-13

张重喜(1977- )，男，高级工程师； 李文祥(1967- )，男，教授级高级工程师； 杜 峰(1972- )，男，教授级高级工程师

夏文才(1984- )，男，工程师

TU472

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