一种软土地基新建工程后压桩工艺及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑基础技术领域，是一种软土地基新建工程后压桩的施工方法。
背景技术
在城区新建改建或扩建的多层建筑中，由于当地质条件位于软土地基或天然地基承载力不能满足要求，而且环境要求高、施工场地狭小，常用桩机设备无法进场施工的条件下，因此往往改变建筑物的层高或取消建造计划，造成土地不能充分利用，尤其在灾后重建项目的建设中，由于时间紧迫，如采用常规先桩基后主体法的施工，建设周期往往又较长。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的软土地基新建工程后压桩的施工方法，它利用在建中的建筑物自重，采用锚杆静压桩技术进行基桩后压，压桩前，按天然地基设计，压桩完成后由桩单独或与地基土共同承受上部结构传来的荷载，从而达到提高地基承载力和控制建筑物沉降，是一种安全、经济，施工简便、环保节能、快速高效的施工方法，尤其适合于无法直接采用天然地基或顺作桩基的基础工程中应用。
本发明的目的是这样实现的：一种软土地基新建工程后压桩工艺，其特点是该工艺通过在建基础埋设锚杆和固定压板反力架，利用在建的建筑物自重，采用锚杆静压桩技术将预制的桩段在基础预留或开凿的压桩孔内逐段压入土中，然后将桩基与基础固接，从而达到提高地基承载力和控制建筑物沉降。
一种软土地基新建工程后压桩的施工方法，其特点是该方法按下述步骤进行：
a、轴线及桩位测放
根据设计图纸测放桩基轴线及控制点并确定桩位；
b、预留压桩孔
桩位测放后，根据设计要求确定压桩孔的孔径，然后立模浇注基础，在基础上形成预留的压桩孔，压桩孔为上小下大的喇叭口；
c、制作预制桩
①、桩身材料采用钢筋混凝土，砼强度等级≥C30；
②、根据施工净空高度及机具条件确定桩段长度，组合后的级差可为250mm或500mm；
③、根据建筑物荷载和地质报告选用桩截面为200×200mm、250×250mm或300×300mm的方桩；
④、桩段内配筋为：200mm的方桩主筋不少于4Φ10的Ⅱ级钢筋，250mm的方桩主筋不少于4Φ12的Ⅱ级钢筋，300mm的方桩主筋不少于4Φ14的Ⅱ级钢筋；
⑤、采用硫磺胶泥连接的钢筋混凝土桩段，其两端应设置焊接钢筋网片，一端必须预埋插筋，另一端必须预留插筋孔和吊装孔，采用焊接接头的钢筋混凝土桩段，其两端应设置预埋连接铁件；
d、埋设锚杆
锚杆可采用预先埋设和后成孔埋设，预先埋设的锚杆，可采用爪式螺栓或与基础承台的主筋焊接在一起，后成孔埋设的锚杆可采用光面直杆镦粗螺栓或焊箍螺栓；
e、安装反力架
安装反力架必须垂直、稳固，应均衡拧紧锚固螺栓的螺帽，在压桩过程中要随时拧紧松动的螺帽，当锚杆受力较大时应用多个螺帽叠加使用；
f、压桩
①、压桩时，桩顶可垫3～4cm厚的木板或多层麻袋，套上钢桩帽后再进行压桩；
②、压桩时，不宜数台压桩机同时在一个独立桩基上施工，压桩力总和不得超过该基础及上部结构所能发挥自重的50％，以防止基础上抬造成结构破坏；
g、接桩
①、采用硫磺胶泥锚接桩时，接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥，灌注时间不得超过2分钟，灌注后的停歇时间应不低于7分钟；
②、采用焊接接桩时，应对准上、下节桩的垂直轴线，清除焊面铁锈，进行满焊；
h、封桩
①、切割桩头
桩头应伸入基础50～100mm，当需要截桩时，截桩后的桩顶应平整无松动混凝土；
②、清理桩孔
清除压桩孔内的杂物和积水；
③、焊接交叉钢筋
用2Φ16钢筋交叉焊接于锚杆，以加强压桩和基础的连接；
④、浇注砼封桩
在浇注压桩孔砼时，在桩孔顶面以上浇注桩帽，厚度不得小于150mm，封桩采用C35微膨胀早强混凝土浇注密实，使压桩与桩基承台形成一个整体。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)工期短：软土基桩后压比桩基顺作可缩短工期2～3个月，其预制桩材、压桩施工和桩基检测的时间均可在主体结构施工时穿插进行；
(2)综合成本底：节省了场地平整、场地铺装、大型设备用电、修筑运桩便道等顺作费用，由于桩段短，配筋小，可节省大量钢材；、
(3)施工简便：施工机具简单、能耗低、移动灵活、作业面小，施工过程中无振动、无噪音、无污染；
(4)适用于现场环境条件限制，大型机具无法进入且不容许污染环境的地基工程，环保节能、快速高效，尤其适合于无法直接采用天然地基或顺作桩基的基础工程中应用。
附图说明
图1为本发明布桩示意图
图2为图1的A-A视图
图3为预留压桩孔示意图
图4为锚杆封顶示意图
图5为桩顶封口示意图
具体实施方式
本发明利用在建中的建筑物自重，采用锚杆静压桩技术进行基桩后压，地基基础的设计按压桩施工完成前、后两个阶段考虑，压桩前，按天然地基设计，压桩完成后由桩单独或与地基土共同承受上部结构传来的荷载，按桩基础或沉降控制复合桩基础设计，在压桩施工时，上部已完成的结构自重必须满足最终压桩力的要求。
下面以上海市万航渡后路一幢六层底框架结构住宅楼工程为例，对本发明做进一步的阐述：
实施例1
1、工程概况
万航渡后路一幢六层底框架结构住宅楼，住宅楼三面均为民宅、一面为苏州河驳岸，进入施工场地内仅有一条宽约3米的胡同，大型机械无法进入。同时，据勘察报告反映，建筑场地自上而下土层构成依次为：①层填土，厚度1.5m～2.0m；②层粘质粉土，fs＝15kPa，厚度约2.0m；③层淤泥质粘土，fs＝30kPa，层厚约11.0m；④层粉质粘土fs＝50kPa，层厚约6.0m；⑤层粉砂fs＝100kPa，层厚大于8.0m。
根据地基条件宜选用桩基础，且按通常情况宜选用预制桩，但考虑到本工程周边居民多、业主要求施工工期短，经建设单位协商，拟采用后压桩工艺，桩截面250×250mm、单节桩长2.5m，设计桩长20m、单桩承载力特征值为300KN、共计89根桩。
2、施工流程
测量定位放线→土方挖至底板底→浇筑垫层、底板并预留桩孔和埋设锚杆→结构施工到一层楼板→压桩；压桩时可继续上部结构的施工。
3、后压桩施工
(1)轴线及桩位测放
参阅附图1～附图2，基础1施工时，根据设计图纸测放桩基轴线及控制点并确定桩位，由专业测量人员测放桩位，作好标记，以便预留压桩孔2，桩位确定后再用经纬仪和钢尺进行复验。
(2)预留压桩孔
桩位测放后，根据设计要求确定压桩孔2的孔径，然后立模浇注基础1，在基础1上形成预留的压桩孔2，压桩孔2为上小下大的喇叭口，上口为300mm，下口为350mm，预留压桩孔2是在基础1浇注前进行，在立模后浇注基础1后形成。
(3)制作预制桩
预制桩4的制作须符合设计及规范要求，根据地下室高度或施工现场条件设计桩长合理配置每节桩段的长度，在加工厂里预制。
①、桩身材料采用钢筋混凝土，砼强度等级C30；
②、桩截面250×250mm、桩段长为2.5米；
③、桩段内主筋配筋为4Φ12的Ⅱ级钢筋；
④、采用焊接接头的钢筋混凝土桩段，在桩段的两端设置预埋连接铁件。
(4)锚杆制作及埋设
参阅附图3，锚杆5是基桩后压施工过程中的核心受力构件，锚杆5的设计选择是否合理和埋设是否牢固是压桩能否实施的关键。
锚杆5采用预先埋设、锚杆采用φ28Ⅱ级螺纹钢与基础1的主筋6焊接在一起。
(5)安装反力架
反力架的安装必须垂直、稳固，应均衡拧紧锚固螺栓的螺帽，在压桩过程中要随时拧紧松动的螺帽，当锚杆5受力较大时应用多个螺帽叠加使用。
(6)压桩
①、压桩时，桩顶垫3～4cm厚的木板或多层麻袋，套上钢桩帽后再进行压桩；
②、压桩施工时不宜数台压桩机同时在一个独立柱基上施工，施工期间，压桩力总和不得超过该基础1及上部结构3所能发挥自重的50％，以防止基础1上抬造成结构破坏。
(7)接桩
对准上、下节桩的垂直轴线，清除桩段两端的预埋连接铁件的焊面铁锈，进行满焊，确保焊接质量。
(8)封桩
封桩施工是压桩过程中的又一个关键环节，预制桩4和基础1能否连接牢固，承载力是否达到要求，联结节点形式是否合理，都是封桩后预制桩4能否发挥作用的关键。
①、切割桩头
封桩前，预制桩4的顶标高应符合设计要求，桩头应伸入基础1内，伸入高度为100mm，当需要截桩时，截桩后的桩顶应平整无松动混凝土；
②、清理桩孔
封桩前，对压桩孔2进行认真检查，必须清除干净压桩孔内的杂物和积水；
③、焊接交叉钢筋
参阅附图4，用2Φ16钢筋7交叉焊接于锚杆5，以加强预制桩4和基础1的连接；
④、浇注砼封桩
参阅附图5，在浇注压桩孔砼时，在压桩孔2顶面以上浇注桩帽8，桩帽8厚度不得小于150mm，封桩采用C35微膨胀早强混凝土浇注密实，使预制桩4与基础1形成一个整体。
上述工程通过采用本发明的后压桩工艺，缩短工期2个月，综合成本降低了20％，解决了周边居民对施工产生噪音、振动的要求和现场环境条件对大型机具限制，体现了安全、经济、环保节能的显著效益。
以上只是对本发明作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。