錨桿靜壓樁設計

設計前必須對擬加固的工程進行調研，其內容除需查明工程事故發生的原因外，尚需對其沉降、傾斜、開裂、上部結構、地基基礎、地下管網及障礙物、周圍環境等情況作周密的調查了解，同時還需了解托換工程或糾傾工程地基基礎設計所必須的其他資料。

設計應包括的內容為∶確定單樁垂直容許承載力、樁斷而及樁數設計、樁位布置設計、樁身強度及樁段構造設計、錨桿構造與設計、下臥層強度及樁基沉降驗算、承臺厚度驗算等。若是糾傾加固工程尚需進行糾傾設計。

一、單樁垂直允許承載力的確定

單樁垂直允許承載力一般可由現場樁的荷載試驗確定，當現場缺乏試驗條件，也可根據靜力觸探資料確定，或按照當地規程規范提供的指標進行計算確定。

二、樁斷而及樁數

樁斷面根據上部荷載、地質條件、壓樁設備加以初選，一般的斷面為 200× 200mm、250×250mm、300×300mam、350×350mrm.初步選定斷面尺寸后就可按上一小節確定單樁垂直承載力。大量試驗表明帶樁承臺的單樁承載力比不帶承臺的單樁承載力要大得多，樁土共同工作是客觀存在的事實，故計算樁數時可以考慮樁土共同工作，樁土共同工作是一個比較復雜的問題，與諸多可變因素有關，為了既合理又方便地考虐樁土共同工作，對于既有建筑地基基礎托換加固設計中一般建議取3∶7.即 30%荷載由土承受，70%荷載由樁承受，也可采用按地基承載力大小及地基承載力利用程度相應選取樁土分擔比，使之更為合理。若是在加層托換加固設計中，既有建筑荷載壓強小于地基允許承載力，并建筑物沉降已趨穩·定時，可考慮既有建筑的荷載由土承受，加層部分荷載由樁來承受。由樁承受的荷載值除以單樁垂直允許承載力就為樁數，若確定的樁數過多，使樁距過小，宜在初選斷面基礎上重選大一級斷而，重新計算樁數，直到合理為止。

三、樁位布置

（一）對托換加固工程，通過計算決定托換樁的數量，其樁位孔應盡量靠近受力點兩側布置，使之在剛性角范圍內，以減小基礎的彎矩。對條形基礎可布置在靠近基礎的兩側，見圖4.3-2;獨立柱基可圍著柱子對稱布置.見圖 4.3-3;板基、筏基可布置在靠近荷載大的部位以及基礎邊緣，尤其角部的部位，以適應馬鞍形的基底接觸應力分布。

五、錨桿構造

錨桿直徑可根據壓樁力大小選定，一般當壓樁力小于 400kN 時可采用 M24;壓樁力400）~500kN時采用 M27;再大的壓樁力可采用 M30錨桿。錨桿數量根據壓樁力除以單根錨桿抗拉強度確定。錨桿螺栓按其埋設型式可分預埋和后成孔埋設兩種。對于既有建筑物的地基基礎加固都采用后成孔埋設法，其構造有徽粗錨桿螺栓、焊箍錨桿螺栓等型式，見圖4.3-6，并在孔內采用硫璜膠泥粘結劑粘結施工定位。

錨桿的有效埋設深度，通過現場抗拔試驗和軸對稱問題的有限元計算都表明了錨桿的理設深度10～12d（d為螺栓直徑）便能滿足使用要求.錨桿埋設構造見圖 4.3-7。

錨桿與壓樁孔的間距要求 、錨桿與周圍結構的最小間距以及錨桿或壓樁孔邊緣至基礎承臺邊緣的最小間距，見圖4.3-8。

六、下臥層強度及樁基沉降驗算

大量工程實踐表明，凡采用錨桿靜壓樁進行托換加固的工程，其樁尖進人土質較好的持力層者，被加固的既有建筑的沉降量是比較小的，故一般情況下不需要進行這部分內容的驗算。只有當持力層下不太深處還存在較厚的軟弱土層時才需驗算下臥層強度及樁基沉降驗算。為簡化起見，可忽略前期荷載作用的有利影響而按新建樁基建筑物考慮，其下臥層強度及樁基沉降計算可參照國家行業標準《建筑樁基技術規范》IGI 94—94 中有關條款進行，當驗算強度不能滿足或當樁基沉降計算值超過規范規定的容許值時，則需適當改變原定的方案重新設計。

七、承臺厚度驗算

既有建筑承臺驗算可按現行的《混凝土結構設計規范》驗算帶樁原基礎的抗沖切、抗剪切強度，當不能滿足要求時應設置樁帽梁，樁帽梁通過抗沖切和抗剪切計算確定，樁帽梁主要利用壓樁用的抗拔錨桿，加焊交叉鋼筋并與外露錨桿焊接，然后圍上模板，將樁孔混凝土和樁帽梁混凝土一次澆灌完成，并形成一個整體。見圖4.3-9。

樁頭與基礎承臺連接必須可靠，樁頭伸入承臺的長度，一般為100mm。當壓樁孔較深，在滿足抗沖切要求后，樁頭伸人承臺長度可適當放寬到300～500mm，樁與基礎連接，采用澆筑 C30或 C35的微膨脹早強 混凝 土，樁與基礎連接構造，見圖4.3-9。

八、糾傾設計

既有建筑可由眾多原因造成傾斜，傾斜后會增大沉降多的一側的基底應力。由此加大了基底應力不均勻性，使傾斜會進一步加劇。當傾斜危及或將要危及既有建筑安全使用時，則必須進行糾傾加固。針對工程情況應因地制宜地制定糾傾加固方案。

（一）傾斜率較小的糾傾工程設計

傾斜率較小系指傾斜率超過了規范規定的容許值 4%o，但超過的量不是太大，對于這類.工程的糾傾可視工程實際情況分別按兩種設計方法處理。其一;在沉降多的一側設計止傾樁，樁的數量可按一側的大部分荷載由樁承擔，止傾樁的工程效果不僅可止住該側的繼續沉降，并可采用應力調整法.為自然回傾創造良好的條件，由自然回傾使其達到規范規定的容許傾斜值;其二;在沉降多的一側設計止傾樁，但估計自然回傾達不到規范規定的容許傾斜值，則需在沉降少的一側適量掏土，形成孔穴，增大掏土側土中應力，使地基局部達到塑性變形，造成既有建筑緩慢而又均勻的回傾，從而達到規范規定的容許傾斜值。

（二.）傾斜率較大的糾傾工程設計

這類工程在沉降多的一側首先設計止傾樁，然后在沉降少的一側設計掏土，掏土可采用沖水取土，沖水可在鉆孔中，也可在沉井中進行。由于糾傾量大，為避免矯枉過正，在沉降少的一側也設計少量的保護樁，以達可控的目的。