1、加固改造工程中的 壓入樁托換技術壓入樁托換是地基處理的 一項實用技術,多年來已成功地托換加固了 許多建筑物.近年又用于房屋增層改造中的 地基基礎補強、樁基礎補樁、大 型設備基礎傾斜頂升糾偏、高層建筑基坑開挖時相鄰建筑物及邊坡支護、橋墩橋臺加固改造等工程中.第1章 用于房屋增層地基基礎加固補強現(xiàn)有房屋增層改造中如基礎過窄,或經測試檢查,原基礎無潛力可挖,增層所加的 荷載基礎無法承擔時,可采用壓入樁托換方法,在需補強的 基礎下以托換樁支承增加的 結構荷載.呼和浩特市回民區(qū)衛(wèi)生防疫站辦公樓是70年代建造的 2層磚混結構辦公樓,毛石砌筑的 條形基礎,磚、砂漿的 標號均很低,砌筑質量不好.基礎寬度 僅0

2、.8l.0米,埋深1.5米.持力層為可塑狀素填土和粉質粘土,基礎底面下1.0l.5米為飽和軟可塑狀態(tài)的 粉土層,深4米處才見粗礫砂層.天然地基承載力僅100kPa,已屬于亟待加固的 危房.故決定將原辦公樓經過抗震加固后,從兩層接高到四層.除對墻體做混凝土鋼絲網片加固外,重點用壓入樁技術進行地基基礎補強.1.計算1505鋼管樁的 單樁承載力,再根據增層各基礎部位上增加的 結構荷載布樁.2.畫出托換樁平面布置圖、樁細部加工及大 樣.按平面圖所標的 施工順序號間跳式開挖導坑,壓樁托換.每根樁均要壓到室內地面下45米進入粗砂硬層,壓樁力達到或超過設計單樁承載力的 1.5倍.然后交錯撤出千斤頂,向樁管內

3、灌C20素混凝土,塞鋼管短節(jié),與基礎緊固成一體.有基礎梁的 部位,在梁下壓樁托換;無基礎梁的 墻體,用工字鋼對墻底皮磚加固后再壓樁托換.第2章 用于樁基礎補樁樁基礎施工中,由于增加結構荷載或設計計算遺漏荷載,灌注樁施工中出現(xiàn)縮徑、斷樁或殘留土厚度 大 等缺陷,將導致建筑物竣工后由上述原因造成房屋不均勻沉降、墻體開裂.如采用壓入樁進行補樁,補足設計要求的 承載能力,可以使施工中的 房屋補樁后繼續(xù)施工,竣工交付使用的 房屋補樁后確保結構安全.包頭市回民中學教學樓為4層(中間局部5層)磚混結構樓房,建筑面積4000米2,1986年冬開始施工,1987年建成使用.因地基土有濕陷性,設計了 鉆孔灌注樁基

4、礎,樁長56米,要求樁端落在非濕陷的 中粗砂層上.由于樁成孔時殘留土未妥善處理及施工、使用中管道漏水,造成基礎不均勻沉陷,墻體多處發(fā)生裂縫,部分門窗變形,玻璃被壓碎,無法進行正常教學.對此采用壓入樁托換基礎加固方案 ,在原鉆孔灌注樁承臺梁底下壓入126根56米、200米米200米米的 鋼筋混凝土預制樁,恢復了 教學樓的 使用功能.托換加固利用學校暑假,工期僅60d,資金12.8萬元.施工程序及壓樁方法與上述增層基礎補強基本相似.但由于使用混凝土預制樁,增加了 樁的 預制和接樁工序,設計樁的 制做配筋圖.每根托換樁的 最下一節(jié)預制長度 l.5米,下端預制成60.角.中間各節(jié)長度 為0.40.6米

5、,以預埋鐵件焊接和預留孔預留插筋相裝配,端面抹高標號水泥漿接樁.第3章 用于商層建筑基坑開挖相鄰建筑物及邊坡支護隨著高層建筑的 崛起,深基坑開挖時相鄰建筑物的 穩(wěn)定與邊坡支護成了 重要的 科研課題,特別是地下水位線以下開挖,降水漏斗范圍的 舊建筑物更容易開裂破壞.基坑開挖前將相鄰建筑物可能受到影響的 基礎部位,根據荷載的 大 小 布樁托換,把荷載通過壓入樁傳遞到新基礎下一定錨固深度 的 持力土層上,這是一種簡單省錢的 處理方法.建設銀行內蒙古分行新建辦公大 樓,地上14層,高61.5米,框架剪力墻結構,箱形基礎,地下室埋深5.35米,建成后與舊6層辦公樓連成一體.舊樓為混凝土交梁基礎,埋深僅2

6、米,新舊樓基礎不僅沒有距離,且新基礎底面低于舊基礎底面3米多,新基礎大 放腳還要深入舊基礎邊線內0.5米.經方案 比較決定采用壓入樁基礎托換方案 .在靠近新樓的 舊建筑物山墻和縱橫墻基礎底下壓了 60根2197底開口無縫鋼管樁(圖9-5-4).因為舊基礎底面下1.52.0米粘性土以下就是粗礫砂層,為保證樁的 壓入長度 和足夠的 單樁承載力,施工壓開口鋼管,用短鉆桿帶小 勺鉆頭伸入樁管內掏土掏砂,用邊壓入鋼管邊掏砂的 辦法將鋼管樁壓入新基礎下34米錨固深度 .每根壓入樁的 最后壓入阻力均超過設計單樁承載力的 2倍,滿足結構安全要求.費用僅6萬元,20余天就完成了 任務,完工后使用多年新舊樓均無不

7、均勻沉降痕跡.第4章 用于大 型設備基礎糾偏頂升復位大 型設備基礎發(fā)生下沉和傾斜,一般都由地基土不均勻沉降所致.在地基基礎施工中,往往注意墻樁基礎而忽視設備基礎.當設備下地基土中有淤泥泥炭透鏡體、濕陷土、松填土、空洞未發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)后未認真處理,基礎易發(fā)生過大 的 沉降和傾斜.特別是機械設備投入運轉后,地基土受振壓密或管道漏水.浸泡濕陷,更容易造成設備基礎下沉破壞.處理時如果采用拆-除重新加固地基再做基礎的 作法花費太大 .使用壓入樁技術進行托換頂升糾偏加固的 方法是,在設備基礎底下用千斤頂把預制的 涂有防銹漆的 鋼管樁或混凝土樁逐根壓到軟弱層下硬持力土層,將設備荷載及基礎自重傳遞下去,靠樁的 附

8、加支撐把下沉傾斜的 設備基礎頂升扶正.托換樁可在基礎下沉多的 一側多布置,在下沉少的 地方少布置,以調節(jié)各部分地基承載不均衡情況,消除或減少差異沉降.如果基礎和設備荷載過大 ,還可利用多臺大 千斤頂配合托換頂升.豐鎮(zhèn)電廠是國家“七五”,和“八五”,期間重點能源建設項目,翻車機室和牽車平臺建于1988年,基礎落在填方整平的 地面上.采用機械開挖推平碾壓,最大 開挖深度 12米,機房及設備基礎全部落在厚薄不均未碾壓密實的 填土上.施工時發(fā)現(xiàn)翻車機房東西附跨下沉.施工單位采用人工挖孔灌注樁加抬梁的 辦法處理,因樁短未進入原土層,反而增加了 負擔.建筑物落成,設備安裝未投入運行時又遇管道漏水,東西附跨

9、與主機房之間被拉裂,附跨發(fā)生傾斜;平臺及基礎下沉,中間向下?lián)锨?一個角基礎向下傾斜,最大 沉降量達20厘米.經工程處理投標,選用壓入樁托換頂升加固方案 ,使用2197無縫鋼管作樁,壓人319根,最大 壓樁深度 13米,樁端進入堅硬粘性土層,壓樁力達230250kN.為保證設備正常運行,在托換的 基礎上,對基礎傾斜和撓曲進行頂升糾偏.方法是先逐根壓樁至深度 和壓樁力均滿足要求后,不撤千斤頂,在基礎下沉大 的 部位加多臺500kN2000kN千斤頂(墊枕木或鋼板)輔助托換樁上的 千斤頂反復頂升,宣至基礎偏差調整到滿足設計要求,再從基礎下交錯撤出千斤頂,塞鋼管短節(jié)墊鋼板塊,旋緊防回彈大 螺栓,支模澆

10、C20混凝土,把托換樁和基礎緊固成一體.第5章 用于加固改造橋墩、橋臺橋梁建造后若干年,由于無法滿足日益增長的 交通流量、橋面荷載、抗震及防洪要求,或由于某些原因橋墩橋臺下沉開裂破壞,需改造維修加固.其中基礎工程部分成為設計施工中不好解決的 難題.使用壓入樁托換或樁墩綜合托換技術可做到既保證橋的 結構安全,又不中斷交通. 具體作法是先把橋墩橋臺逐個托換加固,或先壓樁托換,后筑混凝土墩,換掉腐蝕的 橋墩橋臺或腐蝕部分,擴大 橋墩橋臺支承面積或加大 基礎埋深,降低橋下河底標高,增加橋下過水斷面.包頭市紅星橋位于包頭市東河區(qū),鋼筋混凝土結構,建于60年代,是市區(qū)街道過河橋.為增加暴雨過后的 泄流量,

11、紅星橋上下游河底均需加深加寬.改造前的 紅星橋,泄洪過水斷面不夠,必須按照防洪規(guī)劃設計要求,將河底加深.新設計河底標高比原河底低1米,離原基礎底僅0.67米(圖9-5-2),危及橋的 穩(wěn)定和結構安全.采用壓入樁技術,在橋墩橋臺底下壓樁托換,加深橋墩橋臺基礎.為保證安全,不中斷路面交通,采用半幅封閉施工、半幅車輛人流通行交替作業(yè)方案 .先將半幅施工的 橋面下的 橋墩橋臺分割成條塊,間跳式開挖、壓樁托換、支模、澆注混凝土.完成半幅施工之后開放,讓車輛人流通行,再將令半幅橋封閉,用同樣的 方法施工,最后加固整修橋面和欄桿,完成改造加固任務.至今基礎、橋墩、橋臺及橋面結構完好.目前壓入托換技術,已從小 規(guī)模房屋局部排險托換加固,發(fā)展到大 口徑鋼管樁、大 噸位千斤頂整個房屋、大 型設備基礎補救性