浅析如何对既有建筑物进行基础加固

浅析如何对既有建筑物进行基础加固

叶华锋

关键词：加固建筑基础

0引言

随着建筑业和现代科学技术的迅猛发展，人们对建筑物健康诊断和加固改造的认识逐渐加深，尤其近几十年来，既有建筑加固改造发展非常迅速，已发展成为一门新兴学科，既有建筑加固的意义在于：①建造建筑物需要大量的材料，消耗大量的资源，其中许多资源是不可再生的。最大限度延长建筑物的有效使用寿命，是维持既有建筑物正常使用、保护人民生命财产安全的需要，符合可持续发展战略，具有社会经济意义；②既有建筑的加固改造可以减少城市建筑垃圾丢弃，延长材料的使用寿命以保护自然资源和生态环境，具有生态学意义；③维修和加固改造具有历史文化意义的建筑物，可以记忆历史、传承人类文明，促进旅游等文化事业发展，具有文化意义。目前主要加固方法有：

1注浆加固基础法

基础补强注浆适用于基础有裂缝时的加固。浆液一般可用水泥浆，水灰比可采用0.5～0.6，也可采用环氧树脂等浆材。设计施工方法：先在基础裂缝处钻孔，对单独基础每边不少于2孔，对条形基础可沿基础纵向每1.5～2.0m布置钻孔，并不少于2排。注浆管直径约25mm，与水平面的倾角不小于30度，以利流动。钻孔直径约28mm并较注浆管大2～3mm。孔距0.5～1.0m，注浆压力可取0.1～0.3MPa，影响半径约0.3～0.6m。一般压力越大，注浆的有效半径越大。

2扩大基础底面积法

当地基或基础底面积不足时，可用混凝土套或扩大基底面积。当基底荷载偏心时则采用不对称套，中心荷载则用对称套。灌注混凝土前应将原基础涂上混凝土界面剂或凿毛洗净后铺一层相同强度等级的水泥浆，以增强新老混凝土的粘结。对加宽部分的地基应铺设垫层，材料与厚度与已有部分的垫层相同。素混凝土套的台阶高宽比应符合地基基础规范的要求。沿高度方向应设置锚固筋以加强老部分连接和抗剪。钢筋混凝土套亦须在新旧混凝土间设锚筋、锚栓或灌环氧。条形基础加宽时可沿纵向分段进行，分段长度为1.5～2m。扩大的宽度部分底面应不低于原有基底。

3坑式托换法

当需加深基础时，最简单易行的为坑式托换。它不需专门施工机具，一般用于地下水位较深与浅层有较好土层的场合，否则需采取降水措施。设计施工要点：先在室外贴近基础处分批、分段间隔开挖长约1.2m，宽0.9m，深度比已有基础底面深1.5m的施工竖坑，供工人及运土，竖坑壁必要时应加支护。在竖坑中间已有基础底面下横向开挖基坑，基坑深度达到设计深度，宽度一般与原基础相同。然后浇混凝土并在距原基底8cm处停止浇注，养护一天，再用有速凝剂与膨胀剂的早强干水泥浆填入空隙并捣实。

4坑式静压桩托换法

坑式静压桩托换是以原基础底面为反力座，用千斤顶将静压桩压入深层土中进行托换。适用条件：淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土与人工填土等触探比贯入阻力小于8MPa且地下水位低于预期坑底的场合。当有厚度大于2m的中密以上砂夹层时不宜采用。桩身要求：桩径一般采用150～300mm的开口钢管或边长为150～250mm的钢筋混凝土方桩，每节桩长由基础下坑的净高与千斤顶的行程确定。桩的接头需焊接并保证不低于非接头部分的抗弯和抗剪能力。每节桩长一般为1.2～1.5m。桩的平面布置应设在结构受力点下。单桩承载力标准值按现行地基基础规范估算。施工工艺：①在墙基或柱基侧面向下挖面积为1.2m×0.9m的导坑，深于1.5m并支护；横向挖向基底，挖成面积0.8×0.5m的基坑。坑位应避开门窗下基础薄弱部位。②压桩时先在基坑内放入第一节桩，在桩顶上安装千斤顶及测力器后压桩。每压入一节桩后再接上另一节，并进行接头的连接。当原基础的承载力不足以充当千斤顶的反力架时，应加设钢梁或钢筋混凝土梁，以确保施工安全。③经交替顶进与接长后，直至到达设计深度。倘承载力未到达1.5倍桩的工作荷载，尚应继续压入。④施工中随时校正桩的垂直度，记录压桩力与相应沉降。⑤到达设计深度后，拆除千斤顶。⑥对钢桩，如工程要求，在钢管内浇C20微膨胀早强混凝土，用C30微膨胀早强混凝土将桩与基础浇成整体。⑦为消除拆除千斤顶后桩身卸载回弹，在建筑物荷载传到桩上后再沉降，再拆除千斤顶前先在钢垫板上安装二个同吨位的预压用的千斤顶，施加1.5倍设计荷载，稳定后撤出桩顶千斤顶，代之以工字钢，用钢楔打紧此时两侧千斤顶同步卸载至零，而后取出两台千斤顶，对钢管的上下两端周边进行电焊，再浇注混凝土。

5树根桩法

树根桩(RootPiles)是由水泥(砂)浆体或细石混凝土与内置钢筋(笼)所形成的垂直或倾斜的小直径的钢筋混凝土桩体，多条桩形如树根，故取名树根桩。树根桩具有以下优点：①施工所需场地小，操作灵活：②施工时振动小，不会对既有建筑物的稳定和土层液化带来危害；③适合于淤泥、填土、砂层、岩层等各种土层。所以广泛应用于既有建筑物增层改造和纠偏时的地基加固、地下构筑物的穿越和边坡上建筑物的整体稳定处理。树根桩施工工艺为：成孔——清孔——放钢筋(笼)——填料——注浆——拨管——填充碎石并补浆。其中：成孔时根据设计桩径、倾斜角度钻孔，用泥浆或套管护壁；桩内钢筋根据设计要求采用钢筋笼或钢筋，如为钢筋笼时，宜整根吊放，并绑上注浆管，如为钢筋时，可直接和注浆管一起放入；可先填入粗骨料后注浆，也可直接灌入细石混凝土或水泥砂浆。注浆时浆液应自孔底往上注，注浆材料一般采用水泥浆，可采用一次注浆或二次注浆。采用一次注浆时最大压力不应低于1.5MPa，采用三次注浆时第二次应在首次注的浆液初凝后方可进行，第二次注浆压力宜为2～4MPa；注浆时应采用间隔或间歇施工，或掺加速凝剂，以防止出现相邻桩冒浆和串孔现象，同时保证桩不缩径；拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆。除按上述方法施工外，还可根据实际用途与土层情况及现场条件对施工顺序进行调整，如用(Φ48mm钢管代替钢筋(笼)；直接灌入细石混凝土；先注入纯水泥浆，后插入钢管；等等。不管采用何种方法施工，都必须采取可靠的措施保证树根桩的强度和不弯曲。

总之，基础与地基的加固工程属于现有结构的地下加固工程，其难度、造价、施工持续时间等往往比新建筑物更多更大，此外还可能涉及停产或居民动迁等问题。因此在加固时宜尽可能考虑周详，根据结构特点、土质情况选择合理的加固方案。

参考文献：

[1]朱奎.刚－柔性桩复合地基在加层建筑地基加固的应用.地下空间.2005.(1).

[2]郑俊杰.地基处理技术.武汉:华中科技大学出版社.2006.