既有建筑地基基礎(chǔ)的加固研究
2012-02-22 來源：中國鳴網(wǎng)
建筑物的健康診斷和加固改造技術(shù)，是自人類有建筑史以來就出現(xiàn)的古老、傳統(tǒng)、專業(yè)性強(qiáng)的技術(shù)。隨著建筑業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對建筑物健康診斷和加固改造的認(rèn)識逐漸加深。建筑物結(jié)構(gòu)加固包括兩個方面：一是對已受損結(jié)構(gòu)的加固，使其恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)的抗力或超過原有結(jié)構(gòu)的抗力；另一個是對完好結(jié)構(gòu)的加固，使其提高結(jié)構(gòu)抗力。以下主要探討了既有建筑地基基礎(chǔ)的加固策略。
1、既有建筑地基基礎(chǔ)的加固策略
一般的，建筑物基礎(chǔ)加固時應(yīng)按以下程序進(jìn)行：第一步，查明建筑物破壞的原因。第二步，經(jīng)選擇、優(yōu)化后確定建筑物基礎(chǔ)加固方案。第三步，確定建筑物基礎(chǔ)加固施工的技術(shù)措施與應(yīng)變方案。第四步，進(jìn)行地基加固或基礎(chǔ)托換。第五步，進(jìn)行基礎(chǔ)與承臺加固及二者的連接。第六步，糾偏，結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)。從第四至六步也可根據(jù)實際方案進(jìn)行調(diào)整，可減少或合并某些步驟。具體的加固方法可以總結(jié)為如下幾點。
1.1錨桿靜壓樁托換法
錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁兩項技術(shù)巧妙結(jié)合而形成的一種樁基施工新工藝。加固機(jī)理類似于打入樁，受力直接。錨桿靜壓樁托換不需要在基礎(chǔ)下挖坑，只在基礎(chǔ)上打孔設(shè)上錨桿，作為千斤頂?shù)姆戳埽碓诨A(chǔ)上打樁孔，通過樁孔向地基中壓樁。
施工工藝如下：（1）先在原基礎(chǔ)頂面標(biāo)出壓樁孔與錨桿孔位置，人工或電鉆成孔。壓樁孔應(yīng)下大上小，以利基礎(chǔ)承受樁的沖切；（2）向錨桿孔中插入錨桿，與基礎(chǔ)錨固，安裝錨桿靜壓反力架；（3）向壓樁孔中插入第一節(jié)樁，放上千斤頂，用千斤頂將樁壓入土中。再壓第二節(jié)樁，如此連續(xù)作業(yè)；（4）當(dāng)達(dá)到設(shè)計要求的深度與壓樁力（設(shè)計荷載的1.5倍），拆去千斤頂與反力架；必要時可在原基礎(chǔ)上增設(shè)基礎(chǔ)梁；（5）當(dāng)需要防止樁在卸載后回彈，可參照坑式靜壓樁加預(yù)應(yīng)力的方式，令樁在不卸載條件下封樁并與基礎(chǔ)連成一體。
1.2樹根樁法
樹根樁是一種小直徑鉆孔灌注樁。通常采用鋼管導(dǎo)向沖擊成孔，亦可直接采用回轉(zhuǎn)成孔，成孔直徑100~250mm，根據(jù)成孔直徑的大小，可放入一根鋼筋或多根鋼筋，也可采用鋼管，成孔后，將配制好的砼灌入孔內(nèi)，最后成樁。由于樹根樁可以任意角度傾斜，形態(tài)似樹根故而得名。它的突出優(yōu)點是能夠最大限度地保持結(jié)構(gòu)物與地基之間原有的平衡狀態(tài)，保證在加固地基的同時，又不破壞地基土對結(jié)構(gòu)物的支撐作用。樹根樁的三維結(jié)構(gòu)增加了地基的剛度，可使基礎(chǔ)的沉降大大降低。樹根樁施工時所需場地小，操作靈活，無振動，不需要笨重的設(shè)備，不影響建筑物的正常使用。因而在地基加固領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的發(fā)展前途。
樹根樁的設(shè)計策略如下：（1）樁徑宜為150～300mm，樁長不宜超過30m，樁的布置可采用直樁型或網(wǎng)狀斜樁型；（2）樹根樁的單樁豎向承載力可通過單樁載荷試驗確定，也可按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》有關(guān)規(guī)定估算，尚應(yīng)考慮既有建筑的地基變形條件的限制和樁身材料的要求；對軟弱地基，主要承受豎向荷載時鋼筋長度不應(yīng)小于1/2樁長，主要承受水平荷載時應(yīng)全長配筋；（3）樹根樁設(shè)計時，尚應(yīng)對既有建筑的基礎(chǔ)進(jìn)行有關(guān)承載力的驗算。當(dāng)不滿足上述要求時，應(yīng)先對原基礎(chǔ)進(jìn)行加固或增設(shè)新的承臺。
1.3復(fù)合注漿法
復(fù)合注漿是將靜壓注漿和高壓旋噴注漿結(jié)合，發(fā)揮兩種注漿技術(shù)優(yōu)勢的一種新型注漿技術(shù)。實際工程中是先采用高壓旋噴注漿成樁柱體，再采用靜壓注漿增強(qiáng)旋噴效果，擴(kuò)散加固漿液，防止固結(jié)收縮，消除注漿盲區(qū)。將復(fù)合注漿方法應(yīng)用于地基和樁基礎(chǔ)加固中，能充分發(fā)揮靜壓注漿和高壓旋噴注漿這兩種注漿加固方法各自的優(yōu)點，克服各自的缺點，從而達(dá)到最大的適用地層范圍和最佳的加固效果，保證加固的成功率和安全性。
建筑物沉降或沉降差超過有關(guān)規(guī)定，建筑物出現(xiàn)裂縫、傾斜，影響正常使用，甚至危及建筑物安全，需采用復(fù)合注漿加固地基；既有建筑物需要加層改造或建筑物用途改變、增加荷載，原地基承載力和變形不能滿足要求，需采用復(fù)合注漿提高地基的承載力；在既有建筑物地基或相鄰地基中修建地下工程，或鄰近深基坑開挖等，采用復(fù)合注漿加固地基，防止建筑物受周邊影響。
復(fù)合注漿的施工工藝：（1）注漿鉆孔施工。對樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進(jìn)行加固時，先采用地質(zhì)鉆機(jī)在樁中進(jìn)行鉆孔抽芯或在樁側(cè)進(jìn)行鉆孔，對樁身缺陷加固時需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1m左右，對樁底持力層缺陷加固時需根據(jù)設(shè)計樁底持力層要求從樁中或樁側(cè)鉆孔抽芯至完整持力層以下3m左右。鉆孔孔徑一般開孔為110mm或101mm，終孔直徑為101mm或91mm，鉆孔垂直度保證小于1%。（2）建立孔口注漿裝置。注漿鉆孔施工完成以后，在注漿孔口建立注漿裝置?？卓谧{裝置采用預(yù)埋設(shè)的方式固定在樁頂注漿孔口，采用水泥漿將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。（3）采用高壓旋噴方式噴射清水進(jìn)行沖洗擴(kuò)孔。（4）采用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行注漿。按要求進(jìn)行清水噴射洗孔和擴(kuò)孔后，再采用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后，從下而上進(jìn)行旋噴注漿，旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。（5）采用靜壓注漿方式進(jìn)行注漿。高壓旋噴注漿結(jié)束后，利用孔口注漿裝置封住孔口進(jìn)行靜壓注漿。靜壓注漿開始時采用較稀的漿液和較低的注漿壓力，隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力，直至設(shè)計注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終凝前需進(jìn)行2~3次灌注。靜壓注漿可以采用單液也可采用雙液注漿。（6）封孔。靜壓注漿結(jié)束后，若注漿孔口冒漿，需對孔口進(jìn)行封閉處理，防止?jié){液流出；若注漿結(jié)束后孔內(nèi)漿液有流失，需補(bǔ)灌漿液到注漿孔內(nèi)漿液飽滿為止。
2、結(jié)語
需要進(jìn)行加固改造的既有建筑范圍很廣、數(shù)量很多、工程量很大、投資額很高，因而，既有建筑物加固改造在我國建筑業(yè)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要作用，其維修、加固和改造是完善和提高建筑物使用功能的重要基礎(chǔ)工作，建筑地基基礎(chǔ)加固可以最大限度延長建筑物的有效使用壽命，是維持既有建筑物正常使用、符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，具有社會經(jīng)濟(jì)意義。
為了進(jìn)一步提高既有建筑糾偏和地基基礎(chǔ)加固的技術(shù)水平，更好地應(yīng)用于工程實踐，研制和開發(fā)適用于既有建筑糾偏和地基基礎(chǔ)加固的小型檢測設(shè)備和施工機(jī)具，在既有建筑地基加固技術(shù)應(yīng)用上加大力度，通過工程實踐不斷總結(jié)經(jīng)驗；從經(jīng)濟(jì)效益、社會效益等方面完善加固工程的綜合性評估。
