試論基礎(chǔ)托換施工技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用

摘 要：本文結(jié)合某工程實(shí)例，分析基礎(chǔ)托換施工技術(shù)要建筑工程中的運(yùn)用要點(diǎn)，以供同行參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑工程；基礎(chǔ)托換；地下加層；施工工法

一 引言

在城市規(guī)劃、改造、拆建過程中，對于具有移位價(jià)值和條件的建筑物及保護(hù)性建筑物等，在進(jìn)行可行性論證時(shí)，考慮性價(jià)比及時(shí)間要求，應(yīng)優(yōu)先采用整體移位保護(hù)方案，建筑物移位技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用率也大為增加。為達(dá)到移位的目的，就必須通過基礎(chǔ)托換使其轉(zhuǎn)化為一個(gè)可動的且上部穩(wěn)定的體系。常見的建筑物的類型按結(jié)構(gòu)形式可劃分為：土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、框架、框剪結(jié)構(gòu)等，不同結(jié)構(gòu)類型的建筑物的平移，其基礎(chǔ)托換技術(shù)也不相同。基礎(chǔ)托換就是將原來直接的、固定的豎向傳力體系從某一個(gè)位置斷開，重新銜接一個(gè)可動的傳力系統(tǒng)具體的做法有很多種，斷開位置的選擇、傳力體系的置換形式都有多種選擇。在確定移位工程設(shè)計(jì)和施工方案前，應(yīng)收集地質(zhì)勘察資料、設(shè)計(jì)圖、竣工圖、使用情況與環(huán)境條件等相關(guān)資料，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，對所經(jīng)移位路線和新基礎(chǔ)場地應(yīng)進(jìn)行巖土工程勘察，對建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測和可靠性鑒定。

二 工程實(shí)例

該工程總占地面積約4500m2。共有結(jié)構(gòu)獨(dú)立柱24個(gè)，原柱混凝土強(qiáng)度等級僅為140號，相當(dāng)于現(xiàn)在的C15，結(jié)構(gòu)頂距基底高達(dá)21m，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定因素差，施工風(fēng)險(xiǎn)很大。采用本工法，共施工挖孔樁48個(gè)，承臺梁136.5m，加固柱24個(gè)，用無振動法破除柱基24個(gè)，地下室挖土分三段，成功地應(yīng)用了“分段土方開挖和底板結(jié)構(gòu)鎖定框架”的方案。

三 特點(diǎn)及適用范圍

在城市建設(shè)中，有越來越多的建筑或古建文物需增加建筑面積及建筑功能。當(dāng)原結(jié)構(gòu)獨(dú)立柱基礎(chǔ)埋深較淺時(shí)，采取基礎(chǔ)托換技術(shù)，另外增加1層地下室，是解決上述問題的一個(gè)較好的施工方法。該工法是在保留原建筑地上造型的情況下，向地下加層，技術(shù)難度較大，工期較長。適用于獨(dú)立柱基埋深較淺，欲擴(kuò)建增添地下室又要求上部建筑造型不變動的工程。

四 施工工藝原理

采用兩樁抬一柱的方案，在柱兩側(cè)做人工挖孔樁，在樁頂做承臺梁，將原結(jié)構(gòu)柱包于梁內(nèi)，使之與梁成為一體，讓上部荷載通過承臺梁部分傳于筏基，部分傳于樁。

做人工挖孔樁和承臺梁后，使樁、柱、梁成為一體，上部荷載先通過梁傳于樁。接著挖土做地下室筏基底板，完成后則上部荷載部分傳給樁，大部分傳給筏基，屆時(shí)托換工作全部完成，然后再進(jìn)行地下室施工。此時(shí)樁的下半部分仍為樁，上半部分為柱。

五 施工流程及要點(diǎn)

（1） 施工挖孔樁

1.由于地下室為筏基，挖孔樁通過地基梁與筏板相連，所以在樁身對應(yīng)于地梁部位先預(yù)埋鋼板箍，待地下室底板施工時(shí)與底板梁連接。2.由于施工后期人工挖孔樁的上半部分將成為地下室的框架柱，所以在上部樁護(hù)壁與樁混凝土間要設(shè)隔離層，以便裝修時(shí)剔除護(hù)壁。3.樁的位置離柱越近越好。在挖樁過程中可能會遇到原柱基放大腳，需把伸進(jìn)樁內(nèi)部分的放大腳無振動破除，采用旋轉(zhuǎn)沖擊鉆連續(xù)鉆孔破除法解決這一難題。

（2）施工承臺梁

1.根據(jù)不同柱基標(biāo)高采用不同的承臺梁做法

1）當(dāng)柱基標(biāo)高在承臺梁底面以下時(shí)，保留承臺梁與柱交點(diǎn)處的原柱混凝土。2）當(dāng)柱基標(biāo)高在承臺梁底面以上時(shí)，采用高承臺梁做法:先做1道高承臺梁，待柱基切除以后，做主承臺梁，最后把高承臺梁切除。此時(shí)原柱與主承臺梁節(jié)點(diǎn)處為新澆混凝土。

2.承臺梁主筋穿柱身做法

由于原柱混凝土強(qiáng)度較低，且時(shí)間較久，承臺梁主筋穿柱身時(shí)要隨鉆隨錨，即穿1個(gè)孔錨1根鋼筋，待錨固膠強(qiáng)度達(dá)到100%后再穿另1根鋼筋，以避免因節(jié)點(diǎn)混凝土鉆孔太多形成斷柱，造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。鉆孔時(shí)要搭設(shè)水平鉆孔架，使沖擊鉆保持水平推進(jìn)。化學(xué)錨筋時(shí)，先用吹風(fēng)機(jī)清孔，穿入鋼筋后用真空注膠法注膠，即兩端封嚴(yán)，一端注膠，另一端向外抽空氣。

（3）原結(jié)構(gòu)柱加固

為了使原柱的承載能力提高及使柱、梁、樁等構(gòu)件更好的結(jié)合成一體，需對原結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行加固。即以原來混凝土面為基礎(chǔ)，沿其周圈再外包1層鋼筋混凝土環(huán)。

1）在新舊混凝土交界面處涂刷1層YJ2302混凝土界面劑，并拉毛，以保證新舊混凝土交界面粘接牢固。2）在柱根部加抗剪斜筋，上部加抗剪水平筋，以防止結(jié)構(gòu)受力較大時(shí)新舊混凝土界面可能由于剪力增大而拉裂剝離。3）鉆斜筋孔時(shí)，用鉆孔導(dǎo)向支架來引導(dǎo)鉆孔施工，以保證鉆孔的傾角。

（4）土方開挖與結(jié)構(gòu)底板施工

開挖期間，建筑物的荷載由原來的獨(dú)立柱基承受轉(zhuǎn)換為承托梁及樁承受。1）土方開挖必須等承托梁及樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)100%才可以進(jìn)行。為加快進(jìn)度，可以在混凝土中加早強(qiáng)劑。2）開挖分兩步，先挖一半深度，待受力傳遞穩(wěn)定后再挖另一半。開挖時(shí)樁的兩側(cè)要同時(shí)平衡開挖以避免結(jié)構(gòu)樁受不平衡的側(cè)壓力。樁附近2m范圍內(nèi)要用人工挖，以避免對樁的過大撓動。

（5）無振動分離靜爆法破除原柱基混凝土

土方開挖完成后，原柱基失去作用，可以破除。為了避免破除時(shí)振動過大對結(jié)構(gòu)造成影響，采用無振動分離靜爆法破除。要點(diǎn):用水鉆法斷開柱基與承臺梁連接及柱基與挖孔樁的連接，然后用沖擊鉆在柱基鉆孔，填充高效膨脹劑，靜態(tài)爆破拆除柱基。

（6）地下室加層施工

除底板梁與樁節(jié)點(diǎn)外，其余均同常規(guī)施工工藝。要點(diǎn):底板梁與樁節(jié)點(diǎn)處施工比較重要，上部荷載傳給筏基即通過該處。

六 主要設(shè)備

（1）水鉆 大口徑型號，切除混凝土?xí)r使用。（2）干鉆 化學(xué)栽筋(根據(jù)不同直徑選用不同鉆頭)及靜爆放藥鉆孔時(shí)使用。（3）挖土機(jī)2臺，以利于柱兩側(cè)同時(shí)開挖。（4）電焊機(jī)等其它。

七 質(zhì)量要求

（1）柱偏移不得超過5mm，否則進(jìn)行加固處理。

（2）沉降不得超過3mm，否則進(jìn)行加固處理。

（3）所使用YJ2302混凝土界面劑及化學(xué)錨固膠泥必須有出廠合格證及試驗(yàn)報(bào)告，符合質(zhì)量要求。

（4）其它均要符合常規(guī)施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

八 施工監(jiān)測

基礎(chǔ)托換過程是個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)力轉(zhuǎn)移傳遞過程，它要求在傳遞過程中結(jié)構(gòu)不能發(fā)生變形。施工過程中必須對結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，每柱至少布一點(diǎn)觀測沉降值，每柱做1個(gè)3m高的標(biāo)尺，用以監(jiān)測柱的傾斜。每日觀測1次沉降與傾斜值，挖樁及挖土期間24h隨時(shí)觀測，做到信息化施工。

九 效益與結(jié)果分析

可以在不拆除原建筑的情況下另加一層地下室，省去上部建筑拆除、重建費(fèi)用;并保留原建筑面貌。施工過程中，隨時(shí)監(jiān)測，保證了施工安全。改建后新增面積8527m2，使用功能和效果達(dá)到了原定的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓晶晶，劉小煥，姚月云，王成橋.基礎(chǔ)托換在既有建筑物加固工程中的應(yīng)用技術(shù)[J].四川建筑，2010，(05).

[2] 佟名.基礎(chǔ)托換糾偏技術(shù)在某基礎(chǔ)改造工程中的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2010，(11).