論建筑工程的基礎托換施工技術

摘要：建筑工程的基礎托換施工技術主要適用于原結構獨立柱基礎埋深較淺，希望保留原建筑形態，欲增加建筑面積和建筑功能的工程。基礎托換施工技術較復雜，筆者通過實際案例重點分析基礎托換技術的施工工藝原理和施工流程及要點。為相關人士提供參考。

關鍵詞：建筑工程；基礎托換；施工技術

0工程概括

某省市某建筑工程的占地面積約4400㎡，結構獨立柱共有二十四個，原柱砼強度等級儀為140號，相當于現在的C15，結構頂距基底高達21m，結構整體穩定因素差，施工風險很大。采用本工法，共施工挖孔樁48個，承臺梁136.5m，加固柱24個，用無振動法破除柱基24個，地下室挖土分三段，成功地應用了“分段土方開挖和底板結構鎖定框架”的方案。

l特點及適用范圍

由于各種各樣的因素，越來越多的建筑或古建筑物需要增加建筑面積或建筑功能。如果原結構獨立柱基礎埋深比較淺，可以采用基礎托換技術，增加一層地下室解決上述問題。

采取基礎托換技術前提是仍然保留原建筑地上的造型，向地下加層，這種技術技術難度系數大，工期長，適用于獨立柱基埋深較淺且要求不改變建筑造型而又想增添地下室的建筑工程。

2施工工藝原理

基礎托換技術方案通常是兩樁抬一柱，在柱兩做人工挖孔樁，存樁頂做承臺粱，將原結構柱包于梁內，使之與梁成為一體讓上部荷載通過承臺粱部分化于筏基，部分傳于樁（圖1）。

圖1基礎托換的傳力原理

人工挖孔樁和承臺梁后，樁、柱、梁成為一體，上部荷載通過梁再傳到樁上。然后再挖土做地下室筏基底板，完成后上部荷載大部分傳給筏基，部分傳給樁，故完成全部托換工作后就可以開始對地下室進行施工，施工時樁的上半部分為柱，下半部分仍然為樁。

3施工流程及要點

3.1施工挖孔樁

（1）樁身對應于地梁部位要預埋鋼板箍，這是因為地下室是筏基，挖孔樁通過地基梁與筏板相連，到地下室底板開始施工時與底板梁連接。

（2）施工后期人工挖孔樁的上半部分變為地下室的框架樁，因此要在上部樁護壁與樁砼間設置隔離層，方便裝修時剔除護壁。隔離層一般采用的材料配比是：水泥：石灰：黃土：粉砂=1：2：4：6。同時，要注意在抹隔離層灰前，要先剔除護壁錯臺部分，然后再按樁徑抹隔離層灰，會面要抹圓壓光。

（3）樁與柱的距離應該越近越好。同時，若在挖樁過程中出現原柱基放大腳，則要把進入樁內部分的放大腳無振動破除，通過旋轉沖擊鉆連續鉆孔破除法解決。

（4）挖樁分兩批且同柱兩側的樁不能同時開挖，避免發生沉降。同時，每天挖樁進深限2m，挖樁時隨時觀測柱的沉降與傾斜，每2d觀察一次孔壁土變化和砼護壁的變化。

3.2施工承臺梁

3.2.1根據不同柱基標高采用不同的承臺梁做法

（1）如果柱基標高在承臺梁底面以下時，承臺梁與柱交點處的原原柁砼則需要保留。同時，結構受瞬間沖擊力時獨立柱容易擊穿承臺梁，為避免這種情況可以在主承臺梁下增設1道附加承臺梁，再兩端嵌入挖孔樁，用雙承臺法強化承托作用（見圖2）。

圖2承臺梁第1種做法

（2）當柱基標高在承臺梁底面以上時，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。此時原柱與主承臺梁節點處為新澆砼（見圖3）。

圖3承臺粱第2種做法

3.2.2承臺梁主筋穿柱身做法

由于原柱砼強度較低，且時間較久，承臺梁主筋穿柱身時要隨鉆隨錨，即穿1個孔錨1根鋼筋，待錨固膠強度達到100%后再穿另1根鋼筋，以避免因節點砼鉆孔太多形成斷柱，造成結構失穩破壞。鉆扎時要搭設水平鉆孔架，使沖擊鉆保持水平推進。化學錨筋時，先用吹風機清孔，穿入鋼筋后用真空注膠法注膠，即兩端封嚴，一端注膠，另一端向外抽空氣。

3.2.3承臺梁支底模

承臺梁施工時，地下室土方尚未開挖，先挖承臺梁基槽，素土夯實壓做1層混合砂漿，上鋪竹編原板做粱底模（見圖4）。

圖4承臺梁支底模

3.3原結構柱加固

為了使原柱的承載能力提高及使柱、梁、樁等構件史好的結合成體，需對原結構柱進行加固。即以原來砼面為基礎，沿其周圈再外包1層鋼筋砼環。

（1）在新舊砼交界面處涂刷1層YJ2302砼界面劑，并拉毛，以保證新舊砼交界面粘接牢固。

（2）在柱根部加抗剪斜筋，上部加抗剪水平筋，以防止結構受力較大時新舊砼界面可能由于剪力增大而拉裂剝離。

（3）鉆斜筋孔時，用鉆孔導向支架來引導鉆孔施工，以保證鉆孔的傾角。

3.4土方開挖與結構底板施工

開挖期間，建筑物的荷載由原來的獨立柱基承受轉換為承托梁及樁承受。

（1）土方開挖必須等承托梁及樁的砼強度達100%才可以進行。

為加快進度，可以在砼中加早強劑。

（2）開挖分兩步，先挖一半深度，待受力傳遞穩定后再挖另一半。開挖時樁的兩側要同時平衡開挖以避免結構樁受不平衡的側壓力。樁附近2m范圍內要用人工挖，以避免對樁的過大撓動。

（3）若建筑面積較大，為避免開挖中和開挖后結構失穩破壞，采用“分段土方開挖和底板結構鎖定框架”的方案。將結構分為若干段，先挖1段土方，做1段底板，待底板砼強度達到設計值的50%以上時，再挖第2段并做第2段底板，循環直至全部完成。

3.5無振動分離靜爆法破除原柱基砼

土方開挖完成后，原柱基失去作用，可以破除。為了避免破除時振動過大對結構造成影響，采用無振動分離靜爆法破除。要點：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，靜態爆破拆除柱基。

3.6地下室加層施工

除底板梁與樁節點外，其余均同常規施工工藝。要點：底板梁與樁節點處施工比較重要，上部荷載傳給筏基即通過該處。

4主要設備

（1）水鉆：大口徑型號，切除砼時使用。

（2）干鉆L化學栽筋（根據不同直徑選用不同鉆頭）及靜爆放藥鉆孔時使用。

（3）挖土機2臺，以利于柱兩側同時開挖。

（4）電焊機等其它。

5質量要求

（1）如果柱偏移超過5mm則需要加固處理；

（2）如果沉降超過3mm，則需要加固處理；

（3）所使用YJ2302砼界面劑及化學錨固膠泥必須有出廠合格證及試驗報告，符合質量要求。

（4）其它均要符合常規施工質量標準。

6施工監測

基礎托換過程是個結構內力轉移傳遞過程，它要求在傳遞過程中結構不能發生變形。施工過程中必須對結構進行監測，每柱至少布一點觀測沉降值，每柱做1個3m高的標尺，用以監測柱的傾斜。每目觀測1次沉降與傾斜值，挖樁及挖土期間24h隨時觀測，做到信息化施工。

7效益與結果分析

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、重建費用；并保留原建筑面貌。施工過程中，隨時監測，保證了施工安全。改建后新增面積8527㎡，使用功能和效果達到了原定的要求。

8結束語

建筑工程的基礎托換施工技術是一項復雜的工程，要勘察原建筑的內部結構及建筑面積和功能等具體情況制定詳細的基礎托換施工技術方案，確保施工質量。