浅谈地基处理中的地下托换技术

摘要：托换技术在当前地基处理中起着越来越重要的作用，文章简要说明了地下托换技术的应用范围及基本特点，介绍了目前通常采用的地下托换方法，其中包括托换前的准备工作、设计施工特点以及需要注意的问题。

关键词：地基基础工程；地基处理；托换工程；托换技术；地下托换方法

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）11-0142-02

目前世界上许多大城市逐步向地下和空中发展，随着以城市地铁为主体的地下公共交通设施建设的大力发展，地下设施越来越拥挤，地下空间的利用不断立体化，城市建设呈现出地上→地下表层→浅层深度地下→大深度地下的发展趋势，因而大型、深埋结构及地下铁道施工日益繁多，同时对既有建筑物的改建、加层和加大使用荷载时以及建筑物事故处理时不可避免要用到托换技术，因此托换技术在现代城市土木施工中占有越来越重要的位置，与此同时托换技术的研究与开发也得到了飞速的发展。

托换技术也称地下托换，狭义上讲是为了增加现有建筑基础的支持承载能力，在现有基础的下部增加新的永久性支撑物或基础；广义上讲是当紧挨着或者是在现有基础建筑物的正下方开挖土方时，为了消除对现有基础建筑物功能与结构等可能带来的影响，对现有基础建筑物进行加固补强、对建筑物的持力层地基进行改良、新基础设置及新旧基础替换等工程。

一、托换技术应用范围及其分类

（一）托换技术应用范围

地下托换技术通常用在以下四种情况：（1）现有建筑物的承载力不足；（2）移动现有建筑物；（3）在现有建筑物的接近处或正下方修建新的建筑物时，为了防止现有建筑物下沉、倾斜；（4）由于地震以及地面沉降等原因，造成现有建筑物的下沉及倾斜，对现有建筑物进行纠偏复位。

其中前两种情况经常在对既有建筑物的改建、加层和加大使用荷载时以及建筑物事故处理时遇到；随着新建地下建筑物的日益增多和复杂，施工条件亦日益严峻，因此托换技术也不断向多样化、大规模化、复杂化方向发展，后两种情况经常在城市的地铁、地下道路等地下设施及高层建筑、地下商业街、地下停车场、车站等大型复杂建筑物的工程建设中遇到。

（二）托换方法的类型

按托换性质的不同，托换技术可分为三种不同的类型：补救性托换、预防性托换和维持性托换，其中常用的主要是补救性托换和预防性托换。补救性托换即是指现有建筑物的原有基础不符合要求，而需增加该基础的深度或扩大原基础而进行的托换；预防性托换是指由于邻近原有建筑物需要修建地下工程或开挖深基坑，而对原有建筑物地基进行的处理和加固。目前常用的地下托换方法主要有以下几种：

1．桩式托换法。桩式托换法是采用沉桩的方式形成桩——土共同作用来分担原有建筑物基础的负荷，将基础及其上荷载全部或部分转移到桩上，从而对原有建筑物因不满足地基承载力和变形要求而进行地基加固处理。适用于黏土、砂质粘土、松散砂土、饱和黄土、湿陷性黄土、淤泥、素填土和杂填土地基。桩式托换是包括所有采用桩的形式进行托换的方法的总称，因而内容十分广泛。桩式托换主要有以下几种：静压桩托换、打入桩托换、灌注桩托换、树根桩托换等。

2．灌浆托换法。灌浆托换法是用气压或液压将各种无机化学浆液注入地层中，浆液以填充和渗透等方式排出地层中的水和空气，使地基土固化，起到提高地基土的强度、消除湿陷性或防渗堵漏作用的一种加固方法。

3．基础加固法。基础加固法适用于对建筑物基础承载能力不足的既有建筑物的基础加固。针对基础的各种不足或受到人为破坏，可分别采用不同的加固处理方法。

另外，在承受或转换现有建筑物荷载的方式上，托换又可分为正下方直接承担方式和间接保护转换方式（如顶管方法、地盘改良法等）两种方式，通常采用的方式是正下方直接承担方式。有建筑物的支撑方式，分暂时性支撑和永久性支撑两种类型，暂时性支撑是在施工期间暂时采取的支撑，在新建建筑物完成后，转换成由新建建筑物永久性支撑；永久性支撑是在不妨碍新建建筑物的位置上修建新的托换基础，以便永久性地支撑现有建筑物的荷载。

二、托换技术施工工艺

（一）托换处理前的准备工作

托换技术方法是在充分考虑现有建筑物位置、形状尺寸、功能要求、重要程度以及新建建筑物施工方法等基础上，由多种施工方法进行有机组合而形成的一种较为复杂的综合施工技术。为了确保在任何情况下现有建筑物的功能正常发挥，在制定托换工程技术方案前，应重点做好以下方面的调查：

1．工程地质条件调查。其内容包括建筑物使用期间和周围环境的特征（如邻近建筑物情况，外部场地环境等）及建筑物主要特征。

2．工程资料调查。了解被托换建筑物的结构，构造和受力特征。其主要内容有荷载分布，上部结构刚度和整体性，受力状况及其计算与结构等方面是否合理。若为不良，应需进行重点复核验算，作为选择方案的初步资料。检查施工隐蔽记录及竣工技术资料,了解工程整个施工过程中新发生的问题，包括查对是否按图施工以及现场变更设计，图纸会审记录，曾遇到的施工技术方面的问题与解决办法，施工中的各项原始记录及质量检查验收资料，施工期的天气，温度影响等。

（二）托换技术设计与施工要点

托换工程是一种技术难度较大、费用较高、工期较长、对施工者责任心要求较高的特殊施工方法。在施工过程中应注意以下问题：

1．对原有构件、墙体作出正确鉴定，以确定原构件、墙体可否利用或利用率，并分析托换与其他方法经济比较。在上述鉴定的前提下，根据工程实际需要，对建筑物进行加固，或对建筑物基础全部或部分托换，或对建筑物地基或基础进行加固。正确处理原有结构与返工部分的连接构造措施，确保两者共同工作。当建筑物基础下有新建地下工程时，应将荷载传递到新建的地下工程上。

2．对原有结构或墙体采用适当的保护措施。明确拆模时间、顺序及允许加载的时间和其他要求。不论何种情况，托换工程都是在一部分被托换后，才可开始另一部分的托换工作，否则就难以保证质量。所以，托换范围往往是从小到大，逐步扩大。

3．托换施工前，应先对被托换建筑物的安全予以论证。对被托换的建筑物所产生的沉降、水平位移、倾斜、沉降速度、裂缝大小和扩展情况、以及建筑物的破损程度，用图表和照片正确记录下来，藉以判定建筑物的安全状态。另外，如果裂缝扩展和延续并产生错位，应予于重视并及时采取补救措施。在整个托换施工过程中必须进行监测，进行信息化施工，以确保安全和质量。

4．加强质量、安全枝术交底，明确质量职责，现场定人监控，处理后的墙体、混凝土、按规定留置试块。处理完毕后，应会同建设单位、设计部门、质量监督部门进行现场质量认定，方可进行上部施工。

三、结语

托换技术是一项高度综合性的技术，要用到各种各样的地基处理技术。基础托换形式是多种多样的，因此在实际工程中应根据建筑物的实际情况、场地周围环境状况、场地工程地质和水文地质条件情况、施工条件等综合分析研究，巧妙灵活地组合选用切实可行办法加以解决。

参考文献

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[5]卢肇钧，曹国熙，等．地基处理新技术[M]．中国建筑工业出版社，1997．

作者简介：许海培（1967－），浙江人，供职于上海培成建设集团有限公司，研究方向：建筑工程。