浅谈托换技术在建筑加固中的应用及建筑纠偏方法

2011-05-09苏永军

中国新技术新产品 2011年5期

关键词：树根静压灌注桩

苏永军

（许昌大成建设（集团）有限责任公司，河南许昌461000）

1 托换技术

1.1 基础托换

基础托换主要有基础加宽、加深技术，桩式托换及地基改良技术如灌浆法等。

1.1.1 基础加宽、加深法

通过基础加宽，扩大基础底面积，有效降低基底接触压力。

基础加宽应注意加宽部分与原有基础部分的连接。通常通过钢筋锚杆（植筋）将加宽部分与原有基础部分连接，并将原有基础凿毛、刷洗干净，铺一层高标号水泥浆或涂混凝土界面剂，使两部分混凝土能较好连成一体，对刚性基础和柔性基础都要进行计算，刚性基础应满足刚性角要求，柔性基础应满足抗弯要求。钢筋锚杆应有足够的锚固长度，有条件时可将加固筋与原基础钢筋焊牢。有时也可将柔性基础改为刚性基础，独立基础改成条形基础，条形基础扩大成片筏基础，片筏基础改成箱形基础等。

图1 坑式托换

基础加深采用坑式托换，是直接在被托换建筑物的基础下挖坑后浇筑混凝土的托换加固方法，也称墩式托换，如图1所示。坑式托换的适用条件是：土层易于开挖，地下水位较低，否则施工时会发生邻近土的流失；建筑物的基础最好为条形，便于在纵向对荷载进行调整，起到梁的作用。

1.2 桩式托换

桩式托换的内容，包括各种采用桩基的型式进行托换的方法。内容十分广泛，以下介绍几种常用且行之有效的桩式托换方法。

图2 承式静压桩托换示意图

1.2.1 压入桩

1.2.1.1 顶承式静压桩

顶承式静压桩是利用建筑物上部结构自重作支承反力，采用普通千斤顶，将桩分节压入土中（图2a），接桩用电焊，从压力传感器上可观察到桩贯入到设计土层时的阻力，当桩所承受的荷载超过设计单桩承载力150%时，停止加荷撤出千斤顶，并在基础下支模浇注混凝土，使桩和基础浇注成整体，如图2b所示。

1.2.1.2 锚杆式静压桩

锚杆式静压桩的工作原理是利用建筑物自重，先在基础上埋设锚杆，借锚杆反力，通过反力架用千斤顶将预制好的桩逐节经基础开凿出来的桩孔中压入至设计土层，最后在不卸载的情况下用强度等级C30的微膨胀早强混凝土将桩与原基础浇灌在一起。

1.2.1.3 树根桩

树根桩实际上是一种小直径的就地灌注钢筋混凝土桩，其钻孔直径一般为7.5cm～25cm，穿越原有建筑物进入到地基土层中。树根桩可以是垂直或倾斜的，也可是单根或成排的。

用树根桩进行托换时，可认为施工时树根桩不起作用。但当建筑物一产生极小沉降，树根桩就反应迅速，将承受建筑物的部分荷载，同时使基底下土反力相应地减小。若建筑物继续下沉，则树根桩将继续分担荷载，直至全部荷载由树根桩承受为止。

树根桩托换可应用于加固已有建筑，包括房屋、桥梁墩台；也可用于修建地下铁道时的托换和加固土坡、整治滑坡等。适用于砂性土、粘性土和岩石等各种类型的地基土。

1.2.1.4 灌注桩托换

用于托换工程的灌注桩，按其成孔方法可分为钻孔灌注桩和人工挖孔灌注桩两种。根据桩材又可分为混凝土、钢筋混凝土、灰土桩等。图3a为一厂房桩基础用灌注桩托换的实例，承台支承被托换的上部结构并将荷载传至灌注桩；图3b为一灰土桩托换墙下基础，托梁支承上部结构并将荷载传至灌注桩。

图3 灌注桩托换

2 建筑物纠偏

此外，对大面积堆料的厂房，还会引起桩基础倾斜和吊车卡轨等现象。通常的处理方法有加深加大基础、加固地基、凿开基础矫正柱子基础加压、基础减压以及增大结构刚度等方法。近几年，我国在基础纠偏工程中创造出一些新的方法，实践证明，其方法简便、效果良好。以下简要介绍顶桩掏土法和排土纠偏法。

2.1 顶桩掏土法

该法是将锚杆静压桩和水平向掏土技术相结合。其工作原理是先在建筑物基础沉降多的一侧压桩，并立即将桩与基础锚固在一起，迅速制止建筑物的下沉，然后在沉降少的一侧基底下掏土，以减少基底受力面积，增加基底压力，从而增大该处土中应力，使建筑物缓慢而又均匀地下沉，产生回倾，必要时可在掏土一侧设置少量保护桩，以提高回倾的稳定性，最后达到纠偏矫正的目的。在施工过程中必需加强建筑物沉降和裂缝的观测。