第8章 既有建筑物地基加固

第8章既有建筑物地基加固目录

8.1概述

8.2基础加宽技术

8.3墩式托换技术

8.4桩式托换技术

8.5地基加固技术

8.6综合加固技术8.1概述48.1概述1当已建成的建筑物（包括构筑物）产生下述情况时需要对已建成的建筑物的地基基础进行加固。（1）建筑物沉降，或沉降差超过有关规定，建筑物出现倾斜、裂缝，影响正常使用，甚至危及建筑物安全；（2）既有建筑物需要加层，或使用荷载增加，原建筑物地基不经加固不能满足荷载增加对地基的要求；（3）地下工程、基坑工程等岩土工程施工对既有建筑物地基产生不良影响，可能危及已有建筑物安全；（4）古建筑物地基基础需要补强加固。58.1概述1既有建筑物地基加固技术又称为托换技术。托换技术可分为下述5类：①基础加宽技术；②墩式托换技术；③桩式托换技术；④地基加固技术；⑤综合加固技术。既有建筑物地基加固常用技术分类如下所示：8.2基础加宽技术78.2基础加宽技术1采用加宽基础，扩大既有建筑物基础底面积，通过减小基底压力，减小地基中附加应力密度，达到地基加固目的，称为基础加宽技术。基础加宽加固应重视加宽部分与原有基础部分的联接。通常通过钢筋锚杆将加宽部分与原有基础部分联接，并将原有基础凿毛、浇水湿透、使两部分混凝土较好地联成一体。采用基础加宽技术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，有条件可将加固筋与原基础钢筋焊牢。采用基础加宽技术有时也可将柔性基础改为刚性基础，将条形基础扩大成片筏基础。88.2基础加宽技术1在既有建筑物基础下设置墩式基础，通过墩式基础将上部结构荷载传递给较好的土层，达到提高地基承载力，减小沉降的目的，称为墩式托换。墩式托换一般适用于软弱土层不厚、地基水位较低，而且软弱土层下有较好持力层的情况。墩式托换施工要重视施工顺序，分段分批挖孔置墩。施工过程中往往需要可对原基础进行临时支撑。混凝土墩可以是连续的，也可以是间断的。在实际工程中墩式托换应用不多。8.4桩式托换技术108.4.1概述1在既有建筑物基础下设置桩基础以达到地基加固的目的称为桩式托换，桩式托换技术是既有建筑物地基加固最常用的加固技术。桩式托换形式很多，但在工程中常用的有：锚杆静压桩托换技术、树根桩托换技术、和坑式静压桩托换技术，下面对这三种桩式托换技术分别加以介绍。118.4.2锚杆静压桩技术1将压桩架通过锚杆与建筑物基础联接，利用建筑物自重荷载作为压桩反力，用千斤顶将桩逐段压入地基中，完成在地基中设置桩，称为锚杆静压桩技术。锚杆静压桩施工装置示意图与压桩孔和锚杆位置示意图分别如图8-3(a)和(b)所示。锚杆静压桩施工流程如图8-4所示。图8-3锚杆静压桩装置示意图及压桩孔和锚杆位置图128.4.2锚杆静压桩技术1图8-4锚杆静压桩施工流程示意图138.4.2锚杆静压桩技术1锚杆静压桩加固设计包括下述内容：（1）桩及桩位布置设计式中P－设计单桩承载力值，kN；P压－最终入土深度时压桩力，kN；K－压桩力系数。与地基土性质、压桩速度、桩材及桩截面形状有关。在粘性土地基中，当桩长小于20m时，K值可取1.5；在黄土和填土中K值可取2.0。

锚杆静压桩桩位宜靠近墙体或柱子，以利于荷载的传递。凿压桩孔往往要截断底板钢筋，桩孔尽量布置在弯矩较小处，并使凿孔时截断的钢筋最少。（8-1）148.4.2锚杆静压桩技术1锚杆静压桩加固设计包括下述内容：（2）锚杆及锚固深度设计根据所需最大压桩力进行固定桩架的锚杆设计。如：当所需最大压桩力小于400kN时，可采用M42锚杆。锚杆可用螺纹钢和光面钢筋制作，也可在端部墩粗或加焊钢筋。锚杆锚固深度一般取10～12倍锚杆直径。（3）采用锚杆静压桩加固应对原有基础进行抗冲切、抗弯和抗剪能力验算。如不能满足要求，应将原基础结构进行补强以满足压桩加固要求。158.4.3树根桩托换1树根桩实质上是一种小直径钻孔灌注桩，其直径通常为100～300mm，有时也有采用300mm以上的桩径。这种小直径钻孔灌注桩可以竖向、斜向设置，网状布置如树根状，故称为树根桩。在既有建筑物基础下设置树根桩以达到地基加固的目的，称为树根桩托换。(a)建筑物加层工程树根桩托换(b)建筑物地基中修建地下铁道树根桩托换168.4.3树根桩托换1(a)建筑物加层工程树根桩托换(b)建筑物地基中修建地下铁道树根桩托换图8-6树根桩加固示意图178.4.3树根桩托换1常用树根桩施工流程如下：1、成孔2、放置钢筋或钢筋笼5、注浆4、投入细石子3、放置压浆管188.4.3树根桩托换1树根桩加固地基设计计算内容与树根桩在地基加固中的效用有关，应视工程情况区别对待。下面分别加以介绍：1、单桩承载力2、树根桩复合地基树根桩托换基础极限承载力可按下式计算：Pf＝αnPpf＋βFs

（8-2）式中Pf—承台基础极限承载力，kN。Ppf—树根桩单桩极限承载力，kN。n—承台下树根桩桩数；a—树根桩承载力发挥系数；Fs—承台下地基土极限承载力，kN；β—承台下地基土承载力发挥系数。198.4.4坑式静压桩技术1直接在既有建筑物基础下挖坑，依靠建筑物自重作为压桩反力，利用千斤顶逐段将预制桩压入地基中置桩，坑式静压桩施工示意图如图8-4-5所示。在既有建筑物基础下直接挖坑，一般需要对原基础或对建筑物进行临时支撑。坑式静压桩技术一般适用于黄土地区，以及地下水位较深的地基。坑式静压桩托换施工过程如下：（1）先在基础外侧挖导坑，一般比原基础深1.5m左右，挖坑前需验算是否需要预先进行临时支撑加固。（2）再将导坑横向扩展至原基础下面，形成压桩空间。（3）利用千斤顶将预制桩段，逐段把桩压至地基中。桩端联接同锚杆静压桩。压桩采用双控压桩直至设计压桩深度和达到设计压桩力，并以压桩力控制为主。（4）封桩，回填压桩坑。坑式静压桩的设计思路基本上同锚杆静压桩的设计思路。8.5 地基加固技术218.5 地基加固技术1对既有建筑物地基进行地基加固也可采用下述地基加固方法进行：注浆法、高压喷射注浆法、灰土桩法、石灰桩法等。在上述地基加固方法中以注浆法和高压喷射注浆法应用较多。在采用注浆法加固既有建筑物地基时，应根据工程地质条件和建筑物情况合理选用注浆形式和注浆压力。注浆加固还可应用于补偿性加固。采用高压喷射注浆法加固是在既有建筑物地基下设置旋喷桩，