第七章 地基托换.ppt

1、地基处理,席培胜 （第七章 托换技术） 安徽建筑工业学院,抚顺石油一厂办公楼 纠倾扶正前情况（倾斜77cm),温州 某6 层住 宅楼 相互 倾斜 纠倾 前后,超高层哈尔滨齐鲁大厦纠倾工程(29层，99.6m，倾斜62cm),定义,加固情形,概念,加固考虑因素,加固步骤,也叫托换技术，指解决对原有建筑物的地基 基础安全问题的技术总称。,托换技术 underpining,1、建（构）筑物沉降或沉降差超过有关规定， 出现裂缝、倾斜，影响正常使用； 2、既有建（构）筑物需要增层改造；或使用功能 改变增加荷载地基承载力和变形不能满足要求,3、因周围环境改变而需要进行地基基础加固 （既有建构筑物或相邻地基

2、中修建地下工程）； 4、古建构筑物加固工程，地基或基础需要补强 加固。,1、根据鉴定检验获得的测试数据 确定地基承载力和地基变形计算参数等； 2、选择地基基础加固方案 （1）初选加固方案 （2）选定最佳方案,（2）选定最佳方案 考虑因素 预期效果、施工难易程度、材料来源 运输条件、施工安全性、 对邻近建筑和环境的影响、 施工工期和工程造价,1、将原基础加宽，减小基底压力 使原有地基满足地基承载力和变形要求； 2、通过地基处理改良地基土体或部分土体 提高地基土的抗剪强度和改善压缩性，满足地基 承载力和变形要求；,3、在地基中设置墩基础或桩基础，通过桩土共同 作用来满足地基承载力和变形要求； 4、

3、将上述三方面的加固措施综合应用。,采用混凝土套或钢筋 混凝土套加大基础底面积,分类,改变浅基础形式 加大基础底面积,一、采用混凝土套或钢筋混凝土套 加大基础底面积,分类,双面加宽,四边扩大加固,单面加宽,条形基础承受中心荷载时,基础承受偏心荷载时，或受相邻基础条件限制,单独柱基,1、使新旧基础牢固连接 灌注混凝土前应将基础凿毛并刷洗干净， 再涂一层高强水泥砂浆， 沿基础高度每隔一定距离设置锚固钢筋。,2、使加套后的基础与原基础协调变形 加宽部分地基上铺设的垫料及其厚度应与原基础垫层的材料及厚度相同。,3、对加套的混凝土或钢筋应按长度1.5m2m划分成许多单独区段，分别进行分批、分段、间隔施工；

4、 决不能在基础全长范围内挖成连续的坑槽，不能使全长范围地基土暴露过久，以免导致地基土浸泡软化，使基础随之产生很大的不均匀沉降。,二、改变浅基础形式，加大基础底面积,柔性基础刚性基础 单独基础条形基础 条形基础十字交叉条形基础、片筏基础或 箱形基础 扩大基础底面积，加强基础刚度,工程案例,工程案例,工程案例,工程案例,工程案例,工程案例,工程案例,基础加深,若根据验算原地基承载力和变形不能满足规范要求时，除了可采用基础加宽的托换方法外，尚可将基础落深在较好的新持力层上的坑式托换加固方法，也称为墩式托换。,施工步骤：,在贴近被托换的基础侧面，由人工开挖一个长宽为1.2m0.9m的竖向导坑，并挖到比

5、原有基础底面下再深1.5m处； 再将导坑横向扩展到直接的基础下面，并继续在基础下面开挖到所要求的持力层标高； 采用现浇混凝土浇筑已被开挖出来的基础下的挖坑体积形成墩子。但在离原有基础底面8cm处停止浇注，养护一天后，再将1:1干硬性水泥砂浆放进8cm的空隙内，充分捣实成填充层； 用同样步骤，再分段分批的挖坑和修筑墩子，直至全部托换基础的工作完成为止。,锚杆静压桩技术,锚杆静压桩是锚杆和静力压桩两项技术巧妙结合而形成的一种桩基施工新工艺，它是对需进行地基基础加固的既有建筑物基础上按设计开凿压桩孔和锚杆孔，用粘结剂埋好锚杆，然后安装压桩架与建筑物基础连为一体，并利用既有建筑物自重作反力，用千斤顶将

6、预制桩段压人土中，桩段间用硫磺胶泥或焊接连接。当压桩力或压人深度达到设计要求后，将桩与基础用微膨胀混凝土浇注在一起，桩即可受力，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。,锚杆静压桩施工机具简单，施工作业面小，施工方便灵活，技术可靠，效果明显，施工时无振动，无污染，对原有建筑物里生活或生产秩序影响小。锚杆静压桩适用范围广，可适用于粘性土、淤泥质土、杂填土、粉土、黄土等地基。,锚杆静压桩技术除应用于已有建筑物地基加固外，也应用于新建建(构)筑物基础工程。在闹市区旧城改造中，限于周围交通条件难以运进打桩设备，或施工场所很窄，打桩施工工作面不够时，可采用锚杆静压桩技术进行桩基施工。在施工设备短缺地区，

7、无打桩设备，也可用锚杆静压桩技术进行桩基施工。对于新建建筑物，在基础施工时可按设计预留压桩孔和预埋锚杆，待上部结构施工至34层时，再利用建筑物自重作为压桩反力开始压桩。,锚杆静压桩的压桩施工应遵循下述各点： 根据压桩力大小选定压桩设备及锚杆直径，对触变性土(粘性土)，压桩力可取1.31.5倍的单桩容许承载力，对非触变性土(砂土)，压桩力可取2倍的单桩容许承载力； 压桩架要保持垂直，应均衡拧紧锚固螺栓的螺帽，在压桩施工过程中，应随时拧紧松动的螺帽； 桩段就位必须保持垂直，不得偏压。当压桩力较大时，桩顶应垫34cm厚的麻袋，其上垫钢板再进行压桩，防止桩顶压碎；,压桩施工时不宜数台压桩机同时在一个独

8、立柱基上施工。施工期间，压桩力总和不得超过既有建筑物的自重，以防止基础上抬造成结构破坏； 压桩施工不得中途停顿，应一次到位。如不得已必须中途停顿时，桩尖应停留在软弱土层中，且停歇时间不宜超过24小时； 采用硫磺胶泥接桩时，上节桩就位后应将插筋插人插筋孔内，检查重合无误，间隙均匀后，将上节桩吊起l0cm，装上硫磺胶泥夹箍，浇注硫磺胶泥，并立即将上节桩保持垂直放下，接头侧面应平整光滑，上下桩面应充分粘结，待接桩中的硫磺胶泥固化后(一般气温下，经五分钟硫磺胶泥即可固化)，才能开始继续压桩施工。当环境温度低于5时，应对插筋和插筋孔作表面加温处理；,熬制硫磺胶泥的温度应严格控制在140145范围内，浇注

9、时温度不得低于140； 采用焊接接桩时，应清除表面铁锈，进行满焊，确保质量； 桩与基础的连接(即封桩)是整个压桩施工中的关键工序之一，必须认真进行； 压桩施工的控制标准，应以设计最终压桩力为主，桩入土深度为辅加以控制。,设计,锚杆静压桩的单桩承载力应按建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)中桩承载力的有关规定估算，桩数可参照锚杆静压桩的方法确定。,桩的平面布置应根据既有建筑的墙体和基础型式及荷载大小确定，应避开门窗等墙体薄 弱部位，设置在结构受力节点位置。可按基础或墙体中心轴线布置，同一个托换坑内可布置 13根桩，绝大部分工程都是采用单桩和双桩。只有在纵横墙相交部位的托换坑内，横墙布

10、置1根和纵墙2根形成三角的3根静压桩。当既有建筑基础结构的强度不能满足压桩反力时，应在原基础的加固部位加设钢筋混凝土地梁或型钢梁，以加强基础结构的强度和刚度，确保工程安全。,优点 1能迅速制止沉降和倾斜，施工过程中不会引起附加沉降。 2压桩施工可在狭小的空间进行压桩作业，适用于大型机具无法进入的工程。 3可在车间不停产或居民不搬迁的情况下，对沉裂建筑物的托换工程。 4传荷过程和受力性能明确，能得到每根桩的实际承载力，施工质量可靠。,工艺流程 1定位 2 开凿压桩孔和钻取锚固孔 3种植锚杆 4固定压桩架和千斤顶 5压桩 6达设计要求后与原基础浇筑一体。,压桩时应保证桩尖到达设计持力层深度，且压桩

11、力达到单桩竖向承载力特征值的1.5倍，且持续时间不应少于5min 。,适用范围,静压法通常适用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土层，当桩须贯穿有一定厚度的砂性土夹层时，必须根据桩机的压桩力与终压力及土层的形状、厚度、密度、上下土层的力学指标、桩型、桩的构造、强度、桩截面规格大小与布桩形式、地下水位高低以及终压前的稳压时间与稳压次数等综合考虑其适用性。 压桩力大于4000kN的压桩机，可穿越56m厚的中密、密实砂层。中型压桩机（压桩力2400kN），穿越砂层的能力较有限，所以对其情况需进行压桩可行性判断。,静压桩也适用于覆土层不厚的岩溶地区。在这些地区采用钻孔桩很难钻进；采用冲孔桩，容易卡锤；采

12、用打入式桩，容易打碎。只有采用静压桩可缓慢压入，并能显示压桩阻力，但在溶洞、溶沟发育充分的岩溶地区，静压桩宜慎用，以及在土层中有较多孤石、障碍物的地区，静压桩宜慎用。 小型压桩机（压桩力600kN）用于压制预制小桩，适用于在10m以内存在持力层（如硬塑粉质粘土层、粉土层及中密粉细砂层等）。,树根桩技术,树根桩是一种小直径钻孔灌注桩，其直径通常为100mm250mm，有时也有采用300mm。先利用钻机钻孔，满足设计要求后，放人钢筋或钢筋笼，同时放人注浆管，用压力注入水泥浆或水泥砂浆而成桩，亦可放人钢筋笼后再灌人碎石，然后注入水泥浆或水泥砂浆而成桩。小直径钻孔灌注桩也有人称为微型桩。小直径钻孔灌注

13、桩可以竖向、斜向设置，网状布置如树根状，故称为树根桩。,树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道的穿越等加固工程。,树根桩技术的特点是：机具简单，施工场地小；施工时振动和噪音小，施工方便；施工时因桩孔很小，故而对墙身和地基土都不产生任何次应力，所以托换加固时不存在对墙身有危险；也不扰动地基土和干扰建筑物的正常工作情况；树根桩适用于碎石土、砂土、粉土、粘性土、湿陷性黄土和岩石等各类地基土；树根桩不仅可承受竖向荷载，还可承受水平向荷载。压力注浆使桩的外侧与土体紧密结合，使桩具有较大的承载力。,树根桩一般为摩擦桩，与地基

14、土体共同承担荷载，可视为刚性桩复合地基。对于网状树根桩，可视为修筑在土体中的三维结构，设计时以桩和土间的相互作用为基础，由桩和土组成复合土体的共同作用，将桩与土围起来的部分视为一个整体结构，其受力犹如一个重力式挡土结构一样。 树根桩与桩间土共同承担荷载，树根桩的承载力发挥还取决于建筑物所能容许承受的最大沉降值。容许的最大沉降值愈大，树根桩承载力发挥度愈高。容许的最大沉降值愈小，树根桩承载力发挥度愈低。承担同样的荷载，当树根桩承载力发挥度低时，则要求设置较多的树根桩数。,树根桩施工时如不下套管会出现缩颈或塌孔现象时，应将套管下到产生缩颈或塌孔的土层深度以下；注浆时注浆管的埋设应离孔底标高200m

15、m，从开始注浆起，对注浆管要进行不定时的上下松动，在注浆结束后要立即拔出注浆管，每拔1m必须补浆一次，直至拔出为止；注浆施工时应防止出现穿孔和浆液沿砂层大量流失的现象，可采用跳孔施工、间歇施工或增加速凝剂掺量等措施来防范；额定注浆量应不超过按桩身体积计算量的3倍，当注浆量达到额定注浆量时应停止注浆；注浆后由于水泥浆收缩较大，故在控制桩顶标高时，应根据桩截面和桩长的大小，采用高于设计标高5%10%的施工标高。,设计,树根桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定；当无试验资料时，也可按建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)中桩承载力的有关规定估算。树根桩的单桩竖向承载力的确定，尚应考虑既有建筑的地基变形条件的限制和桩身材料的强度要求。桩数可按常规桩基础方法确定。,桩身混凝土强度等级应不小于C20，钢筋笼外径宜小于设计桩径4060mm。主筋不宜少于3根。对软弱地基，主要承受竖向荷载时的钢筋长度不得小于1/2桩长；主要承受水平荷载时应全长配筋。 树根桩设计时，尚应对既有建筑的基础进行有关承载力的