1、试论建筑物基础托换与加固方法摘要：建设施工中，附近的建筑一直是深基坑工程中的难点，既要保证既有建筑不发生沉降和水平移位，还要保证工程进度和质量。作者根据多年经验，对建筑基坑附近的建筑物的基础加固和托换进行探讨。 关键词：建筑物；基础托换：加固 中图分类号： TU473.1+4 文献标识码： A 1、技术难点 (1)转运站原基础采用振动沉管灌注桩，桩长 6m(从地面计算)，桩径350mm，以层圆砾做桩端持力层。而新建地下工程基坑深度 9. 2m，开挖深度大大超过了原建筑基础深度，原转运站的荷重将对基坑支护体系产生很大的压力，难以保证开挖基坑不出现水平位移和沉降，进而又可能影响转运站本身的安全和使
2、用。 (2)本工程由于基坑边缘距离转运站太近，仅 3m，距离其基础承台仅1m。除了基坑本身的安全以外，基坑周边的位移控制成为更重要的问题。(3)基坑降水、开挖对周边地基和建筑物沉降和水平位移影响的关系很复杂，难于准确计算。 2、加固方案选择 2.1 单排桩+ 预应力锚索基坑支护方案 该方案的优点是地基土层适宜，基坑支护效果好，施工速度快；缺点是基坑深度大于原建筑桩基深度，原建筑荷载对基坑变形的影响难以估计。该方案工程造价 63 万元。 2.2 土钉基坑支护+桩基础托换加固方案 该方案的优点是地基土层适宜，结构传力简单明确，可靠性高， 造价经济；缺点是施工难度大，人工挖孔托换桩不宜同时开挖，工期
3、长。该方案造价 50 万元。 经论证比较，确定采用第二个方案，下文主要介绍该方案的设计与施工过程。 3、基坑支护设计 3.1 基坑支护 (1)基坑土层为土岩组合， 上部 06.4m 为粘性土、圆砾等土层，6.4m 以下为强风化中风化泥岩，根据地基岩土勘察资料分析后认为，强风化中风化泥岩的强度和稳定性都很好，该基坑要解决的主要是其上覆土层的稳定和地下水的问题。 (2)基坑支护采用土钉+水泥土桩止水帷幕+喷射混凝土面层的型式，这种支护型式造价经济，可以保证基坑安全，而基坑旁边转运站基础的沉降、水平位移、倾斜问题用基础托换来解决。 (3)土钉：竖向设置六排土钉，上部四排采用打入式钢管土钉，在钢管中部
4、及尾部设置注浆孔，打入土中后压灌水泥浆；下部两排采用钻孔注浆型土钉。土钉长度 912m，竖向间距 1.31.5m，水平间距 1.2m，土钉向下倾斜角度 1520。 (4)喷射混凝土面层：基坑壁面喷 C20 混凝土，厚度 100mm，配筋8 200mm200mm。 3.2 地下水控制 (1)水泥土桩止水帷幕： 在基坑开挖一侧设置两道深层水泥搅拌桩，沿基坑周边形成两层连续封闭的止水帷幕，隔断坑内降水与坑外地下水的联系，防止坑外地下水下降和渗漏，避免对坑外建筑地基土层的影响。深搅止水桩桩长 8m，穿过圆砾层进入强风化泥岩，桩径为 500mm，相互搭接 200mm。 (2)基坑降排水：因含水层较薄，水
5、量不大，采用坑内集水明排的方式降排水。在基坑内开挖集水井和集水沟，从集水井中抽水，疏干基坑内的地下水。间隔 15m 设置集水井，随挖随排，保证坑内地下水位在开挖面以下，在坑顶外侧设置散水和排水沟，防止地表水和雨水流入基坑。4、转运站基础托换与加固 (1)基坑旁的焦煤转运站荷重对基坑的稳定有非常不利的影响。基坑的安全不能保证，同样也威胁到基坑旁建筑物的安全和使用。 (2)基坑支护采用了土钉+水泥土桩止水帷幕+ 喷射混凝土面层的型式，这种支护方式虽然造价较低，可以保证基坑安全，但变形较大，较好土层中最大水平位移比一般 0.1%0.5%，有时可达 1%，这对基坑旁的转运站显然是不能接受的。 (3)为
6、了消除转运站荷载对基坑稳定的不利影响，同时防止转运站基础产生沉降，并约束水平位移，经分析研究，确定采用基础托换加固的方式，用人工挖孔灌注桩将转运站荷载直接传递到深部的基岩上。共布置 4 根托换桩， 桩长 12.5m，桩径 1.5m (扩大头 2.4m)，桩端持力层为中风化泥岩层。如图 1 所示。 (4)基础托换后，消除了建筑物荷载对基坑稳定的影响，经计算对比，托换后基坑稳定安全系数为 1.36，较托换前基坑稳定最小安全系数有大的提高。 5、托换结构设计要点 (1)转运站建筑柱网尺寸为 7m8m，柱断面 700mm700mm，底层柱下端的轴荷载标准值分别为 2520kN、2380kN、2290k
7、N、2210kN。由于施工场地受限制，挖孔桩只能布置在转运站范围之内。因此在四边轴线的中间布置了 4 根挖孔桩。挖孔桩上设置托换梁，托换梁分别与柱子和挖孔桩连接。 (2)计算模型 挖孔桩作为托换梁的支承端，柱荷载通过托换梁传递到挖孔桩上实现托换，挖孔桩直径采用 D=1500mm，托换梁断面采用bh=1300mm1800mm，经计算，托换梁最大弯矩标准值 Mk= 5148kNm。 (3)托换梁混凝土强度等级为 C25，钢筋 HRB400，最大设计弯矩6949kNm，梁上部配筋 2425，下部配筋 1225。 (4)托换梁钢筋与柱子的连接，采用在原柱上钻贯通孔，植筋连接的方式，以保证托换梁与柱子可
8、靠连接。 6、托换加固效果监测 (1)施工按照以下顺序进行：截断原地基梁人工挖孔灌注桩托换梁水泥土桩止水帷幕土钉喷射混凝土面层。 (2)由于基坑工程对周边环境影响的设计理论和技术还很不成熟，影响因素又多，为保证工程安全，施工过程中进行及时监控是非常必要的。本工程在底层 4 根柱上设置了沉降观测点和水平位移观测点，施工过程中及时观测，以便发现问题。焦煤转运站基础的水平位移和竖向位移计算值和实测值见表 1 和表 2。 表 1.基坑旁转运站基础水平位移计算值与实测值对比表 表 2.基坑旁转运站基础竖向位移计算值与实测值对比表 (3)在整个基坑工程施工过程中，基坑旁的焦煤转运站实测基础沉降仅 1.86mm，水平位移 3.9mm，转运站安全运转，托换加固取得了成功。 7、结束语 深基坑开挖工程对基坑旁建筑物的影响很难避免，对于位移有严格要求的重要建筑物，应采取措施控制位移。采用桩基托换技术，将基坑旁建筑物的荷载传递到深部的基岩，可以有效避免建筑物和基坑的相互影响，减小变形和位移。施工过程中，应实时监测建筑物和基坑的沉降和变形，防止偶然因素和不利因素的影响。 参考文献 1刘爱娟，李整建.基坑止水帷幕优化设计探讨J.工程勘察，2011.
