既有地基基础加固

Ø13.1 概述 Ø13.2 基础加宽托换（例题） Ø13.3 墩式托换技术 Ø13.4 桩式托换技术 Ø13.5 地基加固技术 Ø13.6 综合加固技术第十三章 既有建（构）筑物 地基基础加固主要内容定义加固情形 概念13.1概述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一、定义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二、加固情形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。二、加固情形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）选定最佳方案三、加固步骤（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；四、加固考虑因素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、将上述三方面的加固措施综合应用。四、加固考虑因素Ø13.1 概述 Ø13.2 基础加宽托换（例题） Ø13.3 墩式托换技术 Ø13.4 桩式托换技术 Ø13.5 地基加固技术 Ø13.6 综合加固技术第十三章 既有建（构）筑物 地基基础加固主要内容采用混凝土套或钢筋 混凝土套加大基础底面积分类13.2 基础加宽托换改变浅基础形式 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双面加固基础承受偏心荷载时，或受相邻基础 条件限制单面加固单独柱基四边扩大加固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。加套的施工要求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。加套的施工要求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；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。加套的施工要求二、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补充 托换与纠倾 1、概述2、托换加固技术3、纠倾技术1、概述 托换与纠倾是指既有建构筑物，因地基 基础原因不能满足安全、稳定要求时进 行的一种特殊的综合施工过程。1、概述 托换就是解决既有建构筑物地基基础承 载力不足、变形等不满足正常使用要求 等问题，使之能达到正常使用状态。 包括两部分内容： 一是对既有建构筑物基础的加固， 二是对既有建构筑物地基的加固。 纠倾是指将倾斜超过规范容许值的建构 筑物扶正的过程。 返回2、托换加固技术托换功能分类 从既有建构筑物工程对托换的要求不同，托 换技术可分为三种不同类型： 补救性托换、 预防性托换 维持性托换。2、托换加固技术对地基基础的托换包含两方面的内容： 一是基础托换（托换加固）， 二是地基加固， 二者联系紧密。 基础托换主要方法 ： 基础加大底面积托换法 在许多既有建筑物中，基础可能因机械损伤、冻 涨，或地基不均匀沉降带来的次应力而出现裂缝 等，可以通过加大基底面积使地基承载力和变形满 足使用要求。基础加大法托换 1、既有墙体；2、既有基础；3、基础加宽部分；4、种植钢筋 基础加深托换法 基础托换优先采用与原有基础相同的埋深，即前述扩 大底面积法。对存在软弱下卧层的情况，经过计算， 如果扩大基础底面尺寸后，地基的变形深度有所增加， 变形或下卧层强度验算不满足要求时，可采用此法。基础加深法托换 1、既有墙体；2、既有基础；3、导坑；4、基底下托换基槽；5、加深部分基础 锚杆静压桩托换法 锚杆静压桩托换采用静压方式沉桩，以建筑 物自重做反力，用千斤顶将桩压入土中，桩 土共同作用来分担原有建筑物的荷载，从而 对既有建筑物地基进行加固处理。返回地基加固主要方法： 既有建筑物地基加固与一般意义上的地基加 固不同。通常说的地基加固是指建筑物在建 造前，对地基实施的加固。 既有建筑物的地基加固，要结合考虑的很多 情 况因素很多，对于车间而言，加固期间不能 停 产；对住宅而言，加固期间人不需搬离等等 。主要方法：高压灌浆加固地基等。 返回3、纠倾技术建筑物倾斜原因： 1)高压缩性地基土厚薄不均，建筑物向高压缩土层分布厚的方向倾斜； 2)软土上相邻建筑物净距太小，地基中附加应力扩散叠加，出现相向倾斜； 3)在既有建筑物附近开挖基坑，缺乏有效支撑，或降低地下水后，形成排水固结，引起 倾斜；3、纠倾技术建筑物倾斜原因：4)由于勘察原因，未能查明饱和软粘土分布； 5)由于设计原因，未能采取合理的地基加固方案； 6)改变建构筑物的使用功能，如对地基未加处理，就进行增层、增加荷载等活动。纠倾实施原则 纠倾是一个系统工程，涉及岩土工程、结构 工程方面的知识。 纠倾方案主持人应具备建筑施工等方面的相 关经验。 施工过程中应及时调整纠倾方案，实施信息 化施工。纠倾的主要方法： 迫降纠倾 顶升纠倾 迫降纠倾指在反向倾斜一侧（沉降小的一侧）的地基 土内，采用钻孔取土、深层冲水排土等手 段，人为促使该侧建构筑物在较短时间内下 沉到设计标准。迫降纠倾原理：在沉降量较小的基础下排除部分 土后，集中在空穴周围的应力促使土体向空 穴内压缩转移。另外，饱和软粘土产生塑性 流动，使地基土向临空面移动，从而加速建 构筑物的下沉，达到纠倾目的。迫降纠倾钻孔取土纠倾存在明显的效应滞后现象。一 般情况下，取土后48小时内沉降比较显著，取土一周后，仍有明显的沉降出现。规划纠 倾方案时，要充分考虑沉降滞后效应引起的 后期沉降。 顶升纠倾适用于： 建筑物的整体沉降及不均匀沉降较大，造成标 高过低； 倾斜建筑物基础为桩基； 不适用采用迫降纠倾的倾斜建筑等。顶升纠倾顶升纠倾的最大顶升高度不宜超过80cm。顶升纠倾前要全面考虑地基基础及上部结构、 荷载的特点，并通过钢筋混凝土或砌体结构托 换加固技术，将建筑物的基础和上部结构沿某 一特定的位置进行分离，采用钢筋混凝土进行 加固、托换。 建筑物顶升纠倾技术 是通过分级分区切断并加长或缩短部分柱身 的方法，调整建筑物基础的沉降量，达到纠偏的 目的。 该项技术设计计算合理、安全可靠程度高、可控 性强、不受地基基础条件与周围环境影响；首层 以上不需拆墙卸荷和人员搬迁、不影响居民正常 生活和周围环境，纠偏效果好。建筑物顶升纠倾技术 主要可采用断柱、断桩、掏土、射水等20 多种方法进行建筑物顶升纠偏。 该项技术经济效益和社会效益显著。 采用包柱式承台配合柱间联系梁作 为受力转换系统，采用千斤顶配合带有 法兰盘的标准钢管构件及一定数量的钢 垫板作为顶升系统，采用水准仪经纬仪 配合计算机系统作为顶升监测系统。通 过上述系统的统一协调运作，使建筑物 整体、分级（每级为5-50mm）、同步 （柱间顶升差控制在1-2m m）、平稳 升高。建筑物整体大位移顶升技术 该技术在施工中二楼以上不用搬迁可正常 使用，被顶升的楼房保持平稳，不扭转， 顶升速度、高度可控性强，安全度高，顶 升中使用的型钢构件都可作成标准构件重 复使用，可顶升高度大。建筑物整体大位移顶升技术 纠倾技术 （1）堆载法 （2）降水法 （3）静压锚杆桩法 （4）静压杆桩和掏土纠偏法 （5）掏土法（1）堆载法纠倾 堆载压重时，若荷载较小，由于底板下附加 应力增加不大，短期内效果不太明显。而且 堆物的运输费用高，占地面积大，以及因底 层住户搬迁，造成住户不便和有危险。 若荷载过大，则沉降过快，采取稳定应急措 施较困难。 （2）降水法（抽水与泥浆法）纠倾 由于软土的渗透系数小，如采用降低地下水 位法，短期内抽水降低地下水位较慢，效果 不显著。 堆载降水法在房屋沉降较小一侧的底层架空 板下，加载堆压重量约占整幢房屋全部荷载 的1/15。纠偏的效果虽不明显，但能减慢 和控制房屋倾斜发展的速度。（2）降水法（抽水与泥浆法）纠倾 在建筑物沉降小的一侧打竖井抽水，降低地 下水位。由于土的渗透系数小，抽水涌水量 小，形成的潜流漏斗曲线缓降，影响半径小 ，效果不明显。（3）静压锚杆桩法纠倾 静压锚杆桩法在沉降量大的一侧共压桩21 根，桩长20m（为多节桩，断面 250mm×250mm，每节长2m，用硫磺胶泥 锚筋连接），压桩力300kN。 由于压桩速度过快，布桩集中于一端，使软 土被扰动，加剧了房屋的沉降与墙体裂缝的 扩展。压桩后半年，房屋沉降才趋于稳定。（4）静压杆桩和掏土纠偏法纠倾 先在沉降大的一侧基础底板上打孔，压桩 41根（静压锚杆多节桩），每节长2.5m， 断面250mm2，混凝土为C30号，用硫磺胶 泥接桩，压桩力300500kN，并使桩顶与 筏基联成整体作为支承点，使房屋一侧沉降 处于稳定状态；（4）静压杆桩和掏土纠偏法纠倾 房屋沉降小的一侧压桩前同样在基础底板上 打孔，压桩作保护桩（数量较沉降大的一侧 少）。利用保护桩位竖向孔，对孔内深部的 土层进行冲水捣土，形成孔穴。（4）静压杆桩和掏土纠偏法纠倾 经反复冲水排出泥浆，使其下沉，房屋逐步 回倾至倾斜率<3，然后在井孔中填砂， 压入保护桩，封桩顶子整板内。 历时约半年，可恢复正常使用功能。这类纠 偏方法稳妥可靠，但费用大，工期长，所需 费用相当于原造价的23%。（5）掏土法-反向掏心抽降法纠倾 在房屋沉降小的一侧，距房屋纵墙 18m处同一直线上打37个斜向掏土孔井 ，孔径0.3m，间距1m，孔井斜长41m ，与水平向的夹角为50。深入挤密桩尖 下1/2宽度范围，其中4个孔井在桩尖下 预留钢管。同时，在靠墙4m处打3个竖 向掏土水井，孔径0.3m，井深31m。（5）掏土法-反向掏心抽降法纠倾 先用9m3空压机将压缩空气送入掏土井中 ，产生高速气流，形成气及水和泥浆的混 合物，再将井内水和泥浆同时抽出。竖井 的短期效果不显著。（5）掏土法-反向掏心抽降法纠倾 由于桩尖下的斜孔井孔穴内泥浆大量排 出而使房屋沉降，沉降速度取决于抽水 强度。抽水强度状，沉降快，影响范围 也大；反之则小。 停止抽水后沉降曲线平坦。 包括打井，共历时13d使房屋复位。（5）掏土法-反向掏心抽降法纠倾 改进型的反向掏心抽降法取消房屋一侧 的垂直孔，在沉降小的一侧打一排间距 1.5m、孔径30cm的斜孔，倾角一般为 5060度，伸入房屋宽度的l/2，预留4 个斜孔（钢管）进行高压空气扰动抽水 ，使房屋逐步复位。这类纠偏方法费用 低，每幢仅需6万元左右。