1 建筑原构件加固
1.1 制定加固方案
已经修建好的工程因为质量问题、增加楼层、改变使用功能等原因,对建筑原构件进行加固,是很常见的。 一般情况下,对地面以上部分(包括梁、板、柱、剪力墙等)进行加固比较普通,也容易操作。 对基础进行加固处理则要复杂得多, 需要根据地质条件、竣工资料结合上部情况综合分析,才能制定合适的方案。
1.2 造成加固的原因
造成基础需要加固的原因有多种,如基础错位、基础变形、混凝土浇筑质量事故、基础承载力不足等等。 简单归纳如下:基础错位可采用吊移法 (用起重设备将基础吊离原位)、 顶推法(用千斤顶将基础推移至正确位置 )、扩大尺寸法 (将错位基础局部拆除,按正确位置扩大基础)、托换法、拆除重做、结构验算、修改设计等;基础变形包括不均匀沉降、倾斜等,可采用地基处理法(用沉井法、浸水法、降水法、注入外加剂膨胀法、水平挤密桩等方法处理地基,矫正基础变形)、顶推或位移法、卸荷法(局部卸荷调整地基不均匀沉降)、反压法(局部加荷调整地基不均匀沉降)等;混凝土浇筑质量事故可采用局部修补(表面缺陷用高一等级的混凝土填实修补)、压力灌浆(内部孔洞)、扩大基础、拆除重做等;基础承载力不足可采用托换(增加基础或地梁、承台转换)、加大基础尺寸、修改设计等。
2 基础加固
笔者是一名施工图审查人员,在一次审图过程中,发现一个加固工程,从基础到上部需整体加固。 其中基础的加固采用了最简单的方法,易于操作,确实做到了安全、经济、合理,值得同行借鉴。
2.1 实际案例
该工程原为重庆地区电子工业园的研发楼,于 2013 完工,目前尚未投入使用。 原设计为地上 9 层办公用房,地下 2 层作为停车库。 现将该建筑地面以上的 1~3、6~9 层改变使用用途后作为档案库,楼板使用荷载由 3.0kN/m2提升至 12.0kN/m2。 因楼板荷载加大,经验算原有的大部分结构构件均不满足承载力要求。 因此,需对该建筑进行整体加固处理。 上部结构构件采用植筋、增大断面、粘钢、贴碳纤维等常规做法,就不一一介绍了,本文重点说一下基础的加固处理。
2.2 基础加固方案
本工程原基础形式为人工挖孔嵌岩桩基础,持力层为中风化岩石,桩直径 1100mm,桩底扩底直径 1700mm。 桩基嵌入持力层 1 倍桩径。 上部结构增加荷载后,柱脚内力也大大增加。 经复核,几乎所有原桩基的竖向承载力和桩身承载力均不够。 若上部结构还未施工,则基础的处理要容易得多,有以下几种方案可供选择:①可在原基础附近增加桩基,桩顶设置承台或地梁抬上部柱;②在原桩基中心钻孔,加大嵌岩深度,另设钢筋笼,用高强度的混凝土重新浇注;③减小原柱距,增加柱子和基础;④加大桩身直径。
2.3 基础加固处理
现在上部框架柱已形成,想采用增加桩基、承台,或加大嵌岩深度的处理办法都不可行。 采用增加柱子、减小柱距的方法可减小原桩顶柱脚内力,原桩基不需加固,但需要增加柱子和基础,施工较麻烦、工期长,且影响使用功能。 采用加大桩身直径的方法,关键要保证桩底进入中风化岩石。 后来将委托方提交的基础竣工资料进行仔细研究,发现原桩基长度较短,一般在 4000mm 左右,岩石埋藏深度小。
2.4 基础加固方法
结合地质勘察报告,决定对桩基采用增大截面法进行加固处理。 按照端承桩计算截面尺寸,不考虑岩石侧向嵌固作用。 具体做法如下:
(1) 开 挖至持力层 , 将原桩基表面护壁 、 泥浆等全部剔打掉,充分凿毛,压缩空气吹净,原表面涂刷一层纯水泥浆,然后浇筑混凝土。
(2)桩基增大截面部分持力层为中风化泥质砂岩或中风化泥岩,岩石饱和单轴抗压强度标准值不小于 5MPa;加大截面部分构造嵌岩深度不小于 500mm。
(3)原桩基混凝土强度等级 C30,新增部分混凝土强度等级 C35,护壁为 C20。 因上部柱断面尺寸加大,超出了原桩基的范围,基础上应预埋柱插筋,插筋锚入基础内 40d。注意事项:此加固方案需把桩基周围土层和强风化层挖掉, 开挖量较大,施工中应搞好场地及周边的排水工作,以免影响桩基开挖;由于新增桩基截面较大,应注意护壁安全,护壁配筋需经过验算,必要时采取专门措施保障施工安全;截面增大后的桩基长径比太小,受力模式介于桩基和独基之间,在基础的底部也配置双层钢 筋 网 , 配 筋 率 满 足 0.15% ; 沿 原 桩 身 周 围 等 间 距 植 筋,以保证新旧混凝土之间结合牢固。
(4)具体做法如图 1~2 所示(其中符号 D 表示三级钢)。 此方案简单、直接、有效、经济、省时,现已施工完毕,效果良好。 本文仅提供一个思路,无具体数据,仅供大家参考。
3 结束语
综上所述,本文主要是结合实际工程案例,对基础加固方法得出笔者的一些见解,供同行参考,在此有不足的地方也望提出,以便在行业上做出最大贡献。
参考文献:
[1] JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范[S].
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