摘 要：本文結(jié)合大連市第二十高中宿舍樓基礎(chǔ)樁式托換工程實例，闡述了既有建筑物基礎(chǔ)樁式托換技術(shù)的設(shè)計和施工。
關(guān)鍵詞：樁式托換、既有建筑物
1、概述
既有建筑物不均勻沉降治理，是地基基礎(chǔ)工程中綜合性較強的技術(shù)課題，而對建筑物地基基礎(chǔ)進行樁式托換處理是經(jīng)常采用的技術(shù)方法之一。本文通過結(jié)合大連市第二十高中宿舍樓基礎(chǔ)樁式托換工程實例，簡要介紹樁式托換技術(shù)的設(shè)計及施工。
2、基本規(guī)定
2.1既有建筑物加固前，應(yīng)先對地基基礎(chǔ)進行鑒定，方可進行加固設(shè)計和施工；
2.2應(yīng)先根據(jù)加固的目的，結(jié)合地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，并考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用，初步選擇加固方案；然后再分別從預(yù)期效果、施工難易程度、材料來源和運輸條件、施工安全性、對領(lǐng)近建筑和環(huán)境的影響、機具條件、施工工期和造價等方面進行技術(shù)經(jīng)濟分析和比較，選定佳的加固方法。
2.3加固施工中應(yīng)有專人負責(zé)質(zhì)量控制，并進行嚴密的監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，應(yīng)及時會同設(shè)計人員及相關(guān)部門分析原因，妥善解決。
2.4施工過程中應(yīng)有專門機構(gòu)負責(zé)質(zhì)量監(jiān)理。施工結(jié)束后應(yīng)進行工程質(zhì)量檢驗和驗收。
2.5對地基基礎(chǔ)加固的建筑，應(yīng)在施工期間進行沉降監(jiān)測，對重要的或?qū)Τ两涤袊栏裣拗频慕ㄖ?，尚?yīng)在加固后繼續(xù)進行沉降加固，直到沉降穩(wěn)定為止。對鄰近建筑和地下管線應(yīng)同時進行監(jiān)測。
3、建筑物概況
該宿舍樓高五層，框架結(jié)構(gòu)，建筑面積近12000m2,基礎(chǔ)為天然地基上的淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)承臺為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，三層臺階式，每層臺階砼厚40cm。地表為新近回填的松散碎石及少量粘土。該樓于2000年7月份建成，建成后即產(chǎn)生不均勻沉降，墻體裂縫持續(xù)發(fā)展，大沉降速率1mm/d,而且在加固所用施工豎井開挖過程中發(fā)現(xiàn)局部地梁已產(chǎn)生斜向裂縫。
4、場地工程地質(zhì)條件
該場地地貌單元屬于構(gòu)造剝蝕低丘，地形起伏變化較大，經(jīng)過人工整平改造已失去原貌。場地地層由上而下依次為：
（1）素填土（Q4ml）：雜色，稍濕，松散，主要由石灰?guī)r碎石及少量紅粘土組成。厚度4.8-8.6米。
（2）紅粘土(Q3edl )：棕紅色，稍濕－濕，硬可塑－可塑，揭露厚度0.2-10米。
（3）中風(fēng)化灰?guī)r(Zwhn)：灰色，巖石堅硬，頂面起伏較大，層頂標高6.2-18.2米。
5、建筑物不均勻沉降原因分析及加固方案確定
該樓為獨立柱基礎(chǔ)型式，基礎(chǔ)持力層為紅粘土，紅粘土在工程地質(zhì)上為特殊土，該土節(jié)理裂隙發(fā)育，在垂直方向上工程性質(zhì)有較大差異。其顯著特性是遇水體積膨脹，地基承載力迅速降低，失水后體積減小，承載力有較大提高。通過對沉降監(jiān)測資料分析，證實了紅粘土的反復(fù)吸水－失水及厚度不均是造成基礎(chǔ)不均勻沉降的主要原因。
根據(jù)以上分析，并考慮場地現(xiàn)狀（基礎(chǔ)埋深較大，上覆地層松散），確定了樁（鋼管樁）式托換加固方案。該方案實施通過開挖豎井，在基礎(chǔ)承臺上井內(nèi)作業(yè)，進行成樁托換加固。其優(yōu)點是造價低，較易施工，安全性高且不會加劇基礎(chǔ)沉降使樓體結(jié)構(gòu)進一步損害。
6、樁式托換設(shè)計
由于樁式托換設(shè)計涉及的內(nèi)容很多，本文僅重點介紹樁式托換設(shè)計的思路,其具體計算及結(jié)構(gòu)強度驗算等欠奉。
（1）、確定原基礎(chǔ)持力層地基承載力標準值
根據(jù)地質(zhì)補充勘察資料、室內(nèi)試驗結(jié)果及經(jīng)驗，終確定場地持力層紅粘土地基承載力標準值Fk=120kpa。
（2）、確定單樁容許承載力值
首先根據(jù)基礎(chǔ)承臺結(jié)構(gòu)、地質(zhì)情況等設(shè)定樁徑、樁長及持力層等參數(shù)。然后依據(jù)樁基設(shè)計及施工規(guī)范，計算單樁容許承載力（Ra），也可通過現(xiàn)場壓樁試驗的方法確定Ra。通過計算方法求取Ra的公式如下：
Ra＝—側(cè)摩阻力安全系數(shù)
—樁側(cè)的大摩阻力（KN）
—樁端承載力安全系數(shù)
—樁端的容許承載力（KN）
經(jīng)計算，本工程單樁容許承載力Ra為300KN。
關(guān)鍵詞：樁式托換、既有建筑物
1、概述
既有建筑物不均勻沉降治理，是地基基礎(chǔ)工程中綜合性較強的技術(shù)課題，而對建筑物地基基礎(chǔ)進行樁式托換處理是經(jīng)常采用的技術(shù)方法之一。本文通過結(jié)合大連市第二十高中宿舍樓基礎(chǔ)樁式托換工程實例，簡要介紹樁式托換技術(shù)的設(shè)計及施工。
2、基本規(guī)定
2.1既有建筑物加固前，應(yīng)先對地基基礎(chǔ)進行鑒定，方可進行加固設(shè)計和施工；
2.2應(yīng)先根據(jù)加固的目的，結(jié)合地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，并考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用，初步選擇加固方案；然后再分別從預(yù)期效果、施工難易程度、材料來源和運輸條件、施工安全性、對領(lǐng)近建筑和環(huán)境的影響、機具條件、施工工期和造價等方面進行技術(shù)經(jīng)濟分析和比較，選定佳的加固方法。
2.3加固施工中應(yīng)有專人負責(zé)質(zhì)量控制，并進行嚴密的監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，應(yīng)及時會同設(shè)計人員及相關(guān)部門分析原因，妥善解決。
2.4施工過程中應(yīng)有專門機構(gòu)負責(zé)質(zhì)量監(jiān)理。施工結(jié)束后應(yīng)進行工程質(zhì)量檢驗和驗收。
2.5對地基基礎(chǔ)加固的建筑，應(yīng)在施工期間進行沉降監(jiān)測，對重要的或?qū)Τ两涤袊栏裣拗频慕ㄖ?，尚?yīng)在加固后繼續(xù)進行沉降加固，直到沉降穩(wěn)定為止。對鄰近建筑和地下管線應(yīng)同時進行監(jiān)測。
3、建筑物概況
該宿舍樓高五層，框架結(jié)構(gòu)，建筑面積近12000m2,基礎(chǔ)為天然地基上的淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)承臺為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，三層臺階式，每層臺階砼厚40cm。地表為新近回填的松散碎石及少量粘土。該樓于2000年7月份建成，建成后即產(chǎn)生不均勻沉降，墻體裂縫持續(xù)發(fā)展，大沉降速率1mm/d,而且在加固所用施工豎井開挖過程中發(fā)現(xiàn)局部地梁已產(chǎn)生斜向裂縫。
4、場地工程地質(zhì)條件
該場地地貌單元屬于構(gòu)造剝蝕低丘，地形起伏變化較大，經(jīng)過人工整平改造已失去原貌。場地地層由上而下依次為：
（1）素填土（Q4ml）：雜色，稍濕，松散，主要由石灰?guī)r碎石及少量紅粘土組成。厚度4.8-8.6米。
（2）紅粘土(Q3edl )：棕紅色，稍濕－濕，硬可塑－可塑，揭露厚度0.2-10米。
（3）中風(fēng)化灰?guī)r(Zwhn)：灰色，巖石堅硬，頂面起伏較大，層頂標高6.2-18.2米。
5、建筑物不均勻沉降原因分析及加固方案確定
該樓為獨立柱基礎(chǔ)型式，基礎(chǔ)持力層為紅粘土，紅粘土在工程地質(zhì)上為特殊土，該土節(jié)理裂隙發(fā)育，在垂直方向上工程性質(zhì)有較大差異。其顯著特性是遇水體積膨脹，地基承載力迅速降低，失水后體積減小，承載力有較大提高。通過對沉降監(jiān)測資料分析，證實了紅粘土的反復(fù)吸水－失水及厚度不均是造成基礎(chǔ)不均勻沉降的主要原因。
根據(jù)以上分析，并考慮場地現(xiàn)狀（基礎(chǔ)埋深較大，上覆地層松散），確定了樁（鋼管樁）式托換加固方案。該方案實施通過開挖豎井，在基礎(chǔ)承臺上井內(nèi)作業(yè)，進行成樁托換加固。其優(yōu)點是造價低，較易施工，安全性高且不會加劇基礎(chǔ)沉降使樓體結(jié)構(gòu)進一步損害。
6、樁式托換設(shè)計
由于樁式托換設(shè)計涉及的內(nèi)容很多，本文僅重點介紹樁式托換設(shè)計的思路,其具體計算及結(jié)構(gòu)強度驗算等欠奉。
（1）、確定原基礎(chǔ)持力層地基承載力標準值
根據(jù)地質(zhì)補充勘察資料、室內(nèi)試驗結(jié)果及經(jīng)驗，終確定場地持力層紅粘土地基承載力標準值Fk=120kpa。
（2）、確定單樁容許承載力值
首先根據(jù)基礎(chǔ)承臺結(jié)構(gòu)、地質(zhì)情況等設(shè)定樁徑、樁長及持力層等參數(shù)。然后依據(jù)樁基設(shè)計及施工規(guī)范，計算單樁容許承載力（Ra），也可通過現(xiàn)場壓樁試驗的方法確定Ra。通過計算方法求取Ra的公式如下：
Ra＝—側(cè)摩阻力安全系數(shù)
—樁側(cè)的大摩阻力（KN）
—樁端承載力安全系數(shù)
—樁端的容許承載力（KN）
經(jīng)計算，本工程單樁容許承載力Ra為300KN。