建筑物纠偏、加固和改造技术

1、-10 -建筑物纠偏、加固和改造技术目录第一章 湿陷性黄土地区建筑物下沉加固技术 -8 -第一节下沉原因分析 -.8-第二节加固处理原则-.10 -第三节加固处理方案选择-.11-第四节加固处理工艺-.11-第二章 多层砖混结构的托承加固 -16 -第一节砖柱核算及加固设计 -.17-第二节施工要点 -.18-第三章 用预应力粗钢筋加固膨胀土地基中砖混结构房屋的方法-18第一节地梁下用钢筋混凝土压入桩进行基础托换 -20 -1、工程概况-.20-2、压桩的设置-.21-3、地梁承顶压能力复核 -.22-4、接桩-.23-5、纟吉语-.24-第四章 加固改造工程中的压入桩托换技术 -24 -第一

2、节用于房屋增层地基基础加固补强 - 24 -第二节 用于桩基础补桩 .-.25 -第三节用于商层建筑基坑开挖相邻建筑物及边坡支护 -26 -第四节 用于大型设备基础纠偏顶升复位 -27 -第五节 用于加固改造桥墩、桥台 29-第五章 混凝土地下蓄水池上浮破坏扶正加固技术 -30 -第一节破坏情况-.31-第二节事故原因分析 .-.31 -第三节事故的鉴定意见及处理方案 -.32 -第四节复位方案-.33-第五节加固方案-.34-第六章 预应力技术在回转窑墩基加固工程中的应用.-35 -第一节裂缝原因分析 .-.36 -第二节加固设计-.37-第三节结语-.38-第七章 用喷射混凝土加固钢筋混凝

3、土框架柱 -39 -第一节加固设计-.39-第二节技术措施-.40-第三节喷射混凝土强度检验 -.41-第八章 断裂及倾斜柱的调整加固 -41 -第一节临时加固-.42-第二节屋盖系统的保护及监测 -.42 -第三节调整复位-.43-第四节加固处理-.44-第九章 薄腹梁抗剪力不足的补强加固技术 -45 -第一节薄腹梁按实际强度承载能力计算 - 45 -1、加固方案-.46-2、施工步骤-.46-3、加固效果-.47-第十章 支架托板换梁工艺 -48 -第一节处理方案-.48-第二节保证质量的技术措施 -.49-第三节施工注意事项 .-.51 -第十一章 用喷射混凝土修复火灾烧伤的钢筋混凝土建

4、筑物.-52 -第一节结构烧损情况检验 -.52-第二节结构修复设计.-.53 -第三节喷射混凝土施工 .-.54 -第四节喷射混凝土力学性能检验 -.56 -第五节对啧射混凝土修复方法的评价 .-.56 -第十二章 喷射混凝土加固修复住宅墙体技术 -57 -第一节 加固方案的确定 .-.57 -第二节 喷射混凝土施工 .-.58 -第三节 加固效果评价 -60 -第十三章 化学灌浆在混凝土补强加固中的应用 -61 -第一节化学灌浆材料的用途及作用 -.62 -第二节 常用于混凝土裂缝粘结的灌浆材料 -63 -第三节 混凝土裂缝粘结的工艺流程及效果检测方法 -64 -第十四章化学灌浆技术在宝钢

5、热轧厂工程混凝土裂缝处理中的应用 -67 -第一节宝钢热轧厂地下工程及混凝土裂缝概况 -67 -第二节宝钢热轧厂工程施工中采用的灌浆材料及其特征 -68 -第三节工程实例-.72-第十五章 采用聚合物修补加固混凝土技术 -73 -第一节外部粘铜加固法 .-.74 -第二节聚合物水泥砂浆嵌填法-.75 -第三节聚合物浸渍法-负压常温聚合物浸渍法-76 -第四节树脂灌注法-.77-第五节修补加固方法评价 -.79-第十六章 开裂混凝土梁和节点的快速修复试验研究.-81 -第一节混凝土梁快速修复后性能的试验研究 -82 -第二节混凝土节点快速修复后反复加载的试验研究 -85 -第三节结语-.87-第

6、十七章 热电厂除尘器支架梁柱裂缝加固处理 -87 -第一节加固原理-.88-第二节加固施工顺序 .-.88 -第三节框架梁加固-.89 -第十八章 多层厂房结构综合加固技术 -92 -第一节 结构加固前状况 .-.93 -第二节产生问题的原因 -.93-第三节补强加固措施 -.94 -第十九章 无粘结预应力钢绞线加固技术的应用 -101-第一节检测与鉴定概况 -.101-第二节加固方案 -.103 -第三节加固效果.-.104 -第四节9-21-5结语-.105-第二十章排洪涵管加固工程施工 -106 -第二十一章现浇整体钢筋混凝土涵管加固设计 -106 -第一节 加固施工 .-.107 -第

7、二十二章采用体外预应力技术加固原煤贮仓 -112 -第一节 贮煤仓结构现状 -.112 -第二节 预应力施工 .-.115 -第二十三章建筑物纠倾技术 -117 -第一节导致建筑物倾斜的原因 .-.118 -第二节建筑物纠倾方法的合理选择 -120 -第三节建筑物的允许倾斜值 -.121-第四节纠倾工程的技术方案制定 .-.122 -第五节建筑物纠倾新技术-.124-第二十四章软土地区房屋倾斜纠偏加固方法 -129 -第一节场地地基土概况 -.130-第二节新建标题 .-.131 -第三节 纠偏加固方法的实践 -.132 -第二十五章用掏沙纠倾法处理基础不均匀下沉倾斜房屋.-136 -第一节

8、地质及工程概况 -.136 -第二节 事故原因分析及处理方案的选定 -137 -第三节 纠倾的准备与实施 -.138 -第二十六章采用旋喷法处理不均匀沉降住宅楼 -139 -第一节 地质情况 .-.140 -第二节 加固补强设计 -.140 -第三节 加固施工 -.142 -第四节 加固效果检查评价 -.143 -第二十七章柳锻厂房柱子下沉倾斜的纠偏方法 -145 -第一节柱基下沉倾斜、锤基下沉的原因 -145 -第二节 处理方法选择 -.146 -第三节 柱子加固、纠偏、屋架顶升实施方法 -147 -第二十八章 柱基倾斜位移的支顶矫正 -149 -第一节柱基位移倾斜的几种矫正方法 .-149

9、 -第二节原柱基荷载、有关参数及位移矫正反力计算 .-151 -第三节支顶柱基矫正复位法-.152-第二十九章保持建筑外形改变旧建筑使用功能的综合技术-155 -第一节工程概况 .-.155 -第二节改造方案 .-.156 -第三节改造中的问题及措施 -.157-第四节技术措施的实施-.158-第三十章 商业建筑增建地下室的设计与施工 -161-第一节现场调查 -.162 -第二节改建方案及改建施工-.162-第三节新旧建筑物差异沉降处理 .-.164 -第四节地下室防水处理 -.164-第三一章大型玻璃生产厂房改造工程施工技术 -165 -第一节工程改造的施工难度-.165-第二节施工方案优

10、化 -.166-第三节加固工程施工技术措施 -.167 -第四节拆除工程的施工技术措施 .-.169 -第五节托换技术-大梁的承载 .-171 -第六节实施效果 .-.172 -第三十二章 砖混结构房屋整体平移的几项关键技术.-173 -第一节平移总体构思 -.174-第二节基础处理技术 -.174-第三节牵引技术.-.176 -第三十三章 旧城改造中的房屋整体平移、旋转工程实例.-178 -第一节 五层框架结构整体平移技术 -179 -第二节三层砖混结构整体旋转62。技术 -183 -第一章 湿陷性黄土地区建筑物下沉加固技术山西、陕西、甘肃等地区，过去建造的一些建筑物，由于事先未对湿 陷性黄

11、土地基进行有效处理，在使用过程中地基被水浸湿而导致建筑 物不均匀下沉、墙体开裂，影响了正常使用，下沉严重的甚至危及建 筑物的安全。因此，对湿陷性黄土地区建筑物的加固，首先是要控制 地基的下沉，即应采取有效措施对地基进行加固。第一节下沉原因分析湿陷性黄土在天然含水量时，往往具有较高的强度和较小的压缩性， 但是水浸蚀后，水分子楔入土颗粒之间，破坏联结薄膜，并逐渐溶解 盐类，同时水膜变厚，土的抗剪强度迅速降低，在土的自重压力和建 筑物附加压力作用下，结构逐渐破坏，颗粒向大孔中移动，骨架挤紧， 从而导致地基湿陷，引起上部建筑物的不均匀下沉，墙体出现裂缝。 建筑物的变形越严重，对建筑物的危害也越大。根据

12、多年来对湿陷性黄土地区建筑物下沉情况的调查、分析，归纳起来引起地基下沉的因素有以下几方面：1. 上、下水道距建筑物过近，当管道发生跑水或渗漏时，水浸湿地基 而下沉。如某锻造厂的三号单身宿舍及其附近的浴室，由于上水管道 漏水，长期未进行处理，造成地基湿陷事故，在窗间墙及墙角等部位出现了严重的裂缝。2. 地沟过浅，封闭不好，雨水由地面流入暖气沟内，或是沟内管道跑 水，使水由暖气沟进口处流入室内沟槽中， 再沿沟槽内的缝隙渗入地 基，造成建筑物下沉。如太原某修造厂的综合车间，由于室外排水不 畅，雨水流入暖气沟，并沿沟灌入地基，引起建筑物一面墙身严重下 沉、倾斜。3. 屋面排水系统处理不好，雨水流入基础

13、。如山西闻喜县某厂一座新 建的车间，屋面采用内排水作法，土建施工完后，未及时做好排水系 统，突降暴雨，雨水由天沟经室内排水管流入地下，造成柱基下沉，下沉最严重者达54cm4. 散水过窄或散水下沉。如果建筑物室外标高过低，场地排水不畅， 地面水就容易沿墙根或散水边浸入基础， 导致建筑物下沉。如山西省 翼城县某厂食堂，由于基础四周用冻土块回填，又未分层夯实，就浇筑了散水混凝土。当气温回升，回填的冻土消融，填土下沉，混凝土 散水部分出现塌陷、开裂，雨水顺裂缝侵人地基，造成建筑物下沉。5. 由于附近新建水库、排洪沟等原因，造成地下水位上升，使建筑物 地基发生湿陷。如陕西某锻造厂的成品库，地面排水条件良

14、好，建筑 物内外均无上、下水源，但由于地下水位上升，使地基土中的含水量 大大提高，引起了建筑物的严重湿陷。6. 洪水浸淹，多见于山区建筑，由于山洪暴发，浸淹建筑物引起湿陷。 如青海某水文地质站，没有规划防洪设施，山洪浸淹了 10幢建筑，造成严重湿陷。第二节加固处理原则在湿陷性黄土地区造成建筑物下沉的主要原因既然是因“水”渗入基础底部而引起的，因此在进行此类建筑物加固处理时， 就应充分考虑 这一特点，进行针对性的处理，从根本上解决湿陷的问题，才能确保 加固的效果。因此，在进行具体的加固处理时，应遵守以下一些原则：1. 首先要查看建筑物场地的地质勘探报告， 了解地基土质情况、原来 对地基的处理情况

15、、基础设计情况、施工及使用情况，现场考察及查 阅工程档案。2. 弄清建筑物湿陷的主要原因，是上下水道跑水渗漏，还是暖气沟内 灌水；是地面水由散水等处浸入基础，还是地下水位上升。只有找到 引起发生地基湿陷的原因，才能有针对性地进行处理。3当发现建筑物出现过大沉降时，如系管道漏水引起的湿陷，就要及 时断绝水源，使地基不继续浸水；如系地面水由暖气沟、散水等处浸 入地基，则必须先将这些部位处理好，防止水继续浸入基础。4. 要对建筑物的沉降和裂缝进行观测，以了解湿陷变形的发展情况。 经过一段时间的观测，如果建筑物下沉变形已接近稳定或基本稳定， 且情况又不严重，只需处理好各种水源渗入基础的可能性，并对建筑

16、物受损部分进行一些必要的修补加固即可。5. 如地基需要加固处理，则应根据土质情况、建筑物要求、施工条件 等因素，选用不同的办法来进行加固处理。6. 在考虑进行湿陷性黄土地区的建筑物加固方案时，应采取技术上合 理、加固时可行、安全上可靠、经济上合理的方案。第三节加固处理方案选择加固湿陷性黄土地基的方法很多，目前常用的、行之有效的方法有强 劳法、灰土挤密桩、灌注桩、石灰桩、双灰桩、换土法、灰土垫层法、 灰土井桩等。但是这些处理方法主要用于未建造建筑物以前进行地基 处理。当建筑物建成并投入使用后，以上的这些方法就不一定适用了， 必须根据建筑物的具体情况和技术要求来选择最合适的加固处理方 法，见表9-

17、1-1 o第四节加固处理工艺湿陷性黄土地区建筑物浸水下沉后，地基的加固处理工艺要点分述如 下。9-1-4-1硅化法加固工艺1. 加固方案应根据不同的加固要求和具体情况，采用不同的硅化加固方法。（1）紧靠基底外侧钻垂直灌注孔，依靠压力浆液的扩散作用，硅化基础下周边土体，如图9-1-1。（2）先在基础外一定距离用硅化法做一围幕，然后再按上述方法加 固，如图9-1-2。（3）以不同的角度在基础底下打斜孔，加固基础下的土体，如图9-1-3。（4）在基础一侧或两侧挖土坑，分层钻水平孔，灌注浆液，加固基 础下的土体，如图9-1-4。（5）在基础上用风镐直接钻孔眼，直接加固基础下的土体，如图9-1-5。（6

18、） 紧靠基础外侧周围钻孔灌浆液做一围幕，然后用第5种方法加 固，如图9-1-6。（7）紧靠基础外侧周围钻孔灌浆液做一围幕，再钻斜孔至基础底部 进行硅化处理，如图9-1-7。7种硅化加固方案的适用范围及优缺点见表9-1-2。2. 土体加固半径可参考表9-1-3，实际使用时应根据试验确定加固半 径。3. 确定孔距孔距与土的加固半径有关，一般孔距为1.73r ;如为两排加固时，排与排间的孔距为1.5r，如图9-1-8 。4. 确定孔深应根据土质情况和建筑物的使用要求来确定。5. 确定硅化面积根据试验确定土体硅化后的强度及硅、设计要求的地基强度R和基底面积F来确定硅化面积F硅。6. 确定孔数孔数N与每

19、个孔在基底部分的硅化半径了有关。每孔硅化面积f孔=34r2 （全部在基础下部）故7. 每孔浆液灌注量Q=8. 施工工艺要点分层灌注时，每层灌注深度宜为 0.81.0m ；灌注压力：起始宜用0.020.05MPa,每深1m压力增加0.020.05Mpa; 流量：控制在510L/min以内；一个基础上一次硅化地基的面积，不宜超过基底面积的20%以防引起湿陷变形；灌注顺序应先灌上层，由上至下逐层硅化到所需深度；灌注时应遵守孔对称、先上后下、错位跳动、先外后里的原则。9-1-4-2氢氧化钠溶液加固法1. 确定加固半径加固土体的半径r应通过试验确定，在黄土中一般为0.40.8m2. 确定孔距和孔深孔距一

20、般为1.73r，孔深应根据建筑物的不同要求而定3. 计算加固土的体积公式V=n r2h4. 计算溶液需用量公式Q=n r2hnKIOOO5. 施工工艺要点(I )用洛阳铲按孔位成孔；(2) 孑L中填粒径为1020mn碎石，每填200mm用木棒稍加捣实;(3) 加温碱液，温度控制为9095C；(4) 灌注时可用手摇泵加压，压力控制为 0.10.2MPa;(5) 灌注时要先浓后淡，跳孔灌注。9-1-4-3灰土桩加固法确定桩径:桩径一般选用200300mm 确定桩距和桩深桩距一般为2.53.0d ;桩深一般为湿陷性土层的厚度，人工打桩时宜为46m机械打桩时宜为610m桩孔布置为了造成一个比较坚实的围

21、幕，一般应在基础周围打23排灰土挤密桩，桩基和条形基础的桩孔布置如图9-1-9。4.施工工艺要点（I ）成孔顺序按隔排跳位法进行（2）拔管后要逐个检查桩孔有无缩颈现象；（3）桩孔回填前应清孔底并夯实；（4）三七灰土应配比准确，拌合均匀，含水量适宜；（5）灰土应分层回填，每层虚铺厚度和夯击次数，应根据夯锤重量和落距通过试验确定。9-1-4-4石灰桩加固法确定桩径：用人工或打桩机打入桩管成孔，孔径一般选用270325mm确定桩距和桩深：桩距一般采用 23d。桩深宜为46m宜达土的天 然含水量等于18%20时为止。3. 桩孔布置：与灰土桩基本相同4. 施工工艺要点(I )宜采用隔排跳打法；(2) 生

22、石灰块粒径不大于50mm粉状含量不大于15%(3) 桩孔中充盈系数宜为1.41.7 ；(4) 填充生石灰块时，要用桩管或落锤夯击密实；(5) 桩孔上部至少有Im深度内应用素土封孔，以防开花放炮第二章 多层砖混结构的托承加固某商业综合楼，为4层砖混结构，建筑面积1650m2檐口高18.73m, 基础平面见图9-2-1。建筑采用条石带形基础，宽 0.6m，高0.6m;490mM 490mn砖柱承重，240mn砖墙。楼面为现浇钢筋混凝土梁、板 结构。屋面为钢筋混凝土整体屋面。配筋采用 8号铅丝，致使屋面挠 度达120150mm混凝土普遍开裂。该工程在施工前和施工过程中没 有任何技术资料和验收记录，工

23、程质量完全处于失控状态。在E轴条石堡坎下设有一排水沟，因年久失修，导致污水沉积，地基 长期处于浸泡状态。地质资料表明，该地区地下 2m以内属人工填土层，物质成分复杂， 厚度变化大，土质较松散，不宜作持力层。建筑物室内外高差达0.75m, 作为临街商店，经营十分不便，切望降低室内标高。砖柱作用在条石带形基础上的荷载 N=1250kN地基承载力R<200kPa，房屋显然不 安全，砖柱的承载力也达不到设计要求。第一节砖柱核算及加固设计原设计为500mM 500mm专柱。屋面及楼面荷载由各层钢筋混凝土大 梁传给砖柱，再由砖柱传给基础。基础顶部N=1254.1kNX1.28=1605.25kN。无

24、筋砌体受压构件承载力为：砖的强度等级MU7.5砂浆采用M2.5, f=19MPa。代入得：1605250>0.802X 1.19 X 375000=357892.5( N),显然不安全,仅为规范要求的22.2%。为此设计采用组合砖柱对原砖柱进行加固，见图9-2-6。组合砖砌体计算如下：1-1剖面假定为小偏心受压，即采用对称配筋为全截面受压。混凝土为按构造配筋，每边配316。基础面处，按组合砖砌体轴心受压构件计算：代入得:1600000<0.888( 1.19 X500X 500+10 X 300X 500X 1.0 X 1206X 310 ) =1928168 (N)安全第二节施工

25、要点砖柱下基础采用托承加固，以改变旧基础的承载能力。根据现场 条件、施工单位装备及技术水平，采用了大直径挖孔桩加深加强地基。 桩基施工应米用对称间隔施工，施工时应注意观察基础及上部结构的 变化，作好必要的安全措施。承力梁采用顶推法施工，按先两边后中 间的顺序逐一进行，施工时先卸荷后施工，即先拆除屋盖及第四层墙 体和三、四层阳台，然后再进行基础加固。组合桩施工前一定要将砖柱清扫干净并凿毛，以提高混凝土与砖柱结 合的牢固程度。箍筋通过的灰缝须剔缝，以保证箍筋嵌入灰缝中，然后在砖柱两侧用125 水泥砂浆抹平，抹灰层厚 25mm组合柱中纵 向钢筋须穿过钢筋混凝土楼板，要求预先量测好位置，对准钢筋部位

26、凿出过板洞，使钢筋伸过楼板。浇注的混凝土宜采用中砂低流动性混 凝土。第三章用预应力粗钢筋加固膨胀土地基中砖混结构房屋的方法膨胀土具有吸水膨胀，失水收缩，再吸水再膨胀，再失水再收缩的特性。这种特性使房屋基础受到膨胀力的循环作用，结构薄弱部位首先 开裂，特别是砖混结构，其裂缝会迅速扩展，贯通整个墙体甚至基础， 严重的会造成墙体倾斜、错位。下面以一幢锻压车间（图 9-3-1 ）为 例，介绍用预应力粗钢筋对膨胀土地基中砖混结构房屋的加固方法。1. 采用0 18钢筋作为预应力主筋。2. 先在房屋四角制作钢筋混凝土垫块，垫块内设 © 620（钢筋网片， 见图9-3-2。3. 按图9-3-2在墙上

27、打洞并埋入钢筋，用1:1水泥砂浆灌实，并与第二步同时施工4. 待钢筋混凝土垫块达到28d龄期后，将预应力钢筋按房屋尺寸焊接 好，安放在施工图所示位置及标高，无螺纹的一端与预埋角铁焊牢， 拧紧2号螺母使预应力主筋拉直即可，然后将有螺纹一端也焊于角铁 一侧，同时取下1号、2号工作件，并将伸出角铁的预应力筋趁烤热 瞬间迅速打弯焊于角铁一侧，见图 9-3-2、9-3-3。5. 将3号撑杆按图9-3-2所示位置照图9-3-4焊好。6. 将拉紧螺栓按图9-3-4放置。7. 待上述各项工作完毕后，即可拧动拉紧螺栓。注意应同时拧动螺栓 上的螺母，待拧到张拉图所示位置后，预应力钢筋上的预应力即达到 设计要求。此

28、时施加预应力的工作即告完成。8. 构造要求。按规范要求用C30号细石混凝土将钢筋封闭形成钢筋混 凝土圈梁。利用上述方法还成功地对其他几幢房屋进行了加固处理。竣工后，建筑物不再出现裂缝，取得了较好的技术经济效果。第一节地梁下用钢筋混凝土压入桩进行基础托换采用直接将设置在地圈梁下的钢管桩逐节压入地基的方法进行基础托换，费用很高，在土中（尤其在地下水往复升降区段），由于钢管 桩被腐蚀而影响耐久性；且钢管压入桩在封顶时没有进行预压， 需待 建筑物进一步下沉后，才能参加工作。为克服上述缺点，在某房屋基 础托换施工中采用钢筋混凝土桩代替钢管桩， 并在封顶时对桩进行预 压，使桩立即参加工作扩有效地阻止了基础

29、继续下沉。1、工程概况该工程为新建5层办公楼，验收时发现西端山墙窗台下产生了竖向裂 缝和水平裂缝，水裂缝宽达 10mm紧连山墙开间的底层纵墙均有上 宽下窄的斜裂缝，最大缝宽 3mm由于此处屋顶有一个20m3的水池 要装水，因此必须加固才能确保安全。地质资料表明，工程场地内粘土与亚粘土并存，虽为较厚的匀质土（69m，但其工程特征有明显差异，见表9-4-1。西端有裂缝的山墙基础处在亚粘土区域中，埋深仅为1.2m，地基土含水量受地表水影响较大。亚粘土较粘土透水性强，当它含有一定水分时，上部荷载 主要由亚粘土中固体颗粒和孔隙水压力来承担；当天气连续干旱时， 地基土失水，孔隙水压力逐渐消失，同时固体颗粒

30、压力逐渐增大，亚 粘土被压缩，而粘土的含水量相对稳定，对地基影响并不明显，因而造成地基不均匀沉降。下雨后，地表水很 快渗入亚粘土中，孔隙水压力得到补偿，固体颗粒压力减少，亚粘土 出现回弹现象，山墙上裂缝便呈现闭合的趋势。因此，地基土含水量 的变化，是造成房屋开裂的主要原因。该工程基础加固，采用地梁下压入桩进行基础托换， 不但可以把上部 荷载直接传递到含水量相对稳定的深层土中（3.5m）,避开大气对土层的影响，同时可减轻原基底压力，减少地基下沉，具有工程量小, 费用低，结构性能可靠的特点。2、压桩的设置地梁下钢筋混凝土压人桩的设置根数，主要与单桩承载能力的大小有 关。一般单承载力由桩的截面大小、

31、桩长、地基特征值、地梁承顶能 力、建筑物自重等诸因素确定。由于地基持力层较浅，承载力较高， 预计压入土中的摩擦端承桩不可能很长。考虑到施工简便和经济效 益，采用了较小桩的截面（200mn¥ 200mm和较高的单桩承载能力（200kN。要求压桩封顶完成后，墙与地梁的空隙用泵压入水泥砂浆 填充密实，由于操作导坑也用毛石混凝土恢复充填，因此，可使原有 地震承载力得到恢复，与压入桩处于共同工作状态。原有地基的承载能力，可用轻便触探仪测定，不足部分由压入桩承担 每米长地梁下需设置压入桩的根数 n可按下式计算：式中G+每米长基础上恒载与活载之和（kN）;R基础底面的地基承载力（kN/m2）;A每

32、米长基础底面积（m2 ；Pj压入桩的单桩承载力（kN）。3、地梁承顶压能力复核在地梁下，通过千斤顶进行压桩，其反力直接传给地梁。由于一般民 用建筑的地圈梁多按构造配置，其截面及配筋普遍偏小，在压桩过程 中，地梁被顶裂时有发生。因此，施工前应对地梁的承顶压能力进行 复核。根据结构状况，地梁可看成具有不间断弹性支座的连续梁，以千斤顶反力作外力，直接作用在弹性地基梁上计算内力，并验算其截面强度。 但这种计算过于繁琐，不适于施工现场应用。采用倒梁法简化计算过 程，一般施工开挖操作导坑宽度约 0.8m，故近似取地梁长1.0m，并 假定其上作用均布荷载，根据最大压桩力和千斤顶上钢垫板宽度， 可 求出地梁内

33、力。当复核地梁截面强度为安全时，便可施工。否则，应在地梁下增设钢托梁或钢筋混凝土地梁。一般新增混凝土地梁长1.0m,截面取bh=300mrH250mn,当被加固房屋未设地梁时，在墙下 设置这种短地梁，也可以进行压桩作业。4、接桩在压桩过程中，如何逐节将桩连接起来，是基础托换的关键。通常有 硬接和软接2种方法。1. 硬接，即采用常规的硫磺胶泥浆锚接法。其头节桩飞中节桩、顶节 桩的构造见图9-4-1。2. 软接，即用微膨水泥砂浆错接法，砂浆采用525号普通硅酸盐水泥 和中砂，重量配合比为1:1。砂浆中含有水泥重量14%的膨胀剂，膨 胀剂中生石灰膏与矶土水泥之比为 1:1.1，并适量加入缓凝剂。要求

34、 在压桩全过程中，砂浆不凝结。按此配方灌孔砂浆28d的锚固力可达 0.9MP&软接桩的构造，与硬接桩略有不同，系采用© 70钢管作桦头结合，见图9-4-2。制作时，应将铜管内注满混凝土。接桩时，将下节桩端 面用砂浆找平，灌入下节桩预留孔的砂浆比空隙体积多3%对孔安装后，轻轻转动上节桩，使砂浆充满缝隙。5、结语该工程地梁下用钢筋混凝土压入桩进行基础托换， 按上述设计，方法, 只需压人8根桩，共计38m长，现已投入使用两年多，经复查该房屋 基础不均匀下沉已得到控制，原砖墙裂缝修补后闭合完好，未发现异 常现象，说明加固方案是成功的。第四章 加固改造工程中的压入桩托换技术压入桩托换是

35、地基处理的一项实用技术， 多年来已成功地托换加固了 许多建筑物。近年又用于房屋增层改造中的地基基础补强、桩基础补桩、大型设备基础倾斜顶升纠偏、高层建筑基坑开挖时相邻建筑物及 边坡支护、桥墩桥台加固改造等工程中。第一节用于房屋增层地基基础加固补强现有房屋增层改造中如基础过窄，或经测试检查，原基础无潜力可挖，增层所加的荷载基础无法承担时，可采用压入桩托换方法，在需补强 的基础下以托换桩支承增加的结构荷载。 呼和浩特市回民区卫生防疫 站办公楼是70年代建造的2层砖混结构办公楼，毛石砌筑的条形基 础，砖、砂浆的标号均很低，砌筑质量不好。基础宽度仅0.8l.0m，埋深1.5m。持力层为可塑状素填土和粉质

36、粘土，基础底面下1.0l.5m 为饱和软可塑状态的粉土层，深 4m处才见粗砾砂层。天然地基承载 力仅100kPa,已属于亟待加固的危房。故决定将原办公楼经过抗震 加固后，从两层接高到四层。除对墙体做混凝土钢丝网片加固外，重 点用压入桩技术进行地基基础补强。1. 计算© 150 X 5钢管桩的单桩承载力，再根据增层各基础部位上增 加的结构荷载布桩。2. 画出托换桩平面布置图、桩细部加工及大样。按平面图所标的施工顺序号间跳式开挖导坑， 压桩托换。每根桩均要 压到室内地面下45m进入粗砂硬层，压桩力达到或超过设计单桩承 载力的1.5倍。然后交错撤出千斤顶，向桩管内灌 C20素混凝土，塞 钢

37、管短节，与基础紧固成一体。有基础梁的部位，在梁下压桩托换； 无基础梁的墙体，用工字钢对墙底皮砖加固后再压桩托换。第二节用于桩基础补桩桩基础施工中，由于增加结构荷载或设计计算遗漏荷载，灌注桩施工 中出现缩径、断桩或残留土厚度大等缺陷，将导致建筑物竣工后由上 述原因造成房屋不均匀沉降、墙体开裂。如采用压入桩进行补桩，补 足设计要求的承载能力，可以使施工中的房屋补桩后继续施工， 竣工 交付使用的房屋补桩后确保结构安全。包头市回民中学教学楼为4层（中间局部5层）砖混结构楼房，建筑面积4000m2 1986年冬开始施工，1987年建成使用。因地基土有湿 陷性，设计了钻孔灌注桩基础，桩长56m要求桩端落在

38、非湿陷的中粗砂层上。由于桩成孔时残留土未妥善处理及施工、 使用中管道漏 水，造成基础不均匀沉陷，墙体多处发生裂缝，部分门窗变形，玻璃 被压碎，无法进行正常教学。对此采用压入桩托换基础加固方案，在原钻孔灌注桩承台梁底下压入 126根56m 200mM 200mm的钢筋混凝土预制桩，恢复了教学楼的 使用功能。托换加固利用学校暑假，工期仅 60d,资金12.8万元。施工程序及压桩方法与上述增层基础补强基本相似。但由于使用混凝土预制桩，增加了桩的预制和接桩工序，设计桩的制做配筋图。每根 托换桩的最下一节预制长度1.5m，下端预制成60。角。中间各节长 度为0.40.6m，以预埋铁件焊接和预留孔预留插筋

39、相装配，端面抹 高标号水泥浆接桩。第三节用于商层建筑基坑开挖相邻建筑物及边坡支护随着高层建筑的崛起，深基坑开挖时相邻建筑物的稳定与边坡支护成 了重要的科研课题，特别是地下水位线以下开挖，降水漏斗范围的旧 建筑物更容易开裂破坏。基坑开挖前将相邻建筑物可能受到影响的基 础部位，根据荷载的大小布桩托换，把荷载通过压入桩传递到新基础 下一定锚固深度的持力土层上，这是一种简单省钱的处理方法。建设银行内蒙古分行新建办公大楼，地上14层，高61.5m，框架剪力墙结构，箱形基础，地下室埋深 5.35m,建成后与旧6层办公楼连 成一体。旧楼为混凝土交梁基础，埋深仅2m新旧楼基础不仅没有距离，且新基础底面低于旧基

40、础底面 3m多，新基础大放脚还要深入 旧基础边线内0.5m。经方案比较决定采用压入桩基础托换方案。在靠近新楼的旧建筑物山墙和纵横墙基础底下压了60根219 X 7底开口无缝钢管桩（图9-5-4 ）。因为旧基础底面下1.52.0m粘性土以下 就是粗砾砂层，为保证桩的压入长度和足够的单桩承载力，施工压开口钢管，用短钻杆带小勺钻头伸入桩管内掏土掏砂，用边压入钢管边掏砂的办法将钢管桩压入新基础下 34m锚固深度。每根压入桩的最 后压入阻力均超过设计单桩承载力的 2倍，满足结构安全要求。费用 仅6万元，20余天就完成了任务，完工后使用多年新旧楼均无不均 匀沉降痕迹。第四节用于大型设备基础纠偏顶升复位大型

41、设备基础发生下沉和倾斜，一般都由地基土不均匀沉降所致。 在 地基基础施工中，往往注意墙桩基础而忽视设备基础。 当设备下地基 土中有淤泥泥炭透镜体、湿陷土、松填土、空洞未发现或发现后未认 真处理，基础易发生过大的沉降和倾斜。特别是机械设备投入运转后， 地基土受振压密或管道漏水.浸泡湿陷，更容易造成设备基础下沉破 坏。处理时如果采用拆-除重新加固地基再做基础的作法花费太大。使用压入桩技术进行托换顶升纠偏加固的方法是，在设备基础底下用千斤顶把预制的涂有防锈漆的钢管桩或混凝土桩逐根压到软弱层下 硬持力土层，将设备荷载及基础自重传递下去， 靠桩的附加支撑把下 沉倾斜的设备基础顶升扶正。托换桩可在基础下沉

42、多的一侧多布置， 在下沉少的地方少布置，以调 节各部分地基承载不均衡情况，消除或减少差异沉降。如果基础和设 备荷载过大，还可利用多台大千斤顶配合托换顶升。丰镇电厂是国家“七五”，和“八五”，期间重点能源建设项目，翻 车机室和牵车平台建于1988年，基础落在填方整平的地面上。采用 机械开挖推平碾压，最大开挖深度12m机房及设备基础全部落在厚 薄不均未碾压密实的填土上。施工时发现翻车机房东西附跨下沉。 施 工单位采用人工挖孔灌注桩加抬梁的办法处理，因桩短未进入原土 层，反而增加了负担。建筑物落成，设备安装未投入运行时又遇管道 漏水，东西附跨与主机房之间被拉裂，附跨发生倾斜；平台及基础下 沉，中间向

43、下挠曲，一个角基础向下倾斜，最大沉降量达 20cm经工程处理投标，选用压入桩托换顶升加固方案，使用219X7无缝钢管作桩，压人319根，最大压桩深度13nr,桩端进入坚硬粘性土层， 压桩力达230250kN为保证设备正常运行，在托换的基础上，对基础倾斜和挠曲进行顶升 纠偏。方法是先逐根压桩至深度和压桩力均满足要求后， 不撤千斤顶， 在基础下沉大的部位加多台 500kN2000kN千斤顶（垫枕木或钢板）辅助托换桩上的千斤顶反复顶升，宣至基础偏差调整到满足设计要求，再从基础下交错撤出千斤顶，塞钢管短节垫钢板块，旋紧防回弹大螺栓，支模浇C20混凝土，把托换桩和基础紧固成一体。第五节用于加固改造桥墩、

44、桥台桥梁建造后若干年，由于无法满足日益增长的交通流量、桥面荷载、抗震及防洪要求，或由于某些原因桥墩桥台下沉开裂破坏， 需改造维 修加固。其中基础工程部分成为设计施工中不好解决的难题。 使用压 入桩托换或桩墩综合托换技术可做到既保证桥的结构安全， 又不中断 交通。具体作法是先把桥墩桥台逐个托换加固， 或先压桩托换，后筑混 凝土墩，换掉腐蚀的桥墩桥台或腐蚀部分，扩大桥墩桥台支承面积或 加大基础埋深，降低桥下河底标高，增加桥下过水断面。包头市红星桥位于包头市东河区，钢筋混凝土结构，建于 60年代， 是市区街道过河桥。为增加暴雨过后的泄流量，红星桥上下游河底均 需加深加宽。改造前的红星桥，泄洪过水断面

45、不够，必须按照防洪规划设计要求， 将河底加深。新设计河底标高比原河底低1m离原基础底仅0.67m（图9-5-2），危及桥的稳定和结构安全。采用压入桩技术，在桥墩桥台底下压桩托换，加深桥墩桥台基础。为保证安全，不中断路面交通，采用半幅封闭施工、半幅车辆人流通行交替作业方案。先将半幅施工的桥面下的桥墩桥台分割成条块，间跳式开挖、压桩托换、支模、浇注混凝土。完成半幅施工之后开放，让 车辆人流通行，再将令半幅桥封闭，用同样的方法施工，最后加固整 修桥面和栏杆，完成改造加固任务。至今基础、桥墩、桥台及桥面结 构完好。目前压入托换技术，已从小规模房屋局部排险托换加固， 发展到大口 径钢管桩、大吨位千斤顶整

46、个房屋、大型设备基础补救性和预防性托 换加固。用桩数量由几根到二、三百根。桩用材料为为几十吨钢管、 上百立方米的混凝土。在托换桩顶升螺栓或桩侧加小千斤顶， 避免了 托换压桩撤出千斤顶后桩产生的回弹。应用“土塞作用”，大工程和遇上难压入的砂层，可开口压入钢管或 边压入钢管，边从管内掏土，然后向管内灌注混凝土成桩。增加桩的 压入长度，解决压入桩通硬层或硬夹层不易进尺的矛盾。第五章混凝土地下蓄水池上浮破坏扶正加固技术合肥市某研究所新建600m3圆形混凝土地下蓄水池，由于主体工程完 工后管理不善，池顶未能及时覆土，加之连将大雨，现场排水措施不 当，水池西侧长时间受水浸泡后造成水池自西向东倾斜上浮。倾斜

47、后的最大差达595m2.水池上浮后，经与设计单位研究决定，先将池内注水 250 m2以阻止 水池继续上浮，但由于复位工作未及时进行等原因， 导致水池各部位 破坏（图 9-6-1、9-6-2 ）。第一节破坏情况整个池底呈锅底状破坏，锅底状最深处下陷 180mm池底板距离池壁 450mm左右的环向裂缝已基本贯通，裂缝宽度最大达 7mm池底板中 间亦有纵横方向的裂缝，地下水由裂缝涌向池内。池内有纵横各3排共9根混凝土柱，经检测，由于底板上浮使柱子出 现不同方向的拉、压破坏，底板呈锅底状后中间下沉，使柱与基础交 接面及柱与柱帽交接处的混凝土拉裂破坏。.池顶盖的裂缝位置和破坏状况与底板大致相似，但损伤程

48、度较底板轻，环形裂缝最大宽度5mm裂缝深度未发展到板底。距底板780mm高度范围内池内壁出现轻微的环向裂纹， 其余部位未发 现破坏迹象。第二节事故原因分析施工周期长，特别是垫层混凝土施工完毕后.底板与池壁未及时施工,两者施工间隔长达10个月，使底板与垫层结合的整体作用受到影响。雨汛期间现场排水措施不当，且由于管道安装时，将西侧进水管位置 土方开挖后未能及时回填。土建主体完工后曾在池内注入800mm深的 水进行养护及压重，而管道安装时将池内水排干，安装完毕后又未能 重新加人，设计池顶300mn厚覆土也未能及时施工，减小了水池的抗 浮能力。各施工及协作单位之间未能密切配合， 水池在没有复位的状态下

49、,次性注水量超载，导致事故发生第三节事故的鉴定意见及处理方案水池底板呈锅底状破坏，其裂缝宽度已超过了规范要求，复位中板底 泥浆从裂缝中冒出，可认为底板钢筋和混凝土已不能共同工作，底板 与池壁的连接已失去作用。因此，底板经处理后只能作为垫层使用。 经挖开检测后确认，垫层厚度和强度均满足设计要求，也未发生上浮。 底板上浮后泥浆的流入只导致底板与垫层的脱离，垫层仍可使用。柱裂缝可认为是由于水池复位时底板和顶板的破坏，导致柱承受偏压 荷载的影响而拉压破坏，其裂缝宽度已超过规范允许值，钢筋受力已 达到极限状态，但考虑到每根柱承受的荷载较小，可采取“加筋外包” 法加固。顶板的裂缝亦超过规范允许值，但其位置

50、对顶板的整体破坏影响不大，考虑到上部荷载较小，故采取柱顶上部加钢筋混凝土板带的方法，以尽量减小顶板上部荷载及满足防水要求为原则进行处理（图9-6-3 ）。池壁内侧除有1道环向裂缝处，其他基本完好，轻微裂纹仍在允许范 围内，钢筋还处在弹性阶段，混凝土和钢筋仍能共同工作，因此池壁 保留，在裂缝位置做适当封闭即可。根据现场实地检测与鉴定，对第一手资料进行分析及验算，为缩短修 复工期和减少费用，确定除底板重新施工外，其他采取复位及加固的 方案进行处理。第四节复位方案水池复位：池底呈锅底状破坏后，池底漏水严重，加水施压已不能对 池体复位起作用。待池底板与垫层之间的淤泥和流砂排除后， 只能靠 水池自重和外

51、部加压的方法进行复位。 复位时将水池周围的回填土方 自西向东对称分层挖开，并在池体西侧距池壁3.0m远处挖一积水井， 以利于开挖后池壁周围泥浆水的排出。为避免水池东侧穿过池壁的4根出水管对池壁复位的影响，复位前将管道切断。由于水池己倾斜，为防止回填土同时开挖会导致池体产生由西向东的 滑移变形，决定东侧1/3圆弧长度内的填土暂不挖除，以保证对池壁 的侧压力。待池壁外侧回填土开挖后，检查底板与垫层脱离的高度和 泥浆涌入的情况，然后对称地将泥砂仔细清除。米用侧面掏土与底板 钻孔相结合的方法，即靠外侧的泥砂用人工掏除，其余部位在底板上 按顺序钻孔后（孔按梅花形布置，间距 1500mm该孔兼作底板压力

52、灌浆用），采用高压水泵压水冲洗。经5d时间的清洗及池顶加压，底 板已基本复位（残余高差为45mrh,复位效果较理想。第五节加固方案1. 底板施工：底板复位稳定后，从底板钻孔处进行压力灌浆，采用水 泥砂浆和纯水泥浆，使用425号普通水泥。施工按逐渐加密的方法进 行，分2次施工，间隔时间不少于48h，反复进行至板底孔隙被压实 为止，并在底板钻孔处预埋 16垂直插筋，以加强新旧底板之间的 结合。底板所有裂缝均凿V形槽，清刷干净后用膨胀砂浆进行封闭处理， 然 后将底板找平，找平后的原底板作为新底板的垫层使用。新底板的设计厚度为200mm混凝土强度等级比原设计提高1级（C23 S6防水混凝土）。2. 池

53、壁加固：池壁采用加钢筋混凝土内套的方法处理，其厚度为100mm高度为底板以上1600mm上口做300mn高斜坡。内套混凝土 须与底板混凝土一次连续浇注。3. 柱子加固：柱子采用加钢筋混凝土外套的方法补强。外套厚度为100mm纵向钢筋为412,下端锚入原基础混凝土内，上端穿过原 顶板并做弯钩错固于新增板带内。4. 顶板加固：考虑到上部荷载不大，顶板的损坏程度较底板轻，处理 时有针对性地在裂纹部位增加混凝土板带。靠近柱列和池壁的裂缝， 板带加宽到池壁外边缘和柱帽上，以利于顶板受力和防水处理（图 9-6-3 ）。第六章 预应力技术在回转窑墩基加固工程中的应用贵州省某水泥厂回转窑为长100.94m直径

54、3m的筒体，由4个窑墩 基础支承，筒体安装坡度为 4%转窑投产运行仅3个月，厂方便发 现2号墩基在距墩顶下2.5m处，有1条最大缝宽达3.2mm的水平裂 缝（图9-7-1），此裂缝与窑筒体坡度方向恰相反。由于墩基摇动幅 度越来越大，故被迫停产。2号墩基的建筑场地位于岩溶洼地中部， 地势平坦，地表水排泄不畅， 雨季时局部有积水，其地质状况自上而下为：（1）人工填土，为黄褐 色粘土含少量砖屑和碎石，结构松散，厚 0.7m; （2）第四系残积土 层，为黄褐色粘土，可塑或软塑状，厚 7.68.4m，fk=110kPa；（3） 三叠系中统关岭组岩石强风化带，厚 1.01.4m，泥质白云岩破碎疏 松，呈粉

55、砂或碎块状，黄灰色，fk =300kPa;（ 4）岩石中风化带，泥质白云岩较坚硬完整，有风化褪色现象，fk =1500kPa。为控制墩基沉降，设计以岩石中风化带作持力层。2号窑墩由4根桩身直径为1.3m、扩底直径为2.0m的人工挖孔灌注桩支承，要求桩 嵌入泥质白云岩中风化带不小于 0.5m。据资料显示，桩下部在灌注混凝土时，投放了约20%勺毛石，使设计C18的混凝土变成了毛石混凝土。并在毛石抛入过程中，打坏了固 定桩竖筋用的三角加强箍筋，造成有的竖筋环向间距偏移84116mm设计单位曾在桩顶使用 525钢筋与各桩伸出的竖筋作过焊接连接 处理。墩基施工时，混凝土又未能连续浇注，两次混凝土浇灌间隔时 间达2个月之久，在距墩顶2.5m处留下了施工缝。第一节裂缝原因分析转窑简体通过托轮对2号墩基作用的竖向力为1900kN,水平推力为380kN,设计动力系数取值为1.2。墩基裂缝开展与筒体坡度方向相 反的原因成为分析时争议的焦点。原设计2号窑墩在转窑及墩基自重作用下总的竖向力为 6.0 x 103kN, 由水平推力作用在墩基底面及合力偏心引起的弯矩值为3.94 x103kN -m,用它们来复核桩身及桩扩底后地基土对端承桩的承载能力， 设计均能满足使用要求。考虑到桩下部混凝土放有部分毛石，使混凝土强度等级降低，采用C13来验核桩身，仍留有足够的安全储量。因此，原设计及加部分