结构加固改造之地基基础加固讲义

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地基基础加固改造理论与技术同济大学土木工程学院结构加固改造理论与技术同济大学Tongji

University第六节 地基基础加固改造2021/8/182基础加固的原因地基基础受力特点增层工程纠倾工程移位工程基础加固和托换同济大学Tongji

University倾斜、不均匀沉降上部荷载增加1

基础加固的原因栏杆被拉出上图红色标注的范围就是主体承重梁断裂的位置2013.3.4俄罗斯索契一幢因隧道坍塌而倾斜的房屋安徽六安中天·蓝山11号楼不均匀沉降导致房屋倾斜、主梁断裂2021/8/183同济大学Tongji

University2

既有建筑地基基础受力特点图8.6.2基底反力分布地基计算模型忽略上部影响、考虑基础刚度考虑地基强度线性分布假定：反力按线性分布，由静力平衡条件来确定。适用：基础刚度大地基软且均匀文克勒假定：压力与地基沉降成正比。适用：抗剪强度较低的地基（如淤泥、软黏土）弹性半空间假定：弹性半空间连续体适用：抗剪强度较高的地基2021/8/184同济大学Tongji

University5浅基础的类型独立基础条形基础(十字交叉条形基础)按基础形状和大小分类

筏板基础箱形基础无筋扩展基础(刚性基础)按基础材料的性能分类钢筋混凝土扩展基础2

既有建筑地基基础受力特点2021/8/18同济大学Tongji

University2

既有建筑地基基础受力特点独立基础柱下基础图8.6.2基底反力分布图8.2.4预制钢筋混凝土柱杯口基础的连接图8.2.3现浇柱的基础中插筋构造示意Ap

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fmin2021/8/186A

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1.2

fmax同济大学Tongji

University2

既有建筑地基基础受力特点带肋

（b）带肋形基

条形基础墙下基础柱下基础重叠（a）不图8.6.2条图8.6.2十字交叉条形基础pmax

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6

M2021/8/187BL

BL2min（8.6-3）同济大学Tongji

University2

既有建筑地基基础受力特点（a）（b）平板式）（c）（d）梁板式图8.6.2

筏板基础筏板基础高层建筑平板式施工快、梁板式省材料pmax

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6

Mx

6

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y2021/8/188BL

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BL2min同济大学Tongji

University2

既有建筑地基基础受力特点（a）常规式 （b）套箱式图8.6.2

箱型基础箱型基础---补偿基础增加刚度减小沉降差2021/8/189同济大学Tongji

University分类向上增层室内增层地下增层可分为向上增层、室内增层和地下增层直接增层外套结构增层向上增层增加内柱/筒增层外扩增层同济大学Tongji

University外套结构增层（a）平面图

（b）立面图分离式结构体系分类向上增层室内增层地下增层注：图片引自《建筑物位移纠倾与增层改造》唐业清中国建筑工业出版社同济大学Tongji

University外套结构增层（a）铰接式

（b）刚接式协同式式结构体系分类向上增层室内增层地下增层注：图片引自《建筑物位移纠倾与增层改造》唐业清中国建筑工业出版社同济大学Tongji

University外套结构增层（a）框架柱承与首层柱（b）大跨空腹桁架(c)顶层梁吊内柱图外套框架结构体系分类向上增层室内增层地下增层注：图片引自《建筑物位移纠倾与增层改造》唐业清中国建筑工业出版社同济大学Tongji

University外扩结构增层图底层扩建外套结构体系分类向上增层室内增层地下增层注：图片引自《建筑物位移纠倾与增层改造》唐业清中国建筑工业出版社同济大学Tongji

University增加内柱/筒(a)平面示意图（b）剖面示意图图外套框架增设内筒结构体系分类向上增层室内增层地下增层注：图片引自《建筑物位移纠倾与增层改造》唐业清中国建筑工业出版社同济大学Tongji

University室内增层大层高建筑改建吊柱式增层悬挑式增层旧天井加柱增层分类向上增层室内增层地下增层同济大学Tongji

University地下增层延伸式增层水平扩展式增层原地下室夹层分类向上增层室内增层地下增层同济大学Tongji

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纠倾工程纠倾设计步骤确定沉降量倾斜验算地基承载力纠倾方案，如迫降，顶升位置和机具数量优化纠倾沉降速率、回倾速率、回倾时间等防复倾加固同济大学Tongji

University纠倾方法3

纠倾工程掏土法浅层掏土法基底成孔掏土基底冲水掏土基础抽砖石法地基应力解除深层掏土法辐射井射水法图应力解除法纠倾示意图图辐水射图平井沉钻射井孔水掏取土土纠纠偏倾倾法示示意图抬升法迫降法其它方法图片引自张鑫等建(构)筑物纠倾技术进展，《山东建筑大学学报》2008.4（23）2同济大学Tongji

University3

纠倾工程降水法水处理法浸水法纠倾方法图浸水纠倾法示意图图降水纠倾法示意图抬升法迫降法其它方法图片引自张鑫等建(构)筑物纠倾技术进展，《山东建筑大学学报》2008.4（23）2同济大学Tongji

University4

纠倾工程纠倾方法对端承桩、摩擦端承桩宜采用桩顶卸载法,即常说的截桩法,将所需砍去的桩头与底板的联结处截断,或者将桩周底板四周凿穿约

200mm宽的缝,截断缝中钢筋,使桩与承台完全脱离,待纠倾完成后再重新做桩头与底板的连接。文献[14]

曾采用此方法成功对某沉管灌注桩基础框架结构的六层建筑物进行纠倾。对于摩擦桩宜采用桩身卸载,即通过对沉降较小一侧的土方开挖暴露该部位桩体上部(图14),增加桩体下部和桩端的荷载,从而引起沉降达到纠倾的目的。由于采用该方法纠倾需要时间比较长,且工作量比较大,往往需要与其他方法联合使用。桩基卸载法 桩顶/身/承台抬升法迫降法其它方法图桩顶卸载纠倾法(端桩法)示意图图桩身卸载纠倾法示意图同济大学Tongji

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纠倾工程顶升法抬升法地基注膨胀剂纠倾方法抬升法迫降法其它方法迫降法：污水外排障碍、地表水倒灌顶升法：顶升力有限

建筑体量小图压密注浆示意图图托换梁顶升纠倾法图福建某教工住宅墙梁顶升600mm同济大学Tongji

University4

纠倾工程牵引法横向加载法顶推法纠倾方法抬升法迫降法其它方法同济大学Tongji

University5

移位工程上海音乐厅移位工程占地面积1254m2，为框架-排架混合结构。原址顶升1.7m，平移66.46m，最后顶升1.68m。图顶升1.7m的结构图工人正在顶升起来的结构下放钢垫块图平移过程中的结构图刚开始移位的结构同济大学Tongji

University加固原则先进行地基调查鉴定6

基础加固和托换搜集场地岩土工程勘察资料地基土层:软弱层、河道、岩洞土的力学性质地下水位/腐蚀性液化/震陷性场地稳定性分析沉降、倾斜原因调查邻近建筑、地下工程和管线综合to检验方法原位测试室内试验2021/8/1825同济大学Tongji

University加固原则先进行基础调查鉴定6

基础加固和托换搜集资料设计资料和图纸现场调查表观开裂、腐蚀材料强度倾斜基础的弯曲、扭曲检查钢筋桩基检测2021/8/1826同济大学Tongji

University加固原则先进行地基基础调查鉴定挖掘挖掘地基潜力--当现有建筑地基基础好时

长期压密承载力提高；地基承载力的宽度修正。计算实际地基荷载超出5%-10%左右，一般不加固基础，而考虑上部刚度。改善结构整体刚度加强墙体刚度，加强纵横墙的连接等尽量简易施工、运输、周边环境2021/8/18276

基础加固和托换同济大学Tongji

University图素混凝土加固套6基础加固和托换基础加固基础补强注浆加大基础底面积-加宽、加筏板式基础图基础补强注浆同济大学Tongji

University6基础加固和托换基础加固基础补强注浆加大基础底面积-加宽、加筏板式基础图桥墩台扩大基础加固1-扩大基础2-新旧基础结合3-丁石同济大学Tongji

University6基础加固和托换基础加固基础补强注浆加大基础底面积-加宽、加筏板式基础图桥墩下桩式基础加固左-新加打入桩中-新加钻孔桩3-新加静压桩同济大学Tongji

University6

基础托换图静压桩托换图墩式（坑式）加固图抬墙梁加固法抬墙梁（锚杆）静压桩墩式（坑式）加固沉井托换条形基桩基

断桩托换

图沉井托换加固同济大学Tongji

University13[提高抗剪承载力]提高承载力避免结构物、边坡、隆起失稳[改善土的透水性]降低动水压力，避免液化2[降低土的压缩性]控制沉降总量及不均匀沉降4[改善不良土质]湿陷性、膨胀性7

地基加固方法及作用地基加固作用同济大学Tongji

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地基加固-地基加固方法编号分类处理方法原理及作用适用范围1碾压夯实重锤夯实，机械碾压振动压实，强夯法(动力固结)利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地基土压实，强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实适用于碎石、砂石、粉土、低饱和度的粘性土杂填土等2换填垫层砂石垫层，素土垫层灰上垫层，矿渣垫层以砂石、素土、灰上和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力，扩散应力，减少沉降量适用于处理暗沟、暗塘等软弱地基3排水固结天然地基预压，砂井预压.塑料排水带预压真空预压，降水预压在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性;加速沉降发展，使地基沉降提前完成适用于处理饱和软弱土层;对于渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待4振密挤密振冲挤密，灰土密桩砂石桩，石灰桩，爆破挤密采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体的孔隙减少，强度提高;必要时，在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土素土等，与地基组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量