[分享]既有建筑地基基础加固的若干问题探讨

发表于2019-11-13     353人浏览     0人跟帖     总热度:50  




既有建筑地基基础加固的若干问题探讨


地基基础是整个建筑的重要组成部分,尽管设计时预留两倍的安全系数,地基基础出现问题的工程不少。老建筑功能调整,荷载增加,也需要对已有建筑的基础进行加固改造。本文对既有建筑的基础加固改造中碰到的一些问题进行探讨。
地基基础常见问题
地基或基础常见的问题有:沉降不均导致墙体开裂、基础断裂或起拱、建筑物沉降过大、地基滑动、地震液化失效等。
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图1 墙体开裂
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图2 地基滑动
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图3 基础液化破坏
基础加固常用方法
建筑物基础加固主要有基础补强注浆加固、扩大基础、锚杆静压桩、树根桩等方法。加固完成后,地基承载力、地基变形、基础的抗弯、抗剪、抗冲切承载力及地基的稳定性都均应该满足要求。
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图4 基础补强注浆加固
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图5 扩大基础面积加固
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图6 锚杆静压桩施工
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图7 树根桩

对于独基、条基等基础形式,以上加固方法能较好的完成基础加固工作。当建筑物有地下室,基础采用筏形基础时,由于需要考虑建筑功能及施工条件,基础加固会变得复杂起来。
1. 承载力不足问题
当承载力不足时,独基、条基可以方便的增大基底面积,对于筏板基础而言,面积是无法增大的。对于沉降已经稳定的建筑物,地基承载力可以适当提高,需按照《既有建筑地基基础加固技术规范》中的相关内容进行现场试验检测并结合地区经验综合确定地基的承载力。若地下室已经施工完成,原位试验检测将变得非常困难。如果荷载增加不大的情况,可以按照地区经验适当提高承载力,当荷载增加较大时,可以用注浆加固或桩基托换。
2. 冲切问题
柱底荷载增加会导致筏板冲切不满足要求。根据冲切计算公式,抗冲切力是由混凝土强度和冲切截面积控制。一般来说,混凝土强度随时间会有一些增长,可以通过鉴定报告取值来复核抗冲切能力。按照无梁楼盖的设计思路,可以结合建筑面层,做一些锥形上柱墩,增加冲切截面积。此外,可以设置一些剪力墙或者小柱子,分散荷载,将部分荷载直接传递到筏板。对于地下水位较高的情况,跨中增加小柱子,正好可以平衡部分水浮力产生的弯矩。
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图8 停车位间增加柱子分担荷载

3. 筏板配筋
上部荷载增加较大时,除了冲切不满足外,会出现筏板底筋不足的情况。底筋加固是较为困难的,此时可以向上加厚底板,增加底板的有效截面高度,相同的弯矩下底板的底筋会有所改善。但往上加厚底板会对建筑层高产生较大影响,不宜太厚。计算时,对支座弯矩进行合理的调幅,将调幅弯矩由板面来承担也是一种可行的方法。
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图9 筏形基础加固

4. 地震液化
笔者曾碰到一个工程实例,地上五层框架结构,带一层地下室,乙类建筑,基础采用筏板基础。原地勘结果显示,基础所在持力层为非液化土层。因建筑改造扩建,重新勘查的结果显示,已有建筑周边土层为中等液化土层,根据规范要求,需要全部消除液化沉陷或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理。考虑了几种加固方案:a.采用桩基托换,柱周边布置锚杆静压桩,穿过可液化土层,将原设计的筏板基础改为桩筏基础;b.底板均布开孔,进行注浆加固;c.考虑到建筑物长时间的压密作用,已有建筑下的土层性质和周边土存在一定差异,底板开孔,进行补勘,再进行处理。前两种方案对已有建筑的改造量大,成本高,对基础损伤较大,容易出现渗漏问题。最终考虑到上部结构荷载基本保持不变,采用原地勘资料作为老建筑设计依据,新的地勘资料则用于周边新建区域的设计。
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图10 锚杆静压桩加固
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图11 压密注浆处理
 
随着城市化的发展,城区核心地段可用于新建建筑的土地资源也越来越少,建筑师开始将视线投向老建筑的改建,这是一个重新认识和发掘的过程,也是一个重新创造的过程。上部建筑结构的改造加固已有较为成熟的做法,而对于深埋在地下的基础,由于建筑功能和施工条件的限制,加固方法较为有限,需要综合考虑取舍。以上仅为笔者在设计中的一些体会,不足之处欢迎指正。


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