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摘要：現有建筑物，經過多年的使用后，隨著技術進步和生活水平的提高，或者由于建筑物設備和生產設備的過時，使用荷載的變化，要求增加設備和負荷，改變建筑物某一部位的結構等均需按現行標準和規范，對現有建筑物進行改造與加固。...

既有建筑物加固方法探討

盧俊生

陜西建森實業有限公司

一、既有建筑物需要進行改造的原因

    建筑物需要進行改造的原因主要有：①我國建國初期建造的大量建筑，已接近或超過設計基準期，需要根據建筑現狀逐步進行加固改造，以延長其使用年限。②我國建國初期建造的大多數公共建筑的承重體系為砌體結構，隨著我國經濟的快速發展，需將沿街底樓改為商鋪，改變建筑物的使用功能。③由于建筑物基礎不均勻沉降等原因，造成建筑物發生傾斜而進行糾偏。④由于建筑物使用功能的要求，對建筑物進行增層改造。⑤對建筑物進行整體移位。⑥對歷史建筑物進行保護性的改造加固。根據我國的情況，需要進行加固改造的既有建筑，從建造年代來看，除少數古建筑和建國前建造的建筑外，絕大多數是建國以來建造的建筑，其中又以建國初期至20世紀70年代末建造的建筑占主體，改革開放以來建造的建筑，雖然建造時間不長，但也有一部分需要進行加固改造。進行改造的建筑不但有工業建筑和構筑物，也有公共建筑和大量住宅建筑。

二、既有建筑物的加固原則

    既有建筑物在加固時宜盡可能考慮周詳，根據結構特點、土質情況選擇合理的加固方案，在確定是否加固及何種加固方案時應考慮下列原則：

    1.挖掘地基潛力

    當現有建筑地基基礎狀態良好、地質條件較好時，應盡量發揮地基與基礎的潛力。如考慮建筑物對地基的長期壓密使原地基的承載力提高；考慮地基承載力的深寬修正。

    2.確實計算地基荷載

    現有建筑在進行加固時，原設計資料、計算書等未必齊全、地基的承載力也不一定用足，上部結構的加固或改建與擴建均使地基上的荷載變更，通常均會增加。如果增加后超出地基容許承載力的5％～10％左右，則一般不考慮地基基礎的加固，而考慮調整或加強上部結構的剛度來解決。

    3.盡量采用改善結構整體剛度的措施

    如加強墻體剛度，加強縱橫墻的連接等，可使結構的空間工作能力加強，從而有助于減輕不均勻沉降或減少絕對沉降，因在地基與基礎的計算理論中未考慮上部結構空間工作的影響。

    4.盡量采取簡易的結構構造措施

    如在基礎抗滑能力不足時增設基礎下的防滑趾；在基礎旁邊設置堅固的剛性地坪；在與相鄰基礎間設置地基梁將水平剪力分擔到相鄰基礎上等。

三、既有建筑物基礎加固方法

    目前對既有建筑物進行基礎加固的方法很多，主要有：

    1.注漿加固基礎法

    先在基礎裂縫處鉆孔，對單獨基礎每邊不少于2孔，對條形基礎可沿基礎縱向每1.5～2.0m布置鉆孔，并不少于2排。注漿管直徑約25mm，與水平面的傾角不小于30度，以利流動。鉆孔直徑約28mm并較注漿管大2～3mm。孔距0.5～1.0m，注漿壓力可取0.1～0.3MPa，影響半徑約0.3～0.6m。一般壓力越大，注漿的有效半徑越大。

    2.坑式托換法。

    先在室外貼近基礎處分批、分段間隔開挖長約1.2m，寬0.9m，深度比已有基礎底面深1.5m的施工豎坑，供工人及運土，豎坑壁必要時應加支護。在豎坑中間已有基礎底面下橫向開挖基坑，基坑深度達到設計深度，寬度一般與原基礎相同。然后澆混凝土并在距原基底8cm處停止澆注，養護一天，再用有速凝劑與膨脹劑的早強干水泥漿填入空隙并搗實。

    3.坑式靜壓樁托換法

    適用條件：淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土與人工填土等觸探比貫入阻力小于8MPa，且地下水位低于預期坑底的場合。該方法的施工工藝：⑴在墻基或柱基側面向下挖面積為1.2m×0.9m的導坑，深于1.5m并支護；橫向挖向基底，挖成面積0.8×0.5m的基坑。坑位應避開門窗下基礎薄弱部位。⑵壓樁時先在基坑內放入第一節樁，在樁頂上安裝千斤頂及測力器后壓樁。每壓入一節樁后再接上另一節，并進行接頭的連接。當原基礎的承載力不足以充當千斤頂的反力架時，應加設鋼梁或鋼筋混凝土梁，以確保施工安全。⑶經交替頂進與接長后，直至到達設計深度。倘承載力未到達1.5倍樁的工作荷載，尚應繼續壓入。⑷施工中隨時校正樁的垂直度，記錄壓樁力與相應沉降。⑸到達設計深度后，拆除千斤頂。

    4.樹根樁法

    樹根樁法的施工工藝為：成孔——清孔——放鋼筋(籠)——填料——注漿——撥管——填充碎石并補漿。其中：成孔時根據設計樁徑、傾斜角度鉆孔，用泥漿或套管護壁；樁內鋼筋根據設計要求采用鋼筋籠或鋼筋，如為鋼筋籠時，宜整根吊放，并綁上注漿管，如為鋼筋時，可直接和注漿管一起放入；可先填入粗骨料后注漿，也可直接灌入細石混凝土或水泥砂漿。注漿時漿液應自孔底往上注，注漿材料一般采用水泥漿，可采用一次注漿或二次注漿。采用一次注漿時最大壓力不應低于1.5MPa，采用三次注漿時第二次應在首次注的漿液初凝后方可進行，第二次注漿壓力宜為2～4MPa；注漿時應采用間隔或間歇施工，或摻加速凝劑，以防止出現相鄰樁冒漿和串孔現象，同時保證樁不縮徑；拔管后應立即在樁頂填充碎石，并在1～2m范圍內補充注漿。

    5.灌注樁托換

    該方法適用條件：當用潛水鉆孔并用泥漿護壁時適用于粘性土、粉土、淤泥、砂土、強風化巖等情況；當用洛陽鏟、螺旋鉆或人工挖孔等，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中密以上的砂等情況。灌注樁的主要優點為費用常較預制樁為低。灌注樁需要用鋼筋牢固的方式錨入原基礎。

    6.抱柱靜壓樁法

    一般而言，樁式托換法指的是用剛度較大的鋼筋混凝土樁作為基礎來托換既有建筑物，但也有將半剛性樁、柔性樁加固歸到樁式托換法一類的。在施工中應注意以下事項：⑴由于杠梁受頂托力的位置往往不在梁的中部，杠梁為偏心受力，故近樁側的柱腳荷載能否滿足頂托要求應通過計算確定；⑵杠梁端部對柱的夾持是保證頂升成敗的關鍵，故應采取可靠的措施以保證足夠的夾持力；⑶一般杠梁采用工字鋼，其截面尺寸應以本工程所受最大彎矩確定;在壓樁完成后需進行樁的轉換受力工作，一般通過對原承包進行整體放大或局部放大完成。新承臺應放大至舊承臺外200mm以上：鋼筋配置應滿足承臺的偏心受荷要求;鋼筋籠應錨入原承臺內一定深度，其長度由承臺連接處所受彎矩和錨筋的抗拔力確定。

    7.錨桿靜壓樁托換法

    錨桿靜壓樁托換不需要在基礎下挖坑，只在基礎上打孔設上錨桿，作為千斤頂的反力架，另在基礎上打樁孔，通過樁孔向地基中壓樁、其優點是占地面積小，無噪聲；無需高的凈空。適用條件：泥、淤泥質土、粘性土、粉土與人工填土等觸探比貫入阻力小于8MPa且地下水位低于預期坑底的場合。施工工藝：⑴現在原基礎頂面標出壓樁孔與錨桿孔位置，人工或電鉆成孔。壓樁孔易下大上小，以利基礎承受樁的沖切；⑵向錨桿孔中插入錨桿，與基礎錨固，安裝錨桿靜壓反力架；⑶向壓樁孔中插入第一節樁，放上千斤頂，用千斤頂將樁壓入土中。再壓第二節樁，如此連續作業；⑷樁身可用鋼管或200m×200mm，300mm×300mm的C30鋼筋混凝土樁，每節樁長由現場容許的施工凈空高度確定，接頭方法要求焊接；⑸當達到設計要求的深度與壓樁力（設計荷載的1.5倍），拆去千斤頂與反力架；⑹將樁頭截短，鑿毛。對壓樁孔也鑿毛和清除孔內雜物，澆注C30微膨脹早強混凝土將其封死；⑺必要時可在原基礎上增設基礎梁；

參考文獻：

1、彭圣浩.建筑工程質量通病防治手冊.北京:中國建筑工業出版社.2002

2、李國勝.建筑結構裂縫及加層加固疑難問題的處理.北京:中國建筑工業出版社，2006

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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