【文章內(nèi)容簡介】 的科研課題，特別是地下水位線以下開挖，降水漏斗范圍的舊建筑物更容易開裂破壞?；娱_挖前將相鄰建筑物可能受到影響的基礎(chǔ)部位，根據(jù)荷載的大小布樁托換，把荷載通過壓入樁傳遞到新基礎(chǔ)下一定錨固深度的持力土層上，這是一種簡單省錢的處理方法。 建設(shè)銀行內(nèi)蒙古分行新建辦公大樓，地上 14 層，高 ，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，箱形基礎(chǔ)，地下室埋深 ，建成后與舊 6 層辦公樓連成一體。舊樓為混凝土交梁基礎(chǔ)，埋深僅 2m，新舊樓基礎(chǔ)不僅沒有距離，且新基礎(chǔ)底面 低于舊基礎(chǔ)底面 3m多，新基礎(chǔ)大放腳還要深入舊基礎(chǔ)邊線內(nèi) 。經(jīng)方案比較決定采用壓入樁基礎(chǔ)托換方案。 在靠近新樓的舊建筑物山墻和縱橫墻基礎(chǔ)底下壓了 60 根 2197 底開口無縫鋼管樁（圖954）。因?yàn)榕f基礎(chǔ)底面下 ~ 粘性土以下就是粗礫砂層，為保證樁的壓入長度和足夠的單樁承載力，施工壓開口鋼管，用短鉆桿帶小勺鉆頭伸入樁管內(nèi)掏土掏砂，用邊壓入鋼管邊掏砂的辦法將鋼管樁壓入新基礎(chǔ)下 3~4m 錨固深度。每根壓入樁的最后壓入阻力均超過設(shè)計(jì)單樁承載力的 2 倍，滿足結(jié)構(gòu)安全要求。費(fèi)用僅 6 萬元， 20 余天就完成了任務(wù) ，完工后使用多年新舊樓均無不均勻沉降痕跡。 第四節(jié) 用于大型設(shè)備基礎(chǔ)糾偏頂升復(fù)位 大型設(shè)備基礎(chǔ)發(fā)生下沉和傾斜，一般都由地基土不均勻沉降所致。在地基基礎(chǔ)施工中，往往注意墻樁基礎(chǔ)而忽視設(shè)備基礎(chǔ)。當(dāng)設(shè)備下地基土中有淤泥泥炭透鏡體、濕陷土、松填土、空洞未發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)后未認(rèn)真處理，基礎(chǔ)易發(fā)生過大的沉降和傾斜。特別是機(jī)械設(shè)備投入運(yùn)轉(zhuǎn)后，地基土受振壓密或管道漏水 .浸泡濕陷，更容易造成設(shè)備基礎(chǔ)下沉破壞。處理時(shí)如果采用拆 除重新加固地基再做基礎(chǔ)的作法花費(fèi)太大。 使用壓入樁技術(shù)進(jìn)行托換頂升糾偏加固的方法是，在設(shè)備基礎(chǔ)底下用千斤頂 把預(yù)制的涂有防銹漆的鋼管樁或混凝土樁逐根壓到軟弱層下硬持力土層，將設(shè)備荷載及基礎(chǔ)自重傳遞下去，靠樁的附加支撐把下沉傾斜的設(shè)備基礎(chǔ)頂升扶正。 托換樁可在基礎(chǔ)下沉多的一側(cè)多布置，在下沉少的地方少布置，以調(diào)節(jié)各部分地基承載不均衡情況，消除或減少差異沉降。如果基礎(chǔ)和設(shè)備荷載過大，還可利用多臺大千斤頂配合托換頂升。 豐鎮(zhèn)電廠是國家 “七五 ”，和 “八五 ”，期間重點(diǎn)能源建設(shè)項(xiàng)目，翻車機(jī)室和牽車平臺建于 1988年，基礎(chǔ)落在填方整平的地面上。采用機(jī)械開挖推平碾壓，最大開挖深度 12m，機(jī)房及設(shè)備基礎(chǔ)全部落在厚薄不均未碾壓密實(shí)的填 土上。施工時(shí)發(fā)現(xiàn)翻車機(jī)房東西附跨下沉。施工單位采用人工挖孔灌注樁加抬梁的辦法處理，因樁短未進(jìn)入原土層，反而增加了負(fù)擔(dān)。建筑物落成，設(shè)備安裝未投入運(yùn)行時(shí)又遇管道漏水，東西附跨與主機(jī)房之間被拉裂，附跨發(fā)生傾斜；平臺及基礎(chǔ)下沉，中間向下?lián)锨粋€(gè)角基礎(chǔ)向下傾斜，最大沉降量達(dá) 20cm。 經(jīng)工程處理投標(biāo)，選用壓入樁托換頂升加固方案，使用 2197 無縫鋼管作樁，壓人 319根，最大壓樁深度 13m，樁端進(jìn)入堅(jiān)硬粘性土層，壓樁力達(dá) 230~250kN。 為保證設(shè)備正常運(yùn)行，在托換的基礎(chǔ)上，對基礎(chǔ)傾斜和撓曲進(jìn)行頂升糾偏。方法是先 逐根壓樁至深度和壓樁力均滿足要求后，不撤千斤頂，在基礎(chǔ)下沉大的部位加多臺500kN~2020kN 千斤頂（墊枕木或鋼板）輔助托換樁上的千斤頂反復(fù)頂升，宣至基礎(chǔ)偏差調(diào)整到滿足設(shè)計(jì)要求，再從基礎(chǔ)下交錯(cuò)撤出千斤頂，塞鋼管短節(jié)墊鋼板塊，旋緊防回彈大螺栓，支模澆 C20 混凝土，把托換樁和基礎(chǔ)緊固成一體。 第五節(jié) 用于加固改造橋墩、橋臺 橋梁建造后若干年，由于無法滿足日益增長的交通流量、橋面荷載、抗震及防洪要求，或由于某些原因橋墩橋臺下沉開裂破壞，需改造維修加固。其中基礎(chǔ)工程部分成為設(shè)計(jì)施工中不好解決的難題。使用壓入樁托換 或樁墩綜合托換技術(shù)可做到既保證橋的結(jié)構(gòu)安全，又不中斷交通。 具體作法是先把橋墩橋臺逐個(gè)托換加固，或先壓樁托換，后筑混凝土墩，換掉腐蝕的橋墩橋臺或腐蝕部分，擴(kuò)大橋墩橋臺支承面積或加大基礎(chǔ)埋深，降低橋下河底標(biāo)高，增加橋下過水?dāng)嗝妗? 包頭市紅星橋位于包頭市東河區(qū)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建于 60 年代，是市區(qū)街道過河橋。為增加暴雨過后的泄流量，紅星橋上下游河底均需加深加寬。 改造前的紅星橋，泄洪過水?dāng)嗝娌粔?，必須按照防洪?guī)劃設(shè)計(jì)要求，將河底加深。新設(shè)計(jì)河底標(biāo)高比原河底低 1m，離原基礎(chǔ)底僅 （圖 952）， 危及橋的穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。 采用壓入樁技術(shù)，在橋墩橋臺底下壓樁托換，加深橋墩橋臺基礎(chǔ)。為保證安全，不中斷路面交通，采用半幅封閉施工、半幅車輛人流通行交替作業(yè)方案。先將半幅施工的橋面下的橋墩橋臺分割成條塊，間跳式開挖、壓樁托換、支模、澆注混凝土。完成半幅施工之后開放，讓車輛人流通行，再將令半幅橋封閉，用同樣的方法施工，最后加固整修橋面和欄桿，完成改造加固任務(wù)。至今基礎(chǔ)、橋墩、橋臺及橋面結(jié)構(gòu)完好。 目前壓入托換技術(shù)，已從小規(guī)模房屋局部排險(xiǎn)托換加固，發(fā)展到大口徑鋼管樁、大噸位千斤頂整個(gè)房屋、大型設(shè)備基礎(chǔ)補(bǔ)救性和預(yù)防 性托換加固。用樁數(shù)量由幾根到二、三百根。樁用材料為為幾十噸鋼管、上百立方米的混凝土。在托換樁頂升螺栓或樁側(cè)加小千斤頂，避免了托換壓樁撤出千斤頂后樁產(chǎn)生的回彈。 應(yīng)用 “土塞作用 ”，大工程和遇上難壓入的砂層，可開口壓入鋼管或邊壓入鋼管，邊從管內(nèi)掏土，然后向管內(nèi)灌注混凝土成樁。增加樁的壓入長度，解決壓入樁通硬層或硬夾層不易進(jìn)尺的矛盾。 第五章 混凝土地下蓄水池上浮破壞扶正加固技術(shù) 合肥市某研究所新建 600m3 圓形混凝土地下蓄水池，由于主體工程完工后管理不善，池頂未能及時(shí)覆土，加之連將大雨，現(xiàn)場排水措施不當(dāng)，水池西 側(cè)長時(shí)間受水浸泡后造成水池自西向東傾斜上浮。傾斜后的最大差達(dá) 595m2. 水池上浮后，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位研究決定，先將池內(nèi)注水 250 m2 以阻止水池繼續(xù)上浮，但由于復(fù)位工作未及時(shí)進(jìn)行等原因，導(dǎo)致水池各部位破壞（圖 96 962）。 第一節(jié) 破壞情況 整個(gè)池底呈鍋底狀破壞，鍋底狀最深處下陷 180mm；池底板距離池壁 450mm 左右的環(huán)向裂縫已基本貫通，裂縫寬度最大達(dá) 7mm；池底板中間亦有縱橫方向的裂縫，地下水由裂縫涌向池內(nèi)。 池內(nèi)有縱橫各 3 排共 9 根混凝土柱，經(jīng)檢測，由于底板上浮使柱子出現(xiàn)不同方向的拉、壓破壞， 底板呈鍋底狀后中間下沉，使柱與基礎(chǔ)交接面及柱與柱帽交接處的混凝土拉裂破壞。 . 池頂蓋的裂縫位置和破壞狀況與底板大致相似，但損傷程度較底板輕，環(huán)形裂縫最大寬度5mm，裂縫深度未發(fā)展到板底。 距底板 780mm 高度范圍內(nèi)池內(nèi)壁出現(xiàn)輕微的環(huán)向裂紋，其余部位未發(fā)現(xiàn)破壞跡象。 第二節(jié) 事故原因分析 施工周期長，特別是墊層混凝土施工完畢后 .底板與池壁未及時(shí)施工，兩者施工間隔長達(dá) 10個(gè)月，使底板與墊層結(jié)合的整體作用受到影響。 雨汛期間現(xiàn)場排水措施不當(dāng)，且由于管道安裝時(shí)，將西側(cè)進(jìn)水管位置土方開挖后未能及時(shí)回填。土建主體完工后 曾在池內(nèi)注入 800mm 深的水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)及壓重，而管道安裝時(shí)將池內(nèi)水排干，安裝完畢后又未能重新加人，設(shè)計(jì)池頂 300mm 厚覆土也未能及時(shí)施工，減小了水池的抗浮能力。 各施工及協(xié)作單位之間未能密切配合，水池在沒有復(fù)位的狀態(tài)下，一次性注水量超載，導(dǎo)致事故發(fā)生。 第三節(jié) 事故的鑒定意見及處理方案 水池底板呈鍋底狀破壞，其裂縫寬度已超過了規(guī)范要求，復(fù)位中板底泥漿從裂縫中冒出，可認(rèn)為底板鋼筋和混凝土已不能共同工作，底板與池壁的連接已失去作用。因此，底板經(jīng)處理后只能作為墊層使用。經(jīng)挖開檢測后確認(rèn)，墊層厚度和強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求 ，也未發(fā)生上浮。底板上浮后泥漿的流入只導(dǎo)致底板與墊層的脫離，墊層仍可使用。 柱裂縫可認(rèn)為是由于水池復(fù)位時(shí)底板和頂板的破壞，導(dǎo)致柱承受偏壓荷載的影響而拉壓破壞，其裂縫寬度已超過規(guī)范允許值，鋼筋受力已達(dá)到極限狀態(tài)，但考慮到每根柱承受的荷載較小，可采取 “加筋外包 ”法加固。 頂板的裂縫亦超過規(guī)范允許值，但其位置對頂板的整體破壞影響不大，考慮到上部荷載較小，故采取柱頂上部加鋼筋混凝土板帶的方法，以盡量減小頂板上部荷載及滿足防水要求為原則進(jìn)行處理（圖 963）。 池壁內(nèi)側(cè)除有 1 道環(huán)向裂縫處，其他基本完好，輕微裂紋仍在 允許范圍內(nèi)，鋼筋還處在彈性階段，混凝土和鋼筋仍能共同工作，因此池壁保留，在裂縫位置做適當(dāng)封閉即可。 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地檢測與鑒定，對第一手資料進(jìn)行分析及驗(yàn)算，為縮短修復(fù)工期和減少費(fèi)用，確定除底板重新施工外，其他采取復(fù)位及加固的方案進(jìn)行處理。 第四節(jié) 復(fù)位方案 水池復(fù)位：池底呈鍋底狀破壞后，池底漏水嚴(yán)重，加水施壓已不能對池體復(fù)位起作用。待池底板與墊層之間的淤泥和流砂排除后，只能靠水池自重和外部加壓的方法進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位時(shí)將水池周圍的回填土方自西向東對稱分層挖開，并在池體西側(cè)距池壁 遠(yuǎn)處挖一積水井，以利于開挖后池 壁周圍泥漿水的排出。為避免水池東側(cè)穿過池壁的 4 根出水管對池壁復(fù)位的影響，復(fù)位前將管道切斷。 由于水池己傾斜，為防止回填土同時(shí)開挖會導(dǎo)致池體產(chǎn)生由西向東的滑移變形，決定東側(cè)1/3 圓弧長度內(nèi)的填土?xí)翰煌诔?，以保證對池壁的側(cè)壓力。待池壁外側(cè)回填土開挖后，檢查底板與墊層脫離的高度和泥漿涌入的情況，然后對稱地將泥砂仔細(xì)清除。采用側(cè)面掏土與底板鉆孔相結(jié)合的方法，即靠外側(cè)的泥砂用人工掏除，其余部位在底板上按順序鉆孔后（孔按梅花形布置，間距 1500mm，該孔兼作底板壓力灌漿用），采用高壓水泵壓水沖洗。經(jīng)5d 時(shí)間的清洗及池頂 加壓，底板已基本復(fù)位（殘余高差為 45mm），復(fù)位效果較理想。 第五節(jié) 加固方案 ：底板復(fù)位穩(wěn)定后，從底板鉆孔處進(jìn)行壓力灌漿，采用水泥砂漿和純水泥漿，使用 425 號普通水泥。施工按逐漸加密的方法進(jìn)行，分 2 次施工，間隔時(shí)間不少于 48h，反復(fù)進(jìn)行至板底孔隙被壓實(shí)為止，并在底板鉆孔處預(yù)埋 Φ16垂直插筋，以加強(qiáng)新舊底板之間的結(jié)合。 底板所有裂縫均鑿 V 形槽，清刷干凈后用膨脹砂漿進(jìn)行封閉處理，然后將底板找平，找平后的原底板作為新底板的墊層使用。 新底板的設(shè)計(jì)厚度為 200mm，混凝土強(qiáng)度等級比原設(shè)計(jì)提高 1 級（ C2 S6 防水混凝土）。 ：池壁采用加鋼筋混凝土內(nèi)套的方法處理，其厚度為 l00mm，高度為底板以上1600mm，上口做 300mm 高斜坡。內(nèi)套混凝土須與底板混凝土一次連續(xù)澆注。 ：柱子采用加鋼筋混凝土外套的方法補(bǔ)強(qiáng)。外套厚度為 100mm，縱向鋼筋為4Φ12，下端錨入原基礎(chǔ)混凝土內(nèi)，上端穿過原頂板并做彎鉤錯(cuò)固于新增板帶內(nèi)。 ：考慮到上部荷載不大，頂板的損壞程度較底板輕，處理時(shí)有針對性地在裂紋部位增加混凝土板帶?？拷泻统乇诘牧芽p，板帶加寬到池壁外邊緣和柱帽上，以利于頂板受力和 防水處理（圖 963）。 第六章 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在回轉(zhuǎn)窯墩基加固工程中的應(yīng)用 貴州省某水泥廠回轉(zhuǎn)窯為長 、直徑 3m的筒體，由 4 個(gè)窯墩基礎(chǔ)支承，筒體安裝坡度為 4%。轉(zhuǎn)窯投產(chǎn)運(yùn)行僅 3 個(gè)月，廠方便發(fā)現(xiàn) 2 號墩基在距墩頂下 處，有 1條最大縫寬達(dá) 的水平裂縫（圖 971），此裂縫與窯筒體坡度方向恰相反。由于墩基搖動(dòng)幅度越來越大，故被迫停產(chǎn)。 2 號墩基的建筑場地位于巖溶洼地中部，地勢平坦，地表水排泄不暢，雨季時(shí)局部有積水，其地質(zhì)狀況自上而下為：（ 1）人工填土，為黃褐色粘土含少量磚屑和碎石，結(jié)構(gòu)松 散，厚；（ 2）第四系殘積土層，為黃褐色粘土，可塑或軟塑狀，厚 ~， fk=110kPa；（ 3）三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組巖石強(qiáng)風(fēng)化帶，厚 ~，泥質(zhì)白云巖破碎疏松，呈粉砂或碎塊狀，黃灰色， fk =300kPa；（ 4）巖石中風(fēng)化帶，泥質(zhì)白云巖較堅(jiān)硬完整，有風(fēng)化褪色現(xiàn)象， fk =1500kPa。 為控制墩基沉降，設(shè)計(jì)以巖石中風(fēng)化帶作持力層。 2 號窯墩由 4 根樁身直徑為 、擴(kuò)底直徑為 的人工挖孔灌注樁支承，要求樁嵌入泥質(zhì)白云巖中風(fēng)化帶不小于 。 據(jù)資料顯示，樁下部在灌注混凝土?xí)r ，投放了約 20%的毛石，使設(shè)計(jì) C18 的混凝土變成了毛石混凝土。并在毛石拋入過程中，打壞了固定樁豎筋用的三角加強(qiáng)箍筋，造成有的豎筋環(huán)向間距偏移 84~116mm，設(shè)計(jì)單位曾在樁頂使用 5Φ25鋼筋與各樁伸出的豎筋作過焊接連接處理。墩基施工時(shí)，混凝土又未能連續(xù)澆注，兩次混凝土澆灌間隔時(shí)間達(dá) 2 個(gè)月之久，在距墩頂 處留下了施工縫。 第一節(jié) 裂縫原因分析 轉(zhuǎn)窯簡體通過托輪對 2 號墩基作用的豎向力為 1900kN，水平推力為 380kN，設(shè)計(jì)動(dòng)力系數(shù)取值為 。墩基裂縫開展與筒體坡度方向相反的原因成為分析時(shí)爭議的焦點(diǎn)。 原設(shè)計(jì) 2 號窯墩在轉(zhuǎn)窯及墩基自重作用下總的豎向力為 103kN，由水平推力作用在墩基底面及合力偏心引起的彎矩值為 103kN?m，用它們來復(fù)核樁身及樁擴(kuò)底后地基土對端承樁的承載能力，設(shè)計(jì)均能滿足使用要求?？紤]到樁下部混凝土放有部分毛石，使混凝土強(qiáng)度等級降低，采用 C13 來驗(yàn)核樁身，仍留有足夠的安全儲量。因此，原設(shè)計(jì)及加部分毛石于樁下部混凝中致使窯墩產(chǎn)生裂縫的可能性應(yīng)予排除。 從施工資料了解到，墩基下樁深雖達(dá) 10m，但在第四系土層挖孔成型較好，施工中又是按先做 100~150mm 厚混凝土護(hù)壁，后灌注混 凝土樁的工序施工的，從未發(fā)生過垮塌，因此存在斷樁的可能性極小。如果墩基裂縫是由樁的施工質(zhì)量使樁沉降引起，則轉(zhuǎn)窯筒體以，由于筒體有一定的撓曲，會造成筒體與托輪的間隙的大小隨筒體的運(yùn)轉(zhuǎn)不斷變化，墩基側(cè)面會因此每隔 被反復(fù)拉開又被反復(fù)壓緊，位于露天的窯墩，遇雨地表水滲入會引起地基上逐漸軟化成泥漿，通過墩基與基土之間的縫隙不斷被擠出，在基礎(chǔ)與地坪兩側(cè)就會出現(xiàn)泥漿。而現(xiàn)場觀察未見此種痕跡，也無墩基斜傾、下陷等現(xiàn)象發(fā)生。