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小桩托换和侧限围箍在既有建筑加固中的应用
作者：张欣
来源：《中国科技博览》2015年第25期
[摘 要]小桩托换以及侧限围箍是既有建筑加工中重要的施工技术，很多建筑在使用一段时间后，年久失修，墙体会出现较多的裂缝，通过调查发现，这些裂缝一般都是由于地基沉降引起的。施工单位在维护的过程中，首先需要对建筑环境实际情况进行分析，然后合理应用小桩托换以及侧限围箍技术对建筑地基进行加固，这两种加固方法具有较多的优点，不但施工的成本比较低，而且操作较为简单，在实践的过程中，加固效果也比较好，有效控制了墙体裂缝的出现。
[关键词]小桩托换侧限围箍既有建筑加固技术
中图分类号：G311 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0257-01
本文根据某工程实例，对既有建筑加固中，应用小桩托换以及侧限围箍等技术的效果进行了分析，该建筑从牻ǔ芍两褚延惺改辏粲谘K奚崧ィㄖ季治狶形，在使用的过程中，发现该建筑外墙出现了较多的裂缝，为了避免建筑出现更大的安全事故，施工单位立即对建筑进行了加固处理，在维修的过程中，施工人员发现该建筑的地基出现了不均匀沉降，这也是造成建筑墙体裂缝的主要原因，施工单位采用小桩托换以及侧限围箍技术后，有效解决了建筑质量问题。 一、工程实例
某5层砖混结构宿舍楼地下设架空层，地上5层为学生宿舍，建筑布局为L形，中间设沉降缝，楼体分隔为相对独立的东西两部分。东楼长50.4m，宽14m；西楼长47.6m，宽14m；架空层高1.8m，楼层层高3.3m，檐口高17.8m，总建筑而积为7200耐。木工程抗震设防烈度为8度，钢筋混凝土无梁式筏片基础厚400mm，素混凝土垫层厚100mm.基础筏板底标高为一2.300m.室内外高差0.45m。木工程坐落于城市街道十字路口，东、西楼均临街而建。 二、既有建筑出现裂缝的原因
通过观察发现，既有建筑的外墙中部存在的裂缝最多，这些裂缝随着年限的增加，宽度也越来越大，裂缝主要分布在外纵墙中部以及窗户周围，在对建筑楼内进行观察与调查后发现，楼内走道纵墙的门洞口位置也存在裂缝，这些裂缝相对比较小。该建筑地下架空层管道还出现了渗漏问题，地面有较多的积水。在对验槽记录进行核查后发现，该工程的施工材料存在的杂质比较多，在填土层中很有大量的砖块，有的含有较多的细砂层。该场地的地质并不均匀，中间的场地比较硬，而两端比较软，含水率也有着较大的差异，这增加了地基不均匀沉降的概
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率。在建筑施工时，施工单位也没有考虑建筑地下水位的问题，使得建筑地下层存在渗漏隐患。该建筑横纵墙的布局比较规整，结构荷载布置也比较均匀，施工单位在对建筑墙体出现裂缝的原因进行分析后，得出建筑裂缝与地质条件有着较大的关系。该建筑所处的地段比较特殊，在施工场地中含有大量的黄土，这种土质的密度比较低，而且稳定性比较差，属于杂填土层，建筑地下管道在长期的浸泡后，存在渗漏隐患，在受到长时期的荷载后，建筑地基出现了不均匀沉陷问题，由于建筑结构的刚度比较低，所以，在承受较大荷载后，地基沉陷引起了建筑结构的形变，导致建筑楼从中部开始出现了剪切裂缝。 三、加固目的和原则
加固目的是立即控制沉降，使地基沉陷趋于稳定，加固后楼体不出现新裂缝，旧裂缝不再扩展；对受损结构通过补强使其不低于原设计要求，保证安全使用。
加固原则是结合地基基础和上部结构的现状，并考虑上部结构、地基基础的共同作用。加固过程中尽量减少对既有建筑结构损伤和地基原土的扰动；考虑对邻近建筑和环境的影响，并考虑机具可操作性、施工安全性和技术经济等因素，选定最合理的加固方法。 四、小桩托换和侧限围箍在既有建筑加固中的应用
小桩托换以及侧限围箍都是既有建筑加固中常见的技术，其多对建筑地基进行加固，施工单位采用的小桩孔径一般为200mm，孔深有两种类型，室内孔深为9.5m，室外孔深为7.5m。布孔的方式也有室内、室外之分，在室外，一般是沿着纵墙进行梅花形布孔；而在室内，施工人员是从楼房两端沿横墙进行布孔。室内孔及室外外排孔设置钢筋笼，主筋3Φ16，箍筋Φ6@150，成桩采用净浆裹石混凝土工艺（混凝土强度不小于C15）；室外内排孔灌C15混凝土。室外侧限围箍小桩共72根；室内托换桩26根，见图1。
室内桩成孔时，在原筏板混凝土垫层下300mm范围人工旋挖扩孔80mm，灌注施工后对筏板形成支撑；并将顶端钢筋弯折90°呈水平状与固定在筏板上的预埋件焊接（预埋件200mm×60mm，厚8mm，和原筏板用6M12膨胀螺栓紧固），然后在筏板上浇Φ600、厚300mm的混凝土圆台桩帽。对楼体裂缝和圈梁裂缝采用YJ型建筑结构胶双面粘贴钢板加固，对砖砌体裂缝部位采用双面附加钢筋网片抹灰加固。
选用小直径桩（树根桩）的优点是所需场地较小，可在净高1.75m的低矮架空层内施工；桩径小，因而对筏片承台和地基土几乎不产生扰动；施工时噪声、振动小，对已损坏需托换的建筑物较安全；南北两侧围箍小桩操作可在地而上进行，施工方便；压力灌浆使小桩与地基土紧密结合，桩和承台连成整体。小桩不仅可承受压力，也可承受拉力或拉压交替荷载。在建筑物两端设置树根桩，沉降大的一端起竖向支撑作用，另一端树根桩可起支撑或抗拔作用。 分析验证设计方案中“围箍侧限”对软弱地基的稳定效果，取得下列试验资料（表1）。
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上述试验表明，增加侧限可显著减小正常荷载作用下的压缩变形，同时还能有效提高地基承载力。中国建筑科学研究院等单位的研究指出“在基础以外布置围护桩时的承载力可提高20%-29%\，曾应用此理论对某多层住宅楼等建筑采用围箍加固，效果明显。
由于测限围箍的刚度远大于地基土，可将基础边缘的高压力区的部分荷载传递到变形模量较高的加固区上，使应力扩散，减小基底下未加固土体的附加应力，从而减小地基的压缩变形；东、西端托换小桩也可起上述作用，可见围箍桩能有效控制侧向变形，起控制竖向沉降的作用。上述设计也符合《既有建筑地基基础加固技术规范》的有关规定。在加固施工的过程中，成孔注浆加固过程中应由专人密切监测建筑物地基变形情况，发现异常及时会同设计人员及有关部门分析原因并妥善解决。 五、结语
本文对既有建筑加固技术进行了介绍，通过长期的实践，施工人员总结出了多种加固方法，其中小桩托换以及侧限围箍在建筑加固中应用最多，而且应用的效果也最佳。本文结合某建筑实例，对建筑出现裂缝的原因进行分析，该建筑地基出现了不均匀沉降，虽然楼体完好，但是内外墙体都出现了裂缝。采用小桩托换以及侧限围箍技术后，建筑裂缝问题得到了较大的改善，这种施工方法操作简单，而且成本比较低，可以有效提高既有建筑加固的经济效益。这两项技术对地质复杂的场地中发挥着重要的作用，可以有效减少施工中存在的偏差。 参考文献
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