淺談城市更新既有建筑物基礎(chǔ)托換技術(shù)

朱良輝 張淳棣 羅鳴

【摘 要】?文章介紹了在城市更新改造中，利用既有建筑物的基礎(chǔ)托換技術(shù)，改造了既有建筑也保護(hù)了周邊的歷史建筑?；A(chǔ)托換技術(shù)可應(yīng)用于大城市建筑密集地區(qū)的地下空間開發(fā)。

【關(guān)鍵詞】城市更新; 基礎(chǔ)托換; 靜壓錨桿樁; 樹根樁; 鉆孔灌注樁

1 工程概況

在上海繁華街區(qū)項(xiàng)目改造中，該房屋建于20世紀(jì)80年代，經(jīng)過幾十年的使用，建筑的一些性能下降，現(xiàn)需要將其內(nèi)部改造為現(xiàn)代風(fēng)格的大開間結(jié)構(gòu)，并增加2層地下室，由于緊鄰兩棟建于1920年的文物保護(hù)建筑，且地鐵從其下方通過。

2 方案確定

在各方的合力考察，實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)如下問題：

（1）該項(xiàng)目是位于上海的中心地區(qū)，人口密集，交通流量大，在施工時(shí)可能影響城市的正常運(yùn)行。

（2）施工場(chǎng)地不能容納大型機(jī)械和多臺(tái)機(jī)械，機(jī)械作業(yè)難以實(shí)現(xiàn)。

（3）在施工過程中，可能對(duì)周圍建筑的安全造成影響，為確保安全可能會(huì)提高施工成本。在施工時(shí)要特別注意地鐵安全，控制紅線在地鐵界限以外，防止地鐵出現(xiàn)問題，不要觸及國防電纜和地下管道。

通過各方討論后，提出解決方法，確定施工方案，基礎(chǔ)處理決定采用托換形式進(jìn)行施工，基礎(chǔ)托換方式先穿墻梁、再夾墻梁和最后托換樁。

基礎(chǔ)托換施工流程：挖土至托換梁底標(biāo)高—穿墻梁位置墻體開槽—托換樁位置基礎(chǔ)開槽—穿墻梁及夾墻梁鋼筋綁扎—模板支設(shè)—托換體系混凝土澆筑。

大部分托換樁需在建筑內(nèi)部施工，受到建筑內(nèi)部空間限制，且建筑內(nèi)部施工泥漿外運(yùn)不便。為此本工程采用靜壓錨桿樁、樹根樁及鉆孔灌注樁等托換樁形式結(jié)合的支護(hù)方法。

3 靜壓錨桿樁施工流程

靜壓錨桿樁：在指定的位置進(jìn)行打洞，形成錨桿的設(shè)計(jì)孔深，再邊打洞邊置入錨桿，在錨桿處設(shè)置反力架、千斤頂，利用錨桿的反力，逐步將一節(jié)節(jié)樁壓入孔內(nèi)的土中。

靜壓錨桿樁特點(diǎn)：設(shè)備體積小，不會(huì)影響凈空高度，便于施工，不影響周邊民眾的生活;無振動(dòng)、無噪聲;無泥漿產(chǎn)生;狹小場(chǎng)地內(nèi)可施工，可以增強(qiáng)土地周圍環(huán)境受力的情況。

3.1 施工工藝流程

（1）確定樁位，放樣，編號(hào)。

（2）安裝壓樁架。

（3）樁段就位，校正樁身垂直度，壓樁及記錄樁入土深度和壓力表讀數(shù)。

（4）接樁與壓樁交替進(jìn)行，壓樁力達(dá)到480 kN時(shí)且持續(xù)時(shí)間不小于5 min，壓樁結(jié)束。

（5）焊接槽上層鋼筋網(wǎng)，澆筑C40微膨脹強(qiáng)混凝土封樁。

（6）壓樁施工時(shí)，不宜多臺(tái)壓樁設(shè)備在同一部位。

（7）到達(dá)要求以后，拆除壓樁架，清理預(yù)留的泥土，去掉多余的錨桿，把表面的邊坡用混凝土修平。

3.2 壓樁施工

（1）準(zhǔn)備前工作，壓樁架在平地安裝，有利于控制垂直度和使儀器安全，用錨固螺栓、螺帽擰緊，在壓樁過程中，適當(dāng)調(diào)節(jié)螺帽，當(dāng)一個(gè)承受不了時(shí)，要多個(gè)螺帽一同承受，使錨桿受力。

（2）樁在進(jìn)入孔中前，要垂直壓入的傾斜偏差不能高于3 mm，所有上、下節(jié)樁要對(duì)正，中心偏差不大于3 mm;壓樁前應(yīng)在樁頂墊3～4 cm厚的木板或多層麻袋，然后套上鋼樁帽再進(jìn)行壓樁。

（3）應(yīng)保持千斤頂與樁段軸線在同一水平，壓力中心與樁的截面中心一定保證重合，千斤頂在水平面上偏差不大于2 mm。

（4）壓樁時(shí)不宜多臺(tái)設(shè)備在同一基礎(chǔ)上施工;壓樁過程不能中斷，一次壓到位置，如在途中要樁尖在軟土停留時(shí)，在24 h內(nèi)要施工完;當(dāng)樁端末壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)就已滿足壓樁力要求時(shí)，必須切除外露樁頭，切割樁頭前應(yīng)用楔塊把樁固定住，嚴(yán)禁在懸臂情況下亂砍樁頭，要按除樁頭規(guī)程進(jìn)行施工。

（5）隨時(shí)根據(jù)情況做好數(shù)據(jù)，用480 kN的標(biāo)準(zhǔn)控制壓樁。單節(jié)樁長(zhǎng)2 m，接樁時(shí)錨固筋插入錨固孔，調(diào)整垂直度并檢查無誤后，將上節(jié)樁起吊10 cm后裝上硫磺膠泥夾箍，澆入熬制好的硫磺膠泥，使上、下樁面充分粘結(jié)對(duì)齊，防止樁面錯(cuò)位，待硫磺膠泥凝固后（停留時(shí)間大約為3～5 min）即可繼續(xù)壓樁。

在壓樁過程中，做好樁的垂直和移動(dòng)的監(jiān)控，防止樁移位出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3.3 壓樁施工記錄

施工前檢查樁長(zhǎng)，施工時(shí)根據(jù)樁長(zhǎng)記錄孔深、油壓表讀數(shù)，并在施工完及時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，對(duì)樁質(zhì)量作出評(píng)估，證實(shí)承載力是否充足。

如在壓樁時(shí)讀數(shù)（油壓表）出現(xiàn)突然上下浮動(dòng)大或忽然數(shù)據(jù)在零附近，要將設(shè)備關(guān)機(jī)后及進(jìn)檢查是否出現(xiàn)樁身問題，并告知設(shè)計(jì)人員，對(duì)方案進(jìn)行補(bǔ)救，作出對(duì)策。

3.4 樁基檢測(cè)

樁基檢測(cè)分樁體和承載力檢測(cè)。本工程單樁豎向承載力特征值為300 kN，由于不再具備承載力的檢測(cè)要求，因此在錨桿靜壓樁施工完成后只進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)、垂直度檢測(cè)以及樁身質(zhì)量、鋼筋、端板等檢測(cè)。

建筑論壇與建筑設(shè)計(jì)朱良輝， 張淳棣， 羅鳴： 淺談城市更新既有建筑物基礎(chǔ)托換技術(shù)

3.5 封樁

在達(dá)到深度后，認(rèn)真檢查樁身有沒有問題，壓樁有沒有出現(xiàn)不正常狀況，檢查是否去掉高于設(shè)計(jì)高度的樁尖，檢查樁內(nèi)是否有垃圾，泥土等異物，檢查鋼筋是否干凈。通過檢驗(yàn)后，封樁釆用C40微膨脹混凝土封樁，封樁混凝土注意振搗密實(shí)，在終凝前的二次抹面后（即在混凝土澆筑后8～12 h）立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。混凝土有微膨脹性，對(duì)溫度升降較敏感，當(dāng)氣溫在合適溫度（3～35 ℃）時(shí)澆筑，當(dāng)超過規(guī)定溫度不能澆筑。

4 樹根樁施工流程

樹根樁：利用機(jī)器鉆到設(shè)計(jì)孔深，完成后準(zhǔn)備好鋼筋籠，將水泥和泥漿注入。

樹根樁特點(diǎn)：所需場(chǎng)地較小，噪音、振動(dòng)小，不損傷原有地基、基礎(chǔ)或墻柱，不干擾建筑物的正常使用，樁孔小，對(duì)墻身和地基土的影響較小。

4.1 施工工藝流程

工藝流程：現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備地平、儀器放樣、正反循環(huán)鉆進(jìn)成孔、孔周作泥漿護(hù)壁、下放鋼筋籠、泵車由導(dǎo)管下料、泵送壓漿。

5 鉆孔灌注樁施工流程

施工步驟：

（1）鉆機(jī)鉆進(jìn)2～3 m，用吊、挖車擠進(jìn)護(hù)筒，鉆到規(guī)定值（最好大于20 cm）。

（2）鋼管擠土至規(guī)定值（最好大于20 cm）。

（3）人力挖掘，邊挖邊支護(hù)，鉆到規(guī)定值（最好大于20 cm），以上是三種成孔方式，其內(nèi)下放鋼筋籠，用導(dǎo)管灌混凝土，形成灌注樁。

鉆孔灌注樁特點(diǎn)：可以做地較深，深度樁承受力強(qiáng);無需上部結(jié)構(gòu)提供反力;可穿越地下障礙層;適合建筑內(nèi)部施工。

本工程鉆孔灌注樁采用低凈空鉆孔灌注樁設(shè)備進(jìn)行施工。

該設(shè)備具有使用方便、工作面要求低、移動(dòng)快和工作速度快的特點(diǎn)。設(shè)備長(zhǎng)4.6 m左右，寬2.1 m左右，高4.5～6.8 m之間。具有對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)小;承載力較大，無需反力，可實(shí)現(xiàn)零距離打樁;在特殊環(huán)境下得到較好的應(yīng)用;泵吸反循環(huán)快速成樁工藝，2～3 h內(nèi)可完成45 m的樁基成孔。鉆出的泥漿主要為土塊。

工藝流程：前期工作、放點(diǎn)、鉆孔、埋護(hù)筒、鉆孔、第一次清孔、到達(dá)孔深停止鉆進(jìn)（驗(yàn)收）、制安鋼筋籠（在成孔前做好）、先安裝導(dǎo)管再澆筑（在下完鋼筋籠通知混凝土后進(jìn)行）、第二次清孔、混凝土灌注、拆導(dǎo)管。

注意：澆筑混凝土?xí)r兩次送料間隔不大于1 h，在澆筑混凝土后要養(yǎng)護(hù)，成孔后做好防護(hù)防止人員墜落。

6 泥漿減量化處理

現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地有限，為保證文明施工，減少泥漿對(duì)環(huán)境的影響和運(yùn)輸困難，在本工程要對(duì)泥漿凈化處理，首次提出用帶式分體壓濾機(jī)進(jìn)行。

在現(xiàn)場(chǎng)就近將廢液放入池中，再加外加劑，等待時(shí)間還原了絮凝，最后脫水（擠壓方式），完成泥水分離。

污泥經(jīng)過機(jī)械擠壓，形成泥餅和水。泥餅運(yùn)至棄渣場(chǎng)，水排到城市地下排水系統(tǒng)或形成水泥漿再使用到施工場(chǎng)地。

7 結(jié)論

本工程在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完工并投入使用?；A(chǔ)托換較成功：

（1）對(duì)于地鐵的影響較小，同時(shí)保證了周圍建筑的安全，相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都在允許值內(nèi)。

（2）在原建筑下以及鄰近區(qū)域開發(fā)了地下室，合理利用了土地資源。

該工程成功進(jìn)行了基礎(chǔ)托換，提高了地下空間改造使用技術(shù)，將對(duì)城市的建設(shè)發(fā)展有一定影響。

參考文獻(xiàn)

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