CN107191001B - 拆建房屋地基的基础加固施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拆建房屋地基的基础加固施工方法，其特征是改造后房屋的基础采用筏板基础，筏板基础厚度为600～800mm，筏板基础由削低后承台和新浇基础构成，承台和新浇基础通过连接筋连成整体，承台内设置后浇孔，后浇孔直径与混凝土桩相同。在承台之外布置小直径混凝土桩，小直径混凝土桩直径为150～300mm，顶部混凝土桩削除100～150mm，并在桩顶设置橡胶块，橡胶块厚度为100～150mm；小直径混凝土桩桩头设置预制混凝土管箍，小直径混凝土桩桩顶铺设碎石砂垫层。

Description

拆建房屋地基的基础加固施工方法
技术领域
本发明涉及一种基础加固结构，特别涉及一种拆建房屋地基的基础加固施工方法。
背景技术
随着城市建设的发展，一些危旧房屋需要改造，原有危旧房屋通常层数比较低，传递给地基的荷载较小，所以地基处理后的承载力相对较低。而改造后房屋的层数可能会比原有危旧房屋要高得多，传递给地基的荷载也会较大，地基必须重新处理才能满足承载力要求。由于原有危旧房屋的桩基和改造后房屋的桩基具有较大的不同，如果处理不妥当容易造成局部地基变形不均匀，造成不均匀沉降。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种拆建房屋地基的基础基础加固施工方法来确保房屋沉降和承载性能达到要求。
危旧房屋的地基处理有两种形式：一是采用刚性桩如混凝土桩进行加固，基础型式通常为承台基础；二是采用柔性桩如水泥搅拌桩进行加固，基础型式通常为筏板基础。本发明针对第二种地基处理形式采用相应技术方案。
对于采用柔性桩如水泥搅拌桩进行加固的基础，采用以下技术方案：
改造后房屋的基础采用筏板基础，筏板基础厚度为600～800mm。为了提升地基承载力和抗变形能力，在部分水泥搅拌桩中插入工字钢，工字钢长度为水泥搅拌桩长度的1.8～2.5倍。工字钢设置部位设置后浇孔，后浇孔直径与水泥搅拌桩直径相同。为了避免在受力过程中应力集中，在工字钢铺设橡胶块，橡胶块厚度为150～200mm。工字钢承载后后浇孔部位所受到的抗冲切力会较大，故在后浇孔部位设置加强筋，加强筋为4根直径为25mm的钢筋，同时设置间距为200mm的箍筋，箍筋直径为8mm。
工字钢数量根据承载力要求和沉降控制要求双重控制，工字钢数量先根据承载力初步确定，工字钢数量G根据下式确定，G＝m2gAz/Ap2g，Az为筏板基础底部面积，m2g为工字钢置换率，即桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，Ap2g为工字钢截面积，工字钢置换率m2g根据下式确定，
f＝m1sR1s/Ap1s+(Ec2g/Ec1s)m2gR2g/Ap2g+β(Es/Ec1s)fs，式中m1s为未插入工字钢的水泥搅拌桩置换率，即未插入工字钢的水泥搅拌桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，R1s为水泥搅拌桩承载力，Ap1s为水泥搅拌桩截面积，Ec1s为水泥搅拌桩弹性模量，Ec2g为工字钢弹性模量，m2g为工字钢置换率，R2g为工字钢承载力，Ap2g为工字钢截面积，β为折减系数，取0.7～0.8，Es为土弹性模量，fs为土地基承载力。
根据承载力要求初步确定工字钢数量后进行沉降复核。沉降计算公式采用如下：式中p是上部传递给地基的应力，Esi是复合模量，Zi和Zi-i为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的深度，和为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的平均附加应力系数，根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ-79-91)来确定，整个地基的复合模量沿深度方向可分为三部分，第一部分为水泥搅拌桩、工字钢和土形成的地基，第二部分为工字钢和土形成的地基，第三部分为下卧层土形成的地基。
第一部分复合模量Es1s计算公式采用如下：Es1s＝m1sEc1s+m2gEc2g+(1-m1s-m2g)Es，第二部分复合模量Es2s计算公式采用如下：Es2s＝m2gEc2g+(1-m2g)Es。
如果沉降超过100mm，则增加工字钢长度和数量进行重新沉降复核，直至沉降达到要求为止。
施工步骤包括：
(1)将安装工字钢部位的筏板混凝土凿除出后浇孔，并割除上部多余的钢筋；
(2)钻机钻具穿过后浇孔在水泥搅拌桩桩身钻设工字槽，钻机头部安装工字刀具来切削水泥土，采用吊机吊起工字钢，工字钢插入工字槽过程中通过定位钢板来保证垂直度；
(3)工字钢插入完毕后注入水玻璃封闭工字钢与工字槽的空隙，水玻璃注入压力为1～1.2MPa，以保证注浆效果。
(4)在工字钢顶部铺设橡胶块；
(5)待房屋达到三层以后再在后浇孔放入由加强筋和箍筋组成的钢筋笼；由于工字钢刚度明显比水泥搅拌桩刚度或者土刚度要大得多，在上部荷载作用下容易先承载，水泥搅拌桩承载能力特别是土承载能力难以获得发挥，后浇孔待房屋达到三层以后再封闭目的是让水泥搅拌桩和土先参与承载，待层数增加水泥搅拌桩、工字钢和土协同承载的能力会进一步增强。
(6)浇筑后浇孔，后浇孔采用膨胀混凝土；后浇孔浇筑顺序为先周边后中间，并尽量采用对称封闭的方式，使工字钢承载时比较均匀。
本发明施工操作方便，安全可靠。
附图说明
图1为带柔性桩基础形式的筏板基础平面示意图。
1、橡胶块，2、后浇孔，3、水泥搅拌桩，4、工字钢。
具体实施方式
实施例
本实施例中对于采用柔性桩如水泥搅拌桩3进行加固的基础，采用以下技术方案：
改造后房屋的基础采用筏板基础，筏板基础厚度为700mm，水泥搅拌桩3长度为15m，在部分水泥搅拌桩3中插入工字钢4，工字钢4长度为30m。工字钢4设置部位筏板基础设置后浇孔2，后浇孔2直径与水泥搅拌桩3直径相同。在工字钢4铺设橡胶块1，橡胶块1厚度为180mm。在后浇孔2部位设置加强筋，加强筋为4根直径为25mm的钢筋，同时设置间距为200mm的箍筋，箍筋直径为8mm。
工字钢4数量根据承载力要求和沉降控制要求双重控制，工字钢4数量先根据承载力初步确定，工字钢4数量G根据下式确定，G＝m2gAz/Ap2g，Az为筏板基础底部面积，m2g为工字钢4置换率，即桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，Ap2g为工字钢4截面积，工字钢4置换率m2g根据下式确定，
f＝m1sR1s/Ap1s+(Ec2g/Ec1s)m2gR2g/Ap2g+β(Es/Ec1s)fs，式中m1s为未插入工字钢4的水泥搅拌桩3置换率，即未插入工字钢4的水泥搅拌桩3总截面积与筏板基础底部面积的比值，R1s为水泥搅拌桩3承载力，Ap1s为水泥搅拌桩3截面积，Ec1s为水泥搅拌桩3弹性模量，Ec2g为工字钢4弹性模量，m2g为工字钢4置换率，R2g为工字钢4承载力，Ap2g为工字钢4截面积，β为折减系数，取0.75，Es为土弹性模量，fs为土地基承载力；
根据承载力要求初步确定工字钢4数量后进行沉降复核。沉降计算公式采用如下：式中p是上部传递给地基的应力，Esi是复合模量，Zi和Zi-1为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的深度，和为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的平均附加应力系数，根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ-79-91)来确定，整个地基的复合模量沿深度方向可分为三部分，第一部分为水泥搅拌桩3、工字钢4和土形成的地基，第二部分为工字钢4和土形成的地基，第三部分为下卧层土形成的地基。
第一部分复合模量Es1s计算公式采用如下：Es1s＝m1sEc1s+m2gEc2g+(1-m1s-m2g)Es，第二部分复合模量Es2s计算公式采用如下：Es2s＝m2gEc2g+(1-m2g)Es。
如果沉降超过100mm，则增加工字钢4长度和数量进行重新沉降复核，直至沉降达到要求为止。根据上述步骤，工字钢4数量确定为76根。
施工步骤包括：
(1)将安装工字钢4部位的筏板混凝土凿除出后浇孔2，并割除上部多余的钢筋；
(2)钻机钻具穿过后浇孔2在水泥搅拌桩3桩身钻设工字槽，钻机头部安装工字刀具来切削水泥土，采用吊机吊起工字钢4，工字钢4插入工字槽过程中通过定位钢板来保证垂直度；
(3)工字钢4插入完毕后注入水玻璃封闭工字钢4与工字槽的空隙，水玻璃注入压力为1～1.2MPa，以保证注浆效果。
(4)在工字钢4顶部铺设橡胶块1；
(5)待房屋达到三层以后再在后浇孔2放入由加强筋和箍筋组成的钢筋笼；
(6)浇筑后浇孔2，后浇孔2采用膨胀混凝土；后浇孔2浇筑顺序为先周边后中间，并尽量采用对称封闭的方式。

Claims (1)

1.一种拆建房屋地基的基础加固施工方法，其特征是对于采用柔性桩如水泥搅拌桩进行加固的基础，采用以下技术方案：
改造后房屋的基础采用筏板基础，筏板基础厚度为600~800mm，在部分水泥搅拌桩中插入工字钢，工字钢长度为水泥搅拌桩长度的1.8~2.5倍；工字钢设置部位设置后浇孔，后浇孔直径与水泥搅拌桩直径相同；在工字钢铺设橡胶块，橡胶块厚度为150~200mm；在后浇孔部位设置加强筋，加强筋为4根直径为25mm的钢筋，同时设置间距为200mm的箍筋，箍筋直径为8mm；
工字钢数量根据承载力要求和沉降控制要求双重控制，工字钢数量先根据承载力初步确定，工字钢数量G根据下式确定，G=m2gAz/Ap2g，Az为筏板基础底部面积，m2g为工字钢置换率，即桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，Ap2g为工字钢截面积，工字钢置换率m2g根据下式确定，
f=m1sR1s/Ap1s+（Ec2g/Ec1s）m2gR2g/Ap2g+β（Es/Ec1s）fs，式中m1s为未插入工字钢的水泥搅拌桩置换率，即未插入工字钢的水泥搅拌桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，R1s为水泥搅拌桩承载力，Ap1s为水泥搅拌桩截面积，Ec1s为水泥搅拌桩弹性模量，Ec2g为工字钢弹性模量，m2g为工字钢置换率，R2g为工字钢承载力，Ap2g为工字钢截面积，β为折减系数，取0.7~0.8，Es为土弹性模量，fs为土地基承载力；
根据承载力要求初步确定工字钢数量后进行沉降复核；沉降计算公式采用如下：，式中p是上部传递给地基的应力，Esi是复合模量，和为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的深度，和为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的平均附加应力系数，根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ-79-91）来确定，整个地基的复合模量沿深度方向可分为三部分，第一部分为水泥搅拌桩、工字钢和土形成的地基，第二部分为工字钢和土形成的地基，第三部分为下卧层土形成的地基；
第一部分复合模量Es1s计算公式采用如下：Es1s=m1sEc1s+m2gEc2g+（1-m1s-m2g）Es，第二部分复合模量Es2s计算公式采用如下：Es2s=m2gEc2g+（1-m2g）Es；
如果沉降超过100mm，则增加工字钢长度和数量进行重新沉降复核，直至沉降达到要求为止。
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