CN110144922A - 既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑工程技术领域，公开了既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法，根据上部结构荷载要求确定复合地基承载力，以原地基验收时的承载力的1.2‑1.5倍作为桩间土承载力，初步进行桩土复合地基中增强体设计，确定需要增设增强体基桩的数量，并在既有建筑的基础或承台上剔出孔洞，向桩孔内施做增强体基桩，增强体基桩施做时桩顶与基础或承台之间预留褥垫层。本发明考虑既有建筑地基的实际承载力，形成疏桩复合地基，减少按常规复合地基设计方法中的增强体基桩的数量，保证桩、土共同承担荷载，减小基础或承台底面的应力集中，减少地基整体沉降量，调整建筑的倾斜程度，不改变既有建筑的竖向传力体系，避免产生附加应力及变形，确保既有建筑的安全。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法。
背景技术
目前若对既有建筑进行功能改造或增层扩建，则需要对既有建筑进行加固，而通常的加固方法是基桩托换或补强加固地基。
其中基桩托换方法通常不考虑桩间土的直接承载作用，桩承担全部上部荷载，且桩与基础或承台直接刚性连接，桩后续产生的沉降很小，不能产生荷载的重新分配效应，浪费了已承载一定时间承载力且承载力有所提高的地基的作用；对地基补强加固的方法，因受施工场地限制，通常仅能采用注浆、高压喷射注浆等方法，所能提高的地基承载力相对有限，有时甚至不能满足上部结构荷载的要求。
发明内容
基于以上问题，本发明提供一种桩土共同承担荷载、增加的增强体基桩之间的间距大、可减少地基整体沉降量和建筑的倾斜程度、可避免附加应力及变形产生的既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法。
为解决以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：
既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法，包括如下步骤：
1)根据上部结构荷载要求确定复合地基承载力设计标准，以原地基验收时的承载力的1.2-1.5倍作为桩间土承载力，初步进行桩土复合地基设计，确定需要增设的增强体基桩的数量；
2)根据增设的增强体基桩的数量，在既有建筑竖向承载构件下的基础或承台对应的位置剔出孔洞，对孔洞处的地基采用机械或人工成孔进行桩孔施工；
3)向桩孔内施做增强体基桩，增强体基桩施做时桩顶与基础或承台之间预留褥垫层；
4)向褥垫层内填筑可压缩材料，可压缩材料填充至基础或承台地面；
5)采用不透水土工织布封闭褥垫层顶面，防止后续混凝土浆液渗入；
6)人工剔除孔洞周边混凝土，使原基础或承台配筋露出搭接的长度，增设加强筋，将增设的加强筋与露出的原基础或承台配筋焊接，重新搭接钢筋网使其恢复至原配筋要求；
7)采用高于原基础或承台混凝土一个强度等级的混凝土浇注原基础或承台至开孔洞前状态。
进一步的，根据步骤1)中计算的增设的增强体基桩的数量，在步骤2)中分三批次在既有建筑主要竖向承载构件下的基础或承台对应的位置上进行孔洞剔除和增强体基桩施工，每批次数量不得超过设计增设桩数量的1/3。
进一步的，步骤3)中第一批次的增强体基桩施做完成后，采用静载荷试验测定桩间土体的实际承载力，以验证初步设计时采用的桩间土承载力的适宜性，并用实测地基承载力核算增设桩的数量，相差20％以上时，应在第二、第三批次开孔时进行调整。
进一步的，步骤2)中剔除孔洞的直径小于原增强体基桩直径的20％。
进一步的，步骤3)中预留褥垫层的高度不小于200mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的方法结合既有建筑地基的实际承载力，利用已承载一定时间承载力且承载力有所提高的地基的作用，使所增加的增强体基桩之间的间距相对较大，形成疏桩复合地基，大大减少按常规复合地基设计方法中的增强体数量。
(2)在增加的增强体基桩与原基础或承台之间填筑褥垫层，保证桩、土共同承担荷载，使桩间土载力的发挥不单纯依赖于桩的沉降，保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载，且褥垫层的高度不小于200mm，可明显减小基础或承台底面的应力集中，更进一步发挥桩间土的作用，减少地基整体沉降量，同时可根据需要调整不均匀变形厚度的可压缩材料，在上部荷载作用下，能够充分调整原建筑基础的不均匀沉降，调整建筑的倾斜程度。
(3)由于采用疏桩复合地基且增设的增强体基桩本在既有建筑主要竖向承载构件下的基础或承台部位，基本不改变既有建筑的竖向传力体系，避免因增加上部结构或地基加固或调整不均匀沉降而产生附加应力及变形，确保既有建筑的安全。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法，包括如下步骤：
1)根据上部结构荷载要求确定复合地基承载力设计标准，以原地基验收时的承载力的1.2-1.5倍作为桩间土承载力，初步进行桩土复合地基设计，确定需要增设的增强体的增强体基桩的数量；
在此实施例中，以原地基验收时的承载力的1.2倍作为桩间土承载力，增设的增强体基桩的数量的计算公式为：
式中，F为复合地基承载力，m为面积置换率，fp,k为散体材料柔性桩体单位截面积承载力，β为桩间土承载力折减系数，f1为原地基验收时的原地基桩间土承载力，f2为原基桩承载力，Rk为添加桩的单桩极限承载力标准值。
其中，fp,k可按下式计算：
式中，cu为天然土不排水抗剪强度，为桩体的内摩擦角，k为安全系数，k＝2。
2)根据增设的作为增强体的增强体基桩的数量，分三批次在既有建筑主要竖向承载构件下的基础或承台对应的位置上进行孔洞剔出，每批次数量不得超过设计增设桩数量的1/3，剔出孔洞的直径小于原增强体基桩直径的20％，对孔洞处的地基采用机械或人工成孔方式进行桩孔施工；
3)向桩孔内施做作为增强体的增强体基桩，增强体基桩可以是预制桩，也可以是素混凝土灌注桩，增强体基桩施做时桩顶与基础或承台之间预留高度不小于200mm的褥垫层；第一批次的增强体基桩施做完成后，采用静载荷试验测定桩间土体的实际承载力，以验证初步设计时采用的桩间土承载力的适宜性，并用实测地基承载力核算增设桩的数量，相差20％以上时，应在第二、第三批次开孔时进行调整；
4)向褥垫层内填筑可压缩材料，可压缩材料填充至基础或承台地面；
5)采用不透水土工织布封闭褥垫层顶面，防止后续混凝土浆液渗入；
6)人工剔除孔洞周边混凝土，使原基础或承台配筋露出搭接的长度，增设加强筋，将增设的加强筋与露出的原基础或承台配筋焊接，重新搭接钢筋网使其恢复至原配筋要求；
7)采用高于原基础或承台混凝土一个强度等级的混凝土浇注原基础或承台至开孔洞前状态。
上述技术方案考虑了既有建筑地基的实际承载力，所增加的增强体基桩之间的间距相对较大，形成疏桩复合地基，可大大减少常规复合地基设计方法中的增强体数量；在增加的增强体基桩与原基础或承台之间填筑褥垫层，保证桩、土共同承担荷载，使桩间土载力的发挥不单纯依赖于桩的沉降，保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载；褥垫层的高度不小于200mm，可明显减小基础或承台底面的应力集中，更进一步发挥桩间土的作用，减少地基整体沉降量，同时可根据需要调整不均匀变形厚度的可压缩材料，在上部荷载作用下，能够充分调整原建筑基础的不均匀沉降，调整建筑的倾斜程度；由于采用疏桩复合地基且增设的增强体基桩本在既有建筑主要竖向承载构件(柱、墙)下的基础或承台部位，基本不改变既有建筑的竖向传力体系，避免因增加上部结构或地基加固或调整不均匀沉降而产生附加应力及变形，确保既有建筑的安全。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)根据上部结构荷载要求确定复合地基承载力设计标准，以原地基验收时的承载力的1.2-1.5倍作为桩间土承载力，初步进行桩土复合地基设计，确定需要增设的增强体基桩的数量；
2)根据增设的增强体基桩的数量，在既有建筑竖向承载构件下的基础或承台对应的位置剔出孔洞，对孔洞处的地基采用机械或人工成孔进行桩孔施工；
3)向桩孔内施做增强体基桩，增强体基桩施做时桩顶与基础或承台之间预留褥垫层；
4)向褥垫层内填筑可压缩材料，可压缩材料填充至基础或承台地面；
5)采用不透水土工织布封闭褥垫层顶面，防止后续混凝土浆液渗入；
6)人工剔除孔洞周边混凝土，使原基础或承台配筋露出搭接的长度，增设加强筋，将增设的加强筋与露出的原基础或承台配筋焊接，重新搭接钢筋网使其恢复至原配筋要求；
7)采用高于原基础或承台混凝土一个强度等级的混凝土浇注原基础或承台至开孔洞前状态。
2.根据权利要求1所述的既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法，其特征在于，根据步骤1)中计算的增设的增强体基桩的数量，在步骤2)中分三批次在既有建筑主要竖向承载构件下的基础或承台对应的位置上进行孔洞剔除和增强体基桩施工，每批次数量不得超过设计增设桩数量的1/3。
3.根据权利要求2所述的既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法，其特征在于，步骤3)中第一批次的增强体基桩施做完成后，采用静载荷试验测定桩间土体的实际承载力，以验证初步设计时采用的桩间土承载力的适宜性，并用实测地基承载力核算增设桩的数量，相差20％以上时，应在第二、第三批次开孔时进行调整。
4.根据权利要求1所述的既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法，其特征在于，步骤2)中剔除孔洞的直径小于原增强体基桩直径的20％。
5.根据权利要求1所述的既有超高层建筑疏桩复合地基加固方法，其特征在于，步骤3)中预留褥垫层的高度不小于200mm。
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