托換技術(shù)

按照施工方法，托換技術(shù)可分為3類，即樁式托換法、灌漿托換法和基礎(chǔ)加固法。

1．樁式托換法

樁式托換法為采用樁進(jìn)行基礎(chǔ)托換方法的總稱。它是在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的下部或兩側(cè)設(shè)置各類樁，在樁上擱置托梁或承臺系統(tǒng)或直接與基礎(chǔ)錨固，來支承被托換的墻和柱基。樁式托換可分為坑式靜壓樁托換、錨桿靜壓樁托換、灌注樁托換（如圖1《灌注樁托換》所示）和樹根樁托換等。

樁式托換適用于軟弱黏性土、松散砂土、飽和黃土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等?！?

2．灌漿托換法

灌漿托換法指利用氣壓、液壓等方式通過灌漿管將無機(jī)或有機(jī)化學(xué)漿液注入土中，使地基固化，起到提高地基承載力、減小沉降量以及防滲堵漏的一種加固方法。

灌漿托換法適用于既有建筑物的地基處理。

根據(jù)灌入地層中漿液的材料不同，灌漿托換法可分為：水泥灌漿法、硅化加固法和堿液加固法。

3．基礎(chǔ)加固法

基礎(chǔ)加固法適用于建筑物基礎(chǔ)支承能力不足的既有建筑物的基礎(chǔ)加固。

當(dāng)基礎(chǔ)由于機(jī)械損傷、不均勻沉降和凍脹等原因引起開裂和損壞時，或當(dāng)既有建筑物的基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫或基底面積不足時，可采用灌漿法(漿液可采用水泥漿或環(huán)氧樹脂等)或用混凝土或鋼筋混凝土套加基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固處理。

采用灌注法加固時，可在基礎(chǔ)中鉆孔或打孔，孔徑應(yīng)比注漿管的直徑大2～3mm，在孔內(nèi)放置直徑25mm的注漿管，孔距可取0.45～1.0m。對單獨(dú)基礎(chǔ)每邊打孔不應(yīng)少于2個。灌漿壓力可取0.2～0.6mPa。當(dāng)注漿管提升至地表下1.0～1.5m范圍內(nèi)而漿液不再下沉?xí)r，可停止灌漿。灌漿的有效直徑為0.6～1.2m。施工應(yīng)沿基礎(chǔ)縱向分段進(jìn)行，每段長度可取2.0～2.5m。

采用混凝土或鋼筋混凝土套加大基礎(chǔ)處理時，可沿基礎(chǔ)單向或雙向加寬。用混凝土套加固時，每邊一般可加寬200～300mm；用鋼筋混凝土套加固時，每邊可加寬300mm以上。加寬部分鋼筋應(yīng)與基礎(chǔ)內(nèi)主鋼筋連接。在加寬部分的地基上，應(yīng)鋪設(shè)厚度為100mm的壓實(shí)碎石層或砂礫層。灌注混凝土前，應(yīng)將原基礎(chǔ)鑿毛和刷洗干凈，并隔一定高度插入鋼筋或角鋼。

(1)根據(jù)工程實(shí)際需要，對建筑物進(jìn)行加固；或?qū)ㄖ锘A(chǔ)全部或部分支托；或?qū)ㄖ锏鼗蚧A(chǔ)進(jìn)行加固。

(2)當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下有新建地下工程時，應(yīng)將荷載傳遞到新的地下工程土上。

(3)無論何種情況，托換工程都是在一部分被托換后才可開始另一部分的托換工作，否則難以保證質(zhì)量。所以，托換范圍往往由小到大，逐步擴(kuò)大。

(4)進(jìn)行托換施工前，先要對被托換建筑物的安全予以論證，要求把對被托換的建筑物所產(chǎn)生的沉降、水平位移、傾斜、沉降速率、裂縫大小和擴(kuò)展情況以及建筑物的破損程度用圖表和照片準(zhǔn)確記錄下來，以判定建筑物的安全狀態(tài)。另外，若裂縫的擴(kuò)展延續(xù)不止并引起建筑物的錯位，則要引起重視并及時采取補(bǔ)救措施。 2100433B

托換技術(shù)是對既有建筑進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固所采用的各種技術(shù)的總稱，大致解決下列幾種情況所產(chǎn)生的問題：

1．既有建筑物的地基土由于勘察、設(shè)計(jì)、施工或使用不當(dāng)，地基承載力和變形不滿足要求，造成既有建筑開裂、傾斜或損壞，影響正常使用，甚至危及建筑物的安全，因而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。

2．因改變原建筑使用要求或使用功能，引起荷載的增加，造成原有結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)承載力的不足，而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。如增層、增加荷載、改建、擴(kuò)建等。

3．在已有建筑物地基或相鄰地基中修建地下工程，如修建地下鐵道、修建地下車庫，或鄰近深基坑開挖等，而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。

4．古建筑的維修，而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。

根據(jù)我國情況，需要進(jìn)行加固改造的既有建筑，從建造年代來看，絕大多數(shù)是建國以來建造的建筑；就建筑類型而言，有工業(yè)建筑和構(gòu)筑物，也有公共建筑和大量住宅建筑。因此，需要進(jìn)行加固改造的既有建筑范圍很廣、數(shù)量很多、工程量很大、投資額很高。因而，既有建筑加固改造在建筑業(yè)中占有重要的地位。

在制訂基礎(chǔ)托換加固工程技術(shù)方案前，一般應(yīng)進(jìn)行周密的調(diào)查研究，并搜集如下資料：

(1)現(xiàn)場的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。要求查清持力層、下臥層、基巖的性質(zhì)和埋深，地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，地下水位及其變化和補(bǔ)給情況。必要時還需要對地基進(jìn)行復(fù)查和補(bǔ)勘。

(2)被托換建筑物的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和受力特征。了解被托換建筑物的荷載分布，上部結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，基礎(chǔ)形式和受力狀況及其計(jì)算與構(gòu)造等，建筑物各部分的沉降高度及其沉降速率，結(jié)構(gòu)物的破損情況和原因。

(3)托換施工期內(nèi)的影響。若預(yù)估的施工周期較長，則必須考慮到季節(jié)性變化引起的溫度和雨雪的影響；挖土后土層卸載和基坑排水而引起的影響；一些臨時性的支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性等問題。

(4)使用期間和周圍環(huán)境的實(shí)際情況。查明使用期間荷載增減的實(shí)際情況，托換施工中和竣工后周圍環(huán)境的變化，其中包括地下水的升降、地面排水條件變遷、氣溫變化、環(huán)境綠化、臨近建筑物修建、相臨深基坑開挖以及附近打樁振動等情況的影響。

壓入樁托換亦稱頂承靜壓樁托換，該方法是將建筑物本身的自重作為反力，用千斤頂將樁壓入地基土中，憑借地基土對樁的支撐將建筑物托住。千斤頂上的反力梁可以利用原來基礎(chǔ)下的基礎(chǔ)梁或基礎(chǔ)板。如果原基礎(chǔ)沒有基礎(chǔ)梁或基礎(chǔ)板，可以先加固建筑物的底層墻體，然后再進(jìn)行壓入樁托換。

該方法適用于條形基礎(chǔ)的托換加固。托換樁的平面布置按墻體中心軸線或基礎(chǔ)布置，根據(jù)被托換加固的建筑物的墻體形式及其荷載大小確定，而且每個托換坑的位置應(yīng)避開門窗等墻體薄弱部位。

當(dāng)?shù)鼗泻休^多的大塊石、堅(jiān)硬黏性土或密實(shí)的砂土夾層時，由于樁壓入時難度較大，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定，其適用與否。

對于上硬下軟的地層，會產(chǎn)生負(fù)摩阻力的欠固結(jié)土，不能提供千斤頂反力的或嚴(yán)重開裂的建筑物，不易壓入的砂土地基以及自重濕陷性黃土地基，均不宜采用壓入樁托換。

壓入樁的施工步驟如下：

（1）在墻基或柱基下開挖豎向?qū)Э雍蜋M向?qū)Э印?

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的壓入樁所承受的荷載，使用直徑300~450mm的開口鋼管（或0.2m×0.2m的預(yù)制鋼筋混凝土方樁），用設(shè)置在基礎(chǔ)底面下的液壓千斤頂將其壓入土層中。鋼管可截成1.0m長的若干段，用特制的套筒接頭將鋼管段連接起來，當(dāng)樁很長或者土中有障礙物時，應(yīng)焊接上面的接頭。

（3）當(dāng)鋼管頂入土層中時，每隔一定時間，根據(jù)土的性質(zhì)，用合適的取土工具將土取出，但應(yīng)避免坑周圍土的軟化。

（4）樁段經(jīng)過交替頂進(jìn)、清孔和接高后，直至樁尖到達(dá)設(shè)計(jì)深度。

（5）當(dāng)樁已達(dá)到要求的設(shè)計(jì)深度并且清孔完畢后，可以在鋼管中直接灌注混凝土（當(dāng)鋼管中無水時），或者先在管底用“砂漿塞”封閉，待其硬結(jié)后再抽干管中的水，然后灌注混凝土并振搗密實(shí)。

（6）將壓入樁與原有基礎(chǔ)梁澆灌在一起，形成整體連接以承受荷載。

隨著我國工程項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展，建筑物各種復(fù)雜地基情況不斷出現(xiàn)，其中不乏因地基處理不當(dāng)，地基沉降差大，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂等破壞現(xiàn)象，建筑物本身的空間限制了機(jī)械設(shè)備的施工，坑式托換技術(shù)是解決此類問題的有效途徑之一。

托換技術(shù)是在20世紀(jì)30年代興起的，我國的相關(guān)地基處理技術(shù)規(guī)范也列入了托換技術(shù)。其中托換技術(shù)的具體方法包括基礎(chǔ)加寬和加深托換、樁式托換、基礎(chǔ)減壓和加壓相應(yīng)托換、樹根樁托換、灌漿托換、糾偏托換等方法 。