淺析在老舊的排架結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)施工深基坑的新方法

文/朱守見 中煤大屯建筑安裝工程公司 江蘇徐州 221611

淺析在老舊的排架結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)施工深基坑的新方法

文/朱守見 中煤大屯建筑安裝工程公司 江蘇徐州 221611

針對大量老舊的排架結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)部生產(chǎn)設備需要升級改造的情況，本文以一個真實案例論述了利用鋼管樁加固技術(shù)在老舊排架結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)施工深基坑的新方法

深基坑；老舊排架結(jié)構(gòu)廠房；廠房加固；施工方法創(chuàng)新

上世紀70-80年代，國家建設了很多鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的廠房，歷經(jīng)30多年的風雨，這些廠房大多都已破舊不堪，但是主體結(jié)構(gòu)尚好，還可以繼續(xù)使用。在工業(yè)建筑中，排架結(jié)構(gòu)廠房是最普遍采用的一種結(jié)構(gòu)形式，主要用于冶金、機械、化工、紡織等工業(yè)廠房。這類廠房一般設有較重的機械和設備，產(chǎn)品較重且輪廓尺寸較大，大型設備可以直接安裝在地面上，便于產(chǎn)品的加工和運輸。這種廠房便于定型設計、構(gòu)配件的標準化、通用化、生產(chǎn)工業(yè)化、施工機械化。由屋架(或屋面梁)、柱、獨立基礎(chǔ)等構(gòu)件組成，柱與屋架鉸接，與基礎(chǔ)剛接。該種廠房的獨立基礎(chǔ)若發(fā)生變形、位移及破壞會對廠房的主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的影響。

中煤大屯公司煤電公司建成已有30多年歷史，現(xiàn)存為數(shù)眾多的排架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，這些廠房雖然一直還在使用但其中安裝的設備早就不適應現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求，需要大量升級改造。在設備升級改造的過程中，需要破除原來的舊設備基礎(chǔ)，重新施工新設備基礎(chǔ)，而現(xiàn)在大多數(shù)的設備基礎(chǔ)遠遠深于廠房的獨立基礎(chǔ)，施工深于獨立基礎(chǔ)深基坑時候，深基坑對老舊廠房的影響非常大，通常情況下施工單位采用混凝土攪拌樁或地下連續(xù)墻或鋼板樁等方法對基坑進行支護，因為是在廠房內(nèi)改造施工，廠房內(nèi)空間有限，一般設備基礎(chǔ)定位都離獨立基礎(chǔ)較近，基坑邊打樁支護費用較高，用過的樁受力后很難重復利用，且為被動支護，基坑位移變形大，支護效果不好。這樣做往往會出現(xiàn)投資增加較多，工期較長，需要場地較多，對車間其它生產(chǎn)區(qū)域影響較大等弊端，如何能快速、高效、安全的施工成為擺在施工技術(shù)人員面前的難題。

本人在國有企業(yè)建安公司從事多年工民建改造施工工作，經(jīng)過多年的探索摸索，總結(jié)出一套利用鋼管樁加固技術(shù)在老舊排架結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)施工深基坑的方法，能很好的解決深基坑施工對廠房獨立基礎(chǔ)的影響，且施工費用低，施工時間短、安全指數(shù)高，現(xiàn)以一個已完成的工程案例，做詳細說明。

因國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，以煤炭為主營業(yè)務的中煤大屯公司經(jīng)濟效益大幅下滑，如何在生產(chǎn)建設中降低成本增加效益成為基本建設領(lǐng)域重要的探討課題。在中煤集團一國有機械廠鑄造車間內(nèi)施工一深基坑，該鑄造車間為排架結(jié)構(gòu)，獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)下無樁、無毛石墊層，基礎(chǔ)底標高在-1.3米，埋深很淺。該車間建成已大約35年，但一直在正常使用中，因為當時的設計規(guī)范標準不高，車間墻體為粉煤灰磚砌筑，無粉刷層、墻體沒有構(gòu)造柱和圈梁。車間上有15噸行車運行。新建的設備基礎(chǔ)底標高多在-2.1米至-4.7米，距離廠房獨立基礎(chǔ)0.1米，基坑開挖對廠房獨立基礎(chǔ)影響非常大，極易引起廠房下沉開裂。按照常規(guī)的施工方法，應該沿基坑四周滿打混凝土攪拌樁或施工地下連續(xù)，這樣做施工費用很大，且現(xiàn)場沒有那么多施工空間。

本人經(jīng)過綜合分析研究，發(fā)現(xiàn)要安全、順利地完成這項目工程，所選用的施工方案必須滿足以下要求：

1、施工必須占用空間小，且支護結(jié)構(gòu)在平面位置不能占用空間。這樣混凝土攪拌樁和地下連續(xù)墻等支護措施不能用了。

2、施工費用不能太高。因為現(xiàn)在國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，煤炭企業(yè)經(jīng)濟壓力巨大，不能再給企業(yè)雪上加霜了。

3、不能使用大型機械。因為是在廠房內(nèi)施工，因?qū)痈呦拗疲笮豌@探和打樁設備不能使用。

4、工期不能太長。因為車間一般都有生產(chǎn)任務，不能因為施工耽誤生產(chǎn)。

綜合以上幾點，本人決定改變常規(guī)被動防御措施,將常規(guī)的深基坑施工中的被動防御改為主動提前防御，深基坑施工影響范圍內(nèi)的獨立基礎(chǔ)提前進行加固，保證深基坑施工過程中廠房的結(jié)構(gòu)安全和人員安全。

主要施工措施主要包括以下步驟：

1、首先破除原地面混凝土，開挖土方，直到露出獨立基礎(chǔ)，清理干凈后，在基礎(chǔ)表面定位放線。

2、每個獨立基礎(chǔ)打入4根200的鋼管樁，在基礎(chǔ)表面放線后，用工程鉆鉆取4個φ230的孔穿過基礎(chǔ)，再在孔邊鉆6個φ25深度500的孔，植入HRB400鋼筋，將壓樁支架與這6根鋼筋焊接。

3、由于受壓樁支架的限制，每節(jié)樁的樁長設計為1.5米。

4、將首節(jié)鋼管樁放入孔內(nèi)，用水平尺矯正垂直度，通過油壓千金頂和和油泵等液壓系統(tǒng)將樁逐節(jié)壓入，樁的連接方法采用焊接連接。

5、將每個樁加壓到設計承載力時候，停止加壓，然后用一臺油泵給四根樁同時加壓，使基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)抬升5MM，這樣新加的鋼管樁就替代了原有的獨立基礎(chǔ)承重。

6、用寬100，厚度30的鋼板將植入的鋼筋和鋼管樁焊接，然后拆除液壓傳力系統(tǒng)。

7、樁的封閉：將鋼管樁內(nèi)灌入混凝土漿料，提高鋼管樁的穩(wěn)定性，漿料灌注完成后。用一塊鋼板封堵樁頂，樁頂預留二次灌漿孔，待樁內(nèi)漿料收縮完成后用高強度材料二次封堵。最后，用混凝土將獨立基礎(chǔ)恢復原樣。

經(jīng)過詳細的計算分析，本文設計的加固方案切實可行，加固后的鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)不僅保證了后續(xù)施工中廠房的安全，也為后續(xù)施工創(chuàng)造了施工空間。該方案具有經(jīng)濟、適用、施工方法簡單，對原來獨立混凝土基礎(chǔ)擾動下等特點，目前該工程已全部完成，深基坑防護達到了預期的目的。

該深基坑施工的特點是將常規(guī)的深基坑施工中的被動防御改為主動提前防御，確保了施工改造施工過程中廠房的結(jié)構(gòu)安全和人員安全。這種深基坑施工措施的成功運用，為其它大量的同類廠房內(nèi)設備基礎(chǔ)改造施工提供了成功的防護范例。中煤大屯公司現(xiàn)存大量的老舊工業(yè)廠房，該技術(shù)的實施應用為這些老舊廠房改造升級重新利用創(chuàng)造了寶貴的借鑒經(jīng)驗。

[1]GB50367-2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》.

[2]GB50007-2002《建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》.

[3]GB20010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》.

[4]周威、鄭文忠.《無粘性預應力混凝土樓蓋封洞于開洞設計》工業(yè)建筑，2005,35（4）：10-14.