淺析在老舊的排架結構廠房內施工深基坑的新方法

【摘要】針對大量老舊的排架結構廠房內部生產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在老舊排架結構廠房內施工深基坑的新方法

【關鍵詞】深基坑；老舊排架結構廠房；廠房加固；施工方法創新

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

中煤大屯公司煤電公司建成已有30多年歷史，現存為數眾多的排架結構工業廠房，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代技術發展的要求，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，重新施工新設備基礎，而現在大多數的設備基礎遠遠深于廠房的獨立基礎，施工深于獨立基礎深基坑時候，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墻或鋼板樁等方法對基坑進行支護，因為是在廠房內改造施工，廠房內空間有限，一般設備基礎定位都離獨立基礎較近，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。這樣做往往會出現投資增加較多，工期較長，需要場地較多，對車間其它生產區域影響較大等弊端，如何能快速、高效、安全的施工成為擺在施工技術人員面前的難題。

本人在國有企業建安公司從事多年工民建改造施工工作，經過多年的探索摸索，總結出一套利用鋼管樁加固技術在老舊排架結構廠房內施工深基坑的方法，能很好的解決深基坑施工對廠房獨立基礎的影響，且施工費用低，施工時間短、安全指數高，現以一個已完成的工程案例，做詳細說明。

因國家能源結構調整，以煤炭為主營業務的中煤大屯公司經濟效益大幅下滑，如何在生產建設中降低成本增加效益成為基本建設領域重要的探討課題。在中煤集團一國有機械廠鑄造車間內施工一深基坑，該鑄造車間為排架結構，獨立基礎，基礎下無樁、無毛石墊層，基礎底標高在-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、墻體沒有構造柱和圈梁。車間上有15噸行車運行。新建的設備基礎底標高多在-2.1米至-4.7米，距離廠房獨立基礎0.1米，基坑開挖對廠房獨立基礎影響非常大，極易引起廠房下沉開裂。按照常規的施工方法，應該沿基坑四周滿打混凝土攪拌樁或施工地下連續，這樣做施工費用很大，且現場沒有那么多施工空間。

本人經過綜合分析研究，發現要安全、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，且支護結構在平面位置不能占用空間。這樣混凝土攪拌樁和地下連續墻等支護措施不能用了。

2、施工費用不能太高。因為現在國家經濟結構調整，煤炭企業經濟壓力巨大，不能再給企業雪上加霜了。

3、不能使用大型機械。因為是在廠房內施工，因層高限制，大型鉆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任務，不能因為施工耽誤生產。

綜合以上幾點，本人決定改變常規被動防御措施，將常規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的獨立基礎提前進行加固，保證深基坑施工過程中廠房的結構安全和人員安全。

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，清理干凈后，在基礎表面定位放線。

2、每個獨立基礎打入4根200的鋼管樁，在基礎表面放線后，用工程鉆鉆取4個φ230的孔穿過基礎，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，每節樁的樁長設計為1.5米。

4、將首節鋼管樁放入孔內，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將樁逐節壓入，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，使基礎和上部結構抬升5MM，這樣新加的鋼管樁就替代了原有的獨立基礎承重。

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。

7、樁的封閉：將鋼管樁內灌入混凝土漿料，提高鋼管樁的穩定性，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恢復原樣。

經過詳細的計算分析，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不僅保證了后續施工中廠房的安全，也為后續施工創造了施工空間。該方案具有經濟、適用、施工方法簡單，對原來獨立混凝土基礎擾動下等特點，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構安全和人員安全。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設備基礎改造施工提供了成功的防護范例。中煤大屯公司現存大量的老舊工業廠房，該技術的實施應用為這些老舊廠房改造升級重新利用創造了寶貴的借鑒經驗。

參考文獻：

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[2]GB50007-2002《建筑地基基礎設計規范》.

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