已有建筑物新增樁基礎中底板破除及修復技術的研究與應用

廖明浩 陳駿 李聰 朱琴

摘要：建筑物地下室滲漏問題一直以來都是影響建筑物功能使用的重要風險，改造項目中涉及新增樁基礎及底板破除再修復的工程也越來越多，對地下室的滲漏要求也更為嚴格，因此，研發出一套既有建筑新增人工挖孔樁施工技術非常有必要。

關鍵詞：新增樁基礎;已有建筑物;地板破除及修復

隨著城市建筑老齡化和人們對建筑功能需求的不斷增多，已完工項目改造的需求不斷變大，建筑內新增樁基礎和結構柱進行托換的情況也越來越普遍。建筑物地下室滲漏問題一直以來都是影響建筑物功能使用的重要風險，改造項目中涉及新增樁基礎及底板破除再修復的工程也越來越多，對地下室的滲漏要求也更為嚴格。在改造過程中，如何保證地下室內樁基礎及底板破除再修復施工的安全和質量，同時避免后期漏水隱患，依然是亟待解決的問題。針對以上問題，我司技術部組織展開了已有建筑物新增樁基礎中底板破除及修復技術的研究。

一、技術特點

（一）水鉆分離底板，釋放應力

通過鋼筋掃描儀掃描定位鋼筋，避開鋼筋后使用水鉆分離待開挖區域，使水壓力和地下室底板自身共同作用下的應力釋放，減少對施工范圍以外底板產生擾動，再對分離區域進行風鎬破除外運，完成底板的破除。

（二）臺階狀曲線咬合面增加水流路徑

通過將底板斷面破除成多級臺階形狀，增加新舊混凝土接觸面積，提高機械咬合作用，增加水流路徑，減少后期的漏水隱患，實現改造對原結構的最小化影響。

（三）井點降水、回灌井控制地下水位

在待施工人工挖孔樁側0.5m處設置井點降水，施工區域四角設置回灌井，通過降水和回灌保證地下水位可控。

二、施工流程

（一）施工工藝流程

施工工藝流程圖見圖1。

（二）操作要點

1、樁周降水、回灌

降水井布置

1）降水井點的大小、數量由地質情況、場地條件、采用設備等因素確定。

2）在距離樁側不大于500mm處開挖一降水井，降水井的開挖采用階梯狀破除。降水井施工完成后，在降水井及樁內各放置一臺抽水泵，其中降水井深度大于最大樁深1m。抽水泵24小時不間斷將水抽至地上排水系統，始終滿足水位低于開挖操作面。

3）井點管埋設，成孔用回轉式鉆機成孔，井深比井點設計深50cm;洗井用水泵將井內泥漿抽出[1];井點用機架吊起緩慢插入井孔中央，使露出地面200mm，然后倒入粒徑5-30mm石子[2]，使管底有500mm高，再沿井點管四周均勻投放2-4mm粒徑粗砂[3]，上部1.0m深度內，用粘土填實以防漏氣[2]。

4）井點管埋設完畢應接通總管。總管設在井點管外側50cm處，與抽水設備連通，接通電源，即可進行試抽水，如壓力表讀數在0.15-0.20MPa，真空度在93.3kPa以上，表明各連接系統無問題，即可投入正常使用[3]。

5）井點使用時，應保持連續不斷抽水，并配用雙電源以防斷電[2]。一般抽水3-5d后水位降落漏斗基本趨于穩定[2]。

6）在土方開挖后，應保持降低地下水位在基底500mm以下，以防止地下水擾動地基土體[3]。

回灌井設置

1）在施工區域周邊約30m處均勻設置4個回灌井，回灌井處底板的破除同理采取階梯狀破除。

2）回灌井內采用D160硬質PVC管、底部3m開5mm孔眼并包裹2層尼龍紗布，PVC管四周采用5～20mm碎石回填，地面往下1m采用粘土擠密封堵。

3）注水總管引用自來水管，并分節進行連接，鉆孔深度地表向下12米。

4）觀察回灌井內地下水位標高，施工人工挖孔樁是地下水位下降超過0.5m/天，累計下降超過3m時進行回灌。

2、底板破除

定位放線

在底板上分別放線出破除階梯形斷面的兩道水鉆鉆孔線。

破除底板

為了保證未來底板封閉后的閉水性能，需要采用水鉆和風鎬交替破除底板，主要步驟如下：

1）在第一道鉆孔線上采用Ф76水鉆進行鉆孔，鉆孔深度為300mm。

2）將第一道鉆孔線和第二道鉆孔線中間區域的混凝土采用風鎬破除，破除深度為300mm。

3）在破除到第二道鉆孔線時，采用Ф76水鉆沿第二道鉆孔線向下將底板鉆穿。

4）將剩余部分混凝土采用風鎬鑿除。

5）底板斷面破除成階梯形狀，如圖6所示，增加水流路徑，減少后期的漏水隱患。

3、人工挖孔樁施工

測量放線

以中點為圓心，以樁身半徑加護壁厚度為半徑畫出圓周，釘上木樁，并以樁上的鐵釘作標記，用砼固定木樁進行放樣。

樁芯土方開挖

1）地下室底板用破碎后，松散土層用人工鋤、鏟、鎬開挖，進入強風化層后用風鎬破碎掘進[4]。孔內施工時要用鼓風機連續向孔內送風，風管口距離孔底2m左右，孔內照明采用低壓防爆燈泡，燈泡位置離孔底2m。

2）在透水層區段的護壁預留泄水孔，在混凝土澆筑前予以堵塞。

3）成孔護壁施工采取一節組合式鋼模板拼裝而成，拆上節，支下節，循環周轉，上下設兩道6號槽鋼卷頂緊，鋼圈由兩半圓圈組成[4]，用螺栓連接，不另設支撐，以便澆灌混凝土和下一節挖土操作。混凝土用機械拌制，用吊桶運輸，人工澆筑。

4）在地下室底板處規劃20m×10m臨時推土場，棄土集中外運。

樁身鋼筋綁扎

1）已完工地下室空間狹小，為了便于鋼筋的運輸與綁扎，將樁身縱筋分為4m一段，采用小平板車從地上運至地下施工區域，每段鋼筋在孔內采用一級直螺紋套筒連接。

2）樁身螺旋箍筋在地面加工后，采用小平板車運至施工區域，采用綁扎連接。

3、樁身混凝土澆筑

1）為了避免混凝土發生離析且方便運輸，利用原有預留洞口連接泵管，無預留洞口時在地下室頂板至底板間開300mm×300mm洞連接泵管進行混凝土澆筑。

2）樁孔內采用串筒澆筑混凝土，避免混凝土骨料分離。

3）采用坍落度不超過120mm的普通混凝土進行澆筑。

4、修復底板

破除樁頭

人工使用風鎬的方式破樁頭，當鑿至距設計位置10cm左右時，應注意先對設計樁頭標高處的四周進行鑿除，然后再鑿除中間部分。破除樁頭后建筑垃圾使用小平板車運至場外垃圾場。

鋼筋恢復

1）由于在樁施工時已將底板鋼筋破除，故在補板時需采用同直徑鋼筋與原鋼筋焊接，焊接長度為單面10d。焊接前采用噴燈等加熱設備將潮濕的鋼筋上的水分蒸發掉，再將新、舊鋼筋焊接在一起。

2）局部遇到在底板破除時鋼筋預留過短的情況，可采用植筋的方式，再將植入鋼筋與新鋼筋連接。

3）采用鋼刷將原結構鋼筋上的水泥、銹蝕等污漬去除后才能與新鋼筋連接。

底板恢復

1）采用高于原有底板一等級的微膨脹混凝土進行澆筑。

2）利用原澆筑人工挖孔樁泵管進行澆筑。

5、降水井及回灌井修復

1）降水井及回灌井回填至底板板底200mm處，澆筑墊層混凝土。

2）降水井及回灌井的底板結構采用分兩層澆筑，均采用高于一等級的微膨脹混凝土進行澆筑，每層均充分鑿毛，鑿毛形狀為喇叭口，且兩層鑿成階梯狀，臺階踏面至少100mm。

3）第一層混凝土澆筑前，階梯面和洞口四周沖洗干凈并均勻涂刷一層水泥漿。

4）第一層澆筑完成，24小時后觀察澆筑部位滲漏情況，確認無滲漏后涂刷滲透性防水涂膜。

5）澆筑第二層混凝土，充分振搗，養護。

三、結語：

隨著改造工程逐漸增加，在已有建筑內工程新增樁基礎也有了一定的施工經驗，但是傳統的施工直立破除底板，無法避免造成底板的滲漏現象。經過該工法多個工程實例檢驗，目前為止沒有發現漏水的現象。經過比對分析，使用該工法，單根樁能節約成本合計約1萬元，并極大的降低了可能出現的底板滲漏的問題的可能性，避免了因后期滲漏問題產生的高額滲漏處理費用。此工法應用于已施工建筑內樁基施工底板破除和修復，將會取得了良好的經濟和社會效益。

參考文獻：

[1] 丁賢永. 輕型井點降水設計與施工[J ]. 安徽水利水電職業技術學院學報，2006，3：48-49.

[2] 吳海峰. 淺談輕型井點降水在工程上的應用[J ]. 城市建設，2010，10：214-215.

[3] 楊強. 淺談井點降水的實際應用[J ]. 建筑工程技術與設計，2017，32.

[4] 趙銀成. 淺談人工挖孔樁施工安全管理[J ]. 商品與質量·建筑與發展，2013，11：322-322.