淺談城市更新既有建筑物基礎托換技術

朱良輝 張淳棣 羅鳴

【摘 要】?文章介紹了在城市更新改造中，利用既有建筑物的基礎托換技術，改造了既有建筑也保護了周邊的歷史建筑。基礎托換技術可應用于大城市建筑密集地區的地下空間開發。

【關鍵詞】城市更新; 基礎托換; 靜壓錨桿樁; 樹根樁; 鉆孔灌注樁

1 工程概況

在上海繁華街區項目改造中，該房屋建于20世紀80年代，經過幾十年的使用，建筑的一些性能下降，現需要將其內部改造為現代風格的大開間結構，并增加2層地下室，由于緊鄰兩棟建于1920年的文物保護建筑，且地鐵從其下方通過。

2 方案確定

在各方的合力考察，實驗和理論相結合的基礎上，發現如下問題：

（1）該項目是位于上海的中心地區，人口密集，交通流量大，在施工時可能影響城市的正常運行。

（2）施工場地不能容納大型機械和多臺機械，機械作業難以實現。

（3）在施工過程中，可能對周圍建筑的安全造成影響，為確保安全可能會提高施工成本。在施工時要特別注意地鐵安全，控制紅線在地鐵界限以外，防止地鐵出現問題，不要觸及國防電纜和地下管道。

通過各方討論后，提出解決方法，確定施工方案，基礎處理決定采用托換形式進行施工，基礎托換方式先穿墻梁、再夾墻梁和最后托換樁。

基礎托換施工流程：挖土至托換梁底標高—穿墻梁位置墻體開槽—托換樁位置基礎開槽—穿墻梁及夾墻梁鋼筋綁扎—模板支設—托換體系混凝土澆筑。

大部分托換樁需在建筑內部施工，受到建筑內部空間限制，且建筑內部施工泥漿外運不便。為此本工程采用靜壓錨桿樁、樹根樁及鉆孔灌注樁等托換樁形式結合的支護方法。

3 靜壓錨桿樁施工流程

靜壓錨桿樁：在指定的位置進行打洞，形成錨桿的設計孔深，再邊打洞邊置入錨桿，在錨桿處設置反力架、千斤頂，利用錨桿的反力，逐步將一節節樁壓入孔內的土中。

靜壓錨桿樁特點：設備體積小，不會影響凈空高度，便于施工，不影響周邊民眾的生活;無振動、無噪聲;無泥漿產生;狹小場地內可施工，可以增強土地周圍環境受力的情況。

3.1 施工工藝流程

（1）確定樁位，放樣，編號。

（2）安裝壓樁架。

（3）樁段就位，校正樁身垂直度，壓樁及記錄樁入土深度和壓力表讀數。

（4）接樁與壓樁交替進行，壓樁力達到480 kN時且持續時間不小于5 min，壓樁結束。

（5）焊接槽上層鋼筋網，澆筑C40微膨脹強混凝土封樁。

（6）壓樁施工時，不宜多臺壓樁設備在同一部位。

（7）到達要求以后，拆除壓樁架，清理預留的泥土，去掉多余的錨桿，把表面的邊坡用混凝土修平。

3.2 壓樁施工

（1）準備前工作，壓樁架在平地安裝，有利于控制垂直度和使儀器安全，用錨固螺栓、螺帽擰緊，在壓樁過程中，適當調節螺帽，當一個承受不了時，要多個螺帽一同承受，使錨桿受力。

（2）樁在進入孔中前，要垂直壓入的傾斜偏差不能高于3 mm，所有上、下節樁要對正，中心偏差不大于3 mm;壓樁前應在樁頂墊3～4 cm厚的木板或多層麻袋，然后套上鋼樁帽再進行壓樁。

（3）應保持千斤頂與樁段軸線在同一水平，壓力中心與樁的截面中心一定保證重合，千斤頂在水平面上偏差不大于2 mm。

（4）壓樁時不宜多臺設備在同一基礎上施工;壓樁過程不能中斷，一次壓到位置，如在途中要樁尖在軟土停留時，在24 h內要施工完;當樁端末壓到設計標高時就已滿足壓樁力要求時，必須切除外露樁頭，切割樁頭前應用楔塊把樁固定住，嚴禁在懸臂情況下亂砍樁頭，要按除樁頭規程進行施工。

（5）隨時根據情況做好數據，用480 kN的標準控制壓樁。單節樁長2 m，接樁時錨固筋插入錨固孔，調整垂直度并檢查無誤后，將上節樁起吊10 cm后裝上硫磺膠泥夾箍，澆入熬制好的硫磺膠泥，使上、下樁面充分粘結對齊，防止樁面錯位，待硫磺膠泥凝固后（停留時間大約為3～5 min）即可繼續壓樁。

在壓樁過程中，做好樁的垂直和移動的監控，防止樁移位出現質量問題。

3.3 壓樁施工記錄

施工前檢查樁長，施工時根據樁長記錄孔深、油壓表讀數，并在施工完及時計算數據進行整理，對樁質量作出評估，證實承載力是否充足。

如在壓樁時讀數（油壓表）出現突然上下浮動大或忽然數據在零附近，要將設備關機后及進檢查是否出現樁身問題，并告知設計人員，對方案進行補救，作出對策。

3.4 樁基檢測

樁基檢測分樁體和承載力檢測。本工程單樁豎向承載力特征值為300 kN，由于不再具備承載力的檢測要求，因此在錨桿靜壓樁施工完成后只進行低應變檢測、垂直度檢測以及樁身質量、鋼筋、端板等檢測。

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3.5 封樁

在達到深度后，認真檢查樁身有沒有問題，壓樁有沒有出現不正常狀況，檢查是否去掉高于設計高度的樁尖，檢查樁內是否有垃圾，泥土等異物，檢查鋼筋是否干凈。通過檢驗后，封樁釆用C40微膨脹混凝土封樁，封樁混凝土注意振搗密實，在終凝前的二次抹面后（即在混凝土澆筑后8～12 h）立即進行養護。混凝土有微膨脹性，對溫度升降較敏感，當氣溫在合適溫度（3～35 ℃）時澆筑，當超過規定溫度不能澆筑。

4 樹根樁施工流程

樹根樁：利用機器鉆到設計孔深，完成后準備好鋼筋籠，將水泥和泥漿注入。

樹根樁特點：所需場地較小，噪音、振動小，不損傷原有地基、基礎或墻柱，不干擾建筑物的正常使用，樁孔小，對墻身和地基土的影響較小。

4.1 施工工藝流程

工藝流程：現場準備地平、儀器放樣、正反循環鉆進成孔、孔周作泥漿護壁、下放鋼筋籠、泵車由導管下料、泵送壓漿。

5 鉆孔灌注樁施工流程

施工步驟：

（1）鉆機鉆進2～3 m，用吊、挖車擠進護筒，鉆到規定值（最好大于20 cm）。

（2）鋼管擠土至規定值（最好大于20 cm）。

（3）人力挖掘，邊挖邊支護，鉆到規定值（最好大于20 cm），以上是三種成孔方式，其內下放鋼筋籠，用導管灌混凝土，形成灌注樁。

鉆孔灌注樁特點：可以做地較深，深度樁承受力強;無需上部結構提供反力;可穿越地下障礙層;適合建筑內部施工。

本工程鉆孔灌注樁采用低凈空鉆孔灌注樁設備進行施工。

該設備具有使用方便、工作面要求低、移動快和工作速度快的特點。設備長4.6 m左右，寬2.1 m左右，高4.5～6.8 m之間。具有對周邊環境擾動小;承載力較大，無需反力，可實現零距離打樁;在特殊環境下得到較好的應用;泵吸反循環快速成樁工藝，2～3 h內可完成45 m的樁基成孔。鉆出的泥漿主要為土塊。

工藝流程：前期工作、放點、鉆孔、埋護筒、鉆孔、第一次清孔、到達孔深停止鉆進（驗收）、制安鋼筋籠（在成孔前做好）、先安裝導管再澆筑（在下完鋼筋籠通知混凝土后進行）、第二次清孔、混凝土灌注、拆導管。

注意：澆筑混凝土時兩次送料間隔不大于1 h，在澆筑混凝土后要養護，成孔后做好防護防止人員墜落。

6 泥漿減量化處理

現場場地有限，為保證文明施工，減少泥漿對環境的影響和運輸困難，在本工程要對泥漿凈化處理，首次提出用帶式分體壓濾機進行。

在現場就近將廢液放入池中，再加外加劑，等待時間還原了絮凝，最后脫水（擠壓方式），完成泥水分離。

污泥經過機械擠壓，形成泥餅和水。泥餅運至棄渣場，水排到城市地下排水系統或形成水泥漿再使用到施工場地。

7 結論

本工程在規定時間內完工并投入使用。基礎托換較成功：

（1）對于地鐵的影響較小，同時保證了周圍建筑的安全，相關監測數據都在允許值內。

（2）在原建筑下以及鄰近區域開發了地下室，合理利用了土地資源。

該工程成功進行了基礎托換，提高了地下空間改造使用技術，將對城市的建設發展有一定影響。

參考文獻

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