惠州基础加固工程专业的建筑加固公司

随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，高层建筑项目的建设数量越来越多，尤其是CFG桩的出现，为高层建筑工程建设事业的发展带来了新的活力。CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩，是在素混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，它与桩间土体及褥垫层共同作用，组成CFG桩复合地基，在地基加固中效果十分明显。 

　　1 工程概况 

　　某高层建筑工程，根据勘察资料，该工程场地地层自上而下依次为： 

　　①粉质粘土(Q3al＋pl)：灰黄、褐黄色，稍湿，可塑，Es＝6.0MPa，fk＝17 

　　②粉质粘土(Q3al＋pl)：褐黄色，湿，可塑，Es＝5.2MPa，fk＝100kPa，层厚2.20～0.80m。 

　　③粉质粘土(Q3al＋pl)：灰黄色，湿，可塑，Es＝6.1MPa，fk＝130kPa，层厚6.20～5.68m。 

　　④粉质粘土(Q3al＋pl)：灰黄、褐黄色，湿，硬可塑，Es＝8.7MPa，fk＝210kPa，层厚5.20～4.20m。 

　　⑤粉质粘土(Q2al＋pl)：黄褐色，湿，可塑，Es＝8.1MPa，fk＝190kPa，层厚4.30～1.50m。 

　　⑥粉质粘土(Q2al＋pl)：棕黄色，湿，硬塑，Es＝12.7MPa，fk＝240kPa，层厚12.50～8.10m。 

　　⑦粉质粘土(Q2al＋pl)：棕色，湿，硬塑，Es＝13.9MPa，fk＝250kPa，层厚25.70～25.70m。 

　　⑧粘土(Q2al＋pl)：黄褐色，湿，硬塑，Es＝14.1MPa，fk＝280kPa，层厚11.70～11.70m。 

　　⑨粘土(Q2al＋pl)：黄色，湿，硬塑，Es＝14.8MPa，fk＝300kPa，该层未揭穿。 

　　2 地基处理设计方案论证及选择 

　　根据场地的工程地质条件及水文地质条件，对该场地地基土多种地基处理方案从技术可行性、经济合理性、工程可靠性、当地的工程常用方法及经验和材料的来源、工期长短等影响效益的各种因素进行分析、比较和选择。 

　　2.1 方案一：钻孔灌注桩加固方案 

　　(1)选择桩型、桩材及桩长：根据试桩初步选择φ500mm钻孔灌注桩，混凝土水下灌注用C20，钢筋采用Ⅰ级。经查表得fc＝10N／mm2，fcm＝11N／mm2，ft＝1.1N／mm2，钢筋fy＝f′y＝210N／mm2。初步选择*⑦层粉质粘土为持力层不得小于1m。初步选择基础底面埋深4.5m，则该工程的较小桩长为20.5m。 

　　(2)确定单桩竖向承载力设计值： 

　　①根据桩身材料强度确定单桩竖向承载力设计值，按式Rc＝φ(fcA＋f′yAs)取φ＝1，fc按0.8折减。配筋率初步按0.5％计算，则： 

　　Rｃ＝φ(fcA＋f′yAs)＝0.8×20.5×0.52×π／4＋210×0.005×0.52×π／4＝3.21＋0.206＝3.424(MN)＝3424(kN) 

　　②根据土的物理指标与承载力间的的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值，查《基础工程设计与施工》表4－31，4－32得qsk3＝45kPa，qsk4＝65kPa，qsk5＝55kPa，qsk6＝80kPa，qsk7＝85kPa，qpk＝1200kPa。按式：Quk＝Qsk＋Qpk＝π×0.5(45×3.3＋65×3.7＋55×3.4＋80×8.9＋85×1.2)＋1200×0.52×π／4＝2182.3＋235＝2417(kN) 

　　由此求Ｒ，即Rk＝Quk／2＝1208kN，Ｒ＝966kN。 

　　(3)确定桩的数量和平面布置：初步确定该基础的底面积为74×2.83×2＋22×2.83×5＝730.14(m2)，基础和土自重G＝730.14×4.5×20＝65712(kN)，则桩数按式： 

　　n＝μ(F＋G)／R 

　　式中：N—桩数； 

　　μ—系数，当桩基为轴心受压时μ＝1；当偏心受压时μ＝1.1～1.2； 

　　F—作用于桩基上的竖向荷载设计值，kN； 

　　G—桩基承台或条基和其上的土受到的重力，kN； 

　　R—单桩竖向承载力设计值，kN。 

　　n＝μ(F＋G)／R＝1.1(430×730.14＋65712)／966＝432.3 

　　取ｎ＝433根。 

　　基础布桩采用三角形或矩形布桩。 

　　2.2 方案二：CFG桩复合地基加固方案 

　　CFG桩具有较高的桩身强度，能承受较大份额的上部荷载，以往的加固经验表明，CFG桩加固后的复合地基承载力较加固前可提高2～3倍甚至更高，该场地附近以前工程现场的CFG桩静载试验结果也表明，复合地基承载力可达250～300kPa，单桩承载力亦可达180～200kN，可以满足设计要求。由于CFG桩本身具有良好的排水作用，可使施工产生的**孔隙水压力沿桩体排出。既该方案从技术的可行性、当地工程常用的方法及经验和工程的可靠性都是满足设计要求的。CFG桩复合地基的初步设计： 

　　(1)设计该桩的桩径为：ｄ＝400mm；地基承载力特征值fsp，k≥373kPa。 

　　(2)面积置换率m：依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79－2002)中： 

　　fspk＝m(Ra/Ap)＋β(1－m) fsk 

　　式中：fspk—复合地基承载力特征值，取值373kPa； 

　　fsk—桩间土承载力特征值，取值130kPa； 

　　m—面积置换率； 

　　β—桩间土承载力折减系数，取0.75； 

　　Ra—单桩承载力特征值，kN； 

**以来，我国的建筑行业取得了辉煌的发展成果，建筑施工体系不断完善，工程质量管理系统不断成熟，施工工艺不断得到更新，在此过程中，由于混凝土建筑结构*具的特点，混凝土建筑结构在建筑行业得到全面的推广运用。因此，加强对既有建筑尤其是钢筋混凝土结构中地基基础加固技术的研究和探讨，不仅仅是促进整个建筑行业进步的需要，也是促进施工工艺革新的客观需求，更是新时期下，坚持以人为本，建设社会主义和谐社会的重要举措，因此，加强对既有建筑地基基础的加固技术研究，有着十分客观的经济意义和社会意义。 

　　二、对既有建筑地基基础进行加固的意义分析 

　　1.这是保证建筑整体结构稳定性的基础措施，万丈高楼平地起，既有地基将会直接关系到整个建筑的安全性和稳定性，对整个建筑的稳定性有着十分重要的影响。但是，在既有地基基础施工过程中，尚存在着一些不成熟的地方，建筑工程的后期护理也难以做到规范化和标准化，因此，使得建筑结构的安全性和稳定性得不到保证，必须实施加固，保证建筑安全，提高建筑质量。 

　　2.这是完善既有建筑地基基础加固理论的客观要求，既有建筑地基的加固技术具有复杂性，涉及到各种法律规范，施工标准，施工的材料设备等各个方面，虽然这种技术已经在世界范围内广泛运用，但是这种技术依然不够完善，理论不够成熟，基本上依然处在探索阶段。因此，加强加固技术的探讨研究，有助于完善加固技术理论系统，有着重要的意义。 

　　3.这是保证建筑质量的重要举措，现有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏,甚至自然灾害造成建筑既有地基基础结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等，影响建筑物及构筑物的安全和使用功能，从而不得不考虑结构的修复加固问题。另外，结构设计规范也几经变动，原有建筑物及构筑物大部分己不满足现行规范的设计要求，必然存在一定的安全隐患， 

　　 4.这是保证建筑使用者切身利益的客观要求。伴随着建筑行业的快速发展，越来越多的建筑工程开始施工，房屋建筑的更新换代的周期也逐渐缩短，房屋建筑的稳定性和安全性将会直接关系到使用者的切身利益，对既有地基基础进行加固，不仅仅可以使得建筑的性能得到**，也可以一定程度的消除很多的安全隐患，使得建筑的使用者能够安全使用，维护了他们的合法权益，体现出以人为本的思想战略。 

　　三、既有建筑地基基础加固施工技术探讨 

　　1既有建筑地基和基础加固前期准备 

　　（一） 既有建筑地基和基础加固前，应先对地基和基础进行鉴定，方可进行加固设计和施工既有建筑地基和基础的鉴定、加固设计和施工，应由具有相应资质的单位和有经验的专业技术人员承担。 

　　（二）对于相关建筑的处置 

　　对地基基础加固的建筑，应在施工期间进行沉降观测，对重要的或对沉降有严格限制的建筑，尚应在加固后继续进行沉降观测，直至沉降稳定为止。对邻近建筑和地下管线应同时进行监测。 

　　（三）既有建筑地基和基础加固的施工人员应掌握所承担工程的地基基础加固目的、加固原理、技术要求和质量标准等施工中应有专人负责质量控制，并进行严密的监测，当出现异常情况时应及时，会同设计人员及有关部门分析原因，妥善解决。 

　　2. 复合注浆法 

　　(一)注浆钻孔施工。对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时，先采用地质钻机在桩中进行钻孔抽芯或在桩侧进行钻孔，对桩身缺陷加固时需在桩中钻孔抽芯至缺陷位置以下1m左右，对桩底持力层缺陷加固时需根据设计桩底持力层要求从桩中或桩侧钻孔抽芯至完整持力层以下3m左右。钻孔孔径一般开孔为110mm或101mm，终孔直径为101mm或91mm，钻孔垂直度保证小于1%。 

　　(二)建立孔口注浆装置。注浆钻孔施工完成以后，在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在桩**注浆孔口，采用水泥浆将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。 

　　(三)采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔。 

　　(四)采用高压旋喷注浆方式进行注浆。按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后，再采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后，从下而上进行旋喷注浆，旋喷注浆一般采用单管旋喷注浆方式。 

　　(五)采用静压注浆方式进行注浆。高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力，随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力，直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行2~3次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。 

　　(六)封孔。静压注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔口进行封闭处理，防止浆液流出；若注浆结束后孔内浆液有流失，需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。 

　　3.树根桩法 

　　树根桩是一种小直径钻孔灌注桩。通常采用钢管导向冲击成孔，亦可直接采用回转成孔，成孔直径100~250mm，根据成孔直径的大小，可放入一根钢筋或多根钢筋，也可采用钢管，成孔后，将配制好的砼灌入孔内，较后成桩。由于树根桩可以任意角度倾斜，形态似树根故而得名。它的**优点是能够较大限度地保持结构物与地基之间原有的平衡状态，保证在加固地基的同时，又不破坏地基土对结构物的支撑作用。 

　　 (一) 桩径宜为150～300mm，桩长不宜**过30m，桩的布置可采用直桩型或网状斜桩型。 

　　(二) 树根桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定，也可按《建筑地基基础设计规范》有关规定估算，尚应考虑既有建筑的地基变形条件的限制和桩身材料的要求；对软弱地基，主要承受竖向荷载时钢筋长度不应小于1/2桩长，主要承受水平荷载时应全长配筋。 

　　(三) 树根桩设计时，尚应对既有建筑的基础进行有关承载力的验算。当不满足上述要求时，应先对原基础进行加固或增设新的承台。 

　　四、关于既有建筑地基基础加固设计施工的建议 

　　1.要做到科学设计，从既有建筑的现实状况和整个建筑地基基础使用的实际出发，实地勘察，精密测量，采集**手相关的地质地貌，施工高度，施工难度等一系列的客观数据，保证数据的真是完整性，采取科学合理的设计方法，选择合理的加固方法，制定严格的施工规范，做好各种加固施工前的准备，比如对器械工具，人员的准备。 

　　2.要采取先进的技术设备，对加固施工的各种机械设备做出科学选择，保证机械设备稳定安全，同时，要加强对加固材料的选择，采购质量管理，选择符合我国国家质量标准的材料，杜绝假冒伪劣产品，从材料商保证加固的质量。同时，严格执行材料使用制度，规范科学合理施工使用，避免浪费，做到物尽其用。 

　　3.要对整个加固工程设计施工都进行全程监控，实施全面的质量管理监督。加强对管理人员的管理技能的提高，培养其负责的工作态度，安装先进的监控设备，加强对施工人员的施工规范性指导和管理，从施工细节到全局的施工进度，加固后的护理修缮，都做出细致全面的监控，保证质量的高标准。同时，要做好加固后期的定期实施路桥维护，管理。全程管理控制，保证加固的质量，提高整个交通网络中的路桥使用寿命和安全性能。 

既有建筑地基是保证整个建筑稳固性和安全性的基础性工作，做好既有建筑地基的加固工作，将会对整个建筑的稳固性和安全性有着深远的影响。对既有建筑地基的加固施工既关系到整个国民经济的发展，又关系到居民生活方式的改变和生活质量的提高，因此，通过加固技术的研究，在建设施工过程中，充分考虑到各种项目工程的实际情况，根据不同的建筑结构构件特点，科学制定施工方案，合理选择加固方法，严格遵守各种施工标准和施工规范，采用先进科技和先进施工工艺，促进加固施工的规范化和标准化，提高整个既有建筑地基的加固效果，增强其稳定性和安全性。从而为确保建筑使用者的切身利益。