既有建筑物加固方法探讨

李　钊　孙永军

摘要：现有建筑物，经过多年的使用后，随着技术进步和生活水平的提高，或者由于建筑物设备和生产设备的过时，使用荷载的变化，要求增加设备和负荷，改变建筑物某一部位的结构等均需按现行标准和规范，对现有建筑物进行改造与加固。

关键词：既有建筑物加固质量

1既有建筑物需要进行改造的原因

建筑物需要进行改造的原因主要有：①我国建国初期建造的大量建筑，已接近或超过设计基准期，需要根据建筑现状逐步进行加固改造，以延长其使用年限。②我国建国初期建造的大多数公共建筑的承重体系为砌体结构，随着我国经济的快速发展，需将沿街底楼改为商铺，改变建筑物的使用功能。③由于建筑物基础不均匀沉降等原因，造成建筑物发生倾斜而进行纠偏。④由于建筑物使用功能的要求，对建筑物进行增层改造。⑤对建筑物进行整体移位。⑥对历史建筑物进行保护性的改造加固。根据我国的情况，需要进行加固改造的既有建筑，从建造年代来看，除少数古建筑和建国前建造的建筑外，绝大多数是建国以来建造的建筑，其中又以建国初期至20世纪70年代未建造的建筑占主体，改革开放以来建造的建筑，虽然建造时间不长，但也有一部分需要进行加固改造。进行改造的建筑不但有工业建筑和构筑物，也有公共建筑和大量住宅建筑。

2既有建筑物的加固原则

既有建筑物在加固时宜尽可能考虑周详，根据结构特点、土质情况选择合理的加固方案，在确定是否加固及何种加固方案时应考虑下列原则：

2.1挖掘地基潜力当现有建筑地基基础状态良好、地质条件较好时，应尽量发挥地基与基础的潜力。如考虑建筑物对地基的长期压密使原地基的承载力提高；考虑地基承载力的深宽修正。

2.2确实计算地基荷载现有建筑在进行加固时，原设计资料、计算书等未必齐全、地基的承载力也不一定用足，上部结构的加固或改建与扩建均使地基上的荷载变更，通常均会增加。如果增加后超出地基容许承载力的5％～10％左右，则一般不考虑地基基础的加固，而考虑调整或加强上部结构的刚度来解决。

2.3尽量采用改善结构整体刚度的措施如加强墙体刚度，加强纵横墙的连接等，可使结构的空间工作能力加强，从而有助于减轻不均匀沉降或减少绝对沉降，因在地基与基础的计算理论中未考虑上部结构空间工作的影响。

2.4尽量采取简易的结构构造措施如在基础抗滑能力不足时增设基础下的防滑趾；在基础旁边设置坚固的刚性地坪；在与相邻基础间设置地基梁将水平剪力分担到相邻基础上等。

3既有建筑物基础加固方法

目前对既有建筑物进行基础加固的方法很多，主要有：

3.1注浆加固基础法先在基础裂缝处钻孔，对单独基础每边不少于2孔，对条形基础可沿基础纵向每1.5～2.0m布置钻孔，并不少于2排。注浆管直径约25mm，与水平面的倾角不小于30度，以利流动。钻孔直径约28mm并较注浆管大2～3mm。孔距0.5～1.0m，注浆压力可取0.1～0.3MPa，影响半径约0.3～0.6m。一般压力越大，注浆的有效半径越大。

3.2坑式托换法先在室外贴近基础处分批、分段间隔开挖长约1.2m，宽0.9m，深度比已有基础底面深1.5m的施工竖坑，供工人及运土，竖坑壁必要时应加支护。在竖坑中间已有基础底面下横向开挖基坑，基坑深度达到设计深度，宽度一般与原基础相同。然后浇混凝土并在距原基底8cm处停止浇注，养护一天，再用有速凝剂与膨胀剂的早强干水泥浆填入空隙并捣实。

3.3坑式静压桩托换法适用条件：淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土与人工填土等触探比贯入阻力小于8MPa，且地下水位低于预期坑底的场合。该方法的施工工艺；①在墙基或柱基侧面向下挖面积为1.2m×0.9m的导坑，深于1.5m并支护；横向挖向基底，挖成面积0.8×0.5m的基坑。坑位应避开门窗下基础薄弱部位。②压桩时先在基坑内放入第一节桩，在桩顶上安装千斤顶及测力器后压桩。每压入一节桩后再接上另一节，并进行接头的连接。当原基础的承载力不足以充当千斤顶的反力架时，应加设钢梁或钢筋混凝土梁，以确保施工安全。⑧经交替顶进与接长后，直至到达设计深度。倘承载力未到达1.5倍桩的工作荷载，尚应继续压入。④施工中随时校正桩的垂直度，记录压桩力与相应沉降。⑤到达设计深度后，拆除千斤顶。

3.4树根桩法树根桩法的施工工艺为：成孔—清孔—放钢筋(笼)—填料—注浆—拨管—填充碎石并补浆。其中：成孔时根据设计桩径、倾斜角度钻孔，用泥浆或套管护壁；桩内钢筋根据设计要求采用钢筋笼或钢筋，如为钢筋笼时，宜整根吊放，并绑上注浆管，如为钢筋时，可直接和注浆管一起放入；可先填入粗骨料后注浆，也可直接灌入细石混凝土或水泥砂浆。注浆时浆液应自孔底往上注，注浆材料一般采用水泥浆，可采用一次注浆或二次注浆。采用一次注浆时最大压力不应低于1.5MPa，采用三次注浆时第二次应在首次注的浆液初凝后方可进行，第二次注浆压力宜为2～4MPa：注浆时应采用间隔或间歇施工，或掺加速凝剂，以防止出现相邻桩冒浆和串孔现象，同时保证桩不缩径；拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆。

3.5灌注桩托换该方法适用条件：当用潜水钻孔并用泥浆护壁时适用于粘性土、粉土、淤泥、砂土、强风化岩等情况：当用洛阳铲、螺旋钻或人工挖孔等，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中密以上的砂等情况。灌注桩的主要优点为费用常较预制桩为低。灌注桩需要用钢筋牢固的方式锚入原基础。

3.6抱柱静压桩法一般而言，桩式托换法指的是用刚度较大的钢筋混凝土桩作为基础来托换既有建筑物，但也有将半刚性桩、柔性桩加固归到桩式托换法一类的。在施工中应注意以下事项：①由于杠梁受顶托力的位置往往不在梁的中部，杠梁为偏心受力，故近桩侧的柱脚荷载能否满足顶托要求应通过计算确定；②杠梁端部对柱的夹持是保证顶升成败的关键，故应采取可靠的措施以保证足够的夹持力：③一般杠梁采用工字钢，其截面尺寸应以本工程所受最大弯矩确定：在压桩完成后需进行桩的转换受力工作，一般通过对原承包进行整体放大或局部放大完成。新承台应放大至旧承台外200mm以上：钢筋配置应满足承台的偏心受荷要求：钢筋笼应锚入原承台内一定深度，其长度由承台连接处所受弯矩和锚筋的抗拔力确定。

3.7锚杆静压桩托换法锚杆静压桩托换不需要在基础下挖坑，只在基础上打孔设上锚杆，作为千斤顶的反力架，另在基础上打桩孔，通过桩孔向地基中压桩、其优点是占地面积小，无噪声；无需高的净空。适用条件：泥、淤泥质土、粘性土、粉土与人工填土等触探比贯入阻力小于8MPa且地下水位低干预期坑底的场合。施工工艺：①现在原基础顶面标出压桩孔与锚杆孔位置，人工或电钻成孔。压桩孔易下大上小，以利基础承受桩的冲切；②向锚杆孔中插入锚杆，与基础锚固，安装锚杆静压反力架：③向压桩孔中插入第一节桩，放上千斤顶，用千斤顶将桩压入土中。再压第二节桩，如此连续作业；④桩身可用钢管或200m×200mm，300mm×300mm的C30钢筋混凝土桩，每节桩长由现场容许的施工净空高度确定，接头方法要求焊接：⑤当达到设计要求的深度与压桩力(设计荷载的1.5倍)，拆去千斤顶与反力架；⑥将桩头截短，凿毛。对压桩孔也凿毛和清除孔内杂物，浇注C30微膨胀早强混凝土将其封死；⑦必要时可在原基础上增设基础梁。

参考文献：

[1]彭圣浩.建筑工程质量通病防治手册北京：中国建筑工业出版社2002

[2]李国胜.建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理.北京：中国建筑工业出版社2006