建筑地基下管桩拔除后建筑物加固设计方案

熊慎龙

(江苏中核华纬工程设计研究有限公司，江苏南京 210041)

1 工程概况

该建筑为上海市市区内的重要建筑，建于20世纪90年代，由东、西两栋主楼(地面23层)及中间裙楼(地面5层)组成双塔结构，属框—剪结构商用楼。地下一层，层高4.78 m，基坑开挖深度7 m，围护形式采用φ800 mm的钻孔灌注桩加水泥搅拌桩。基础采用桩筏基础，筏板厚1.98 m，总面积约3 405 m2;工程桩为φ800 mm的钻孔灌注桩，桩长31 m，总根数336根，桩底深入⑦1砂质粘土层。根据确定的线路，地铁轨道部分路段必须下穿该建筑物，穿越范围内有10根φ800 mm、长31 m的钻孔灌注桩侵入隧道内，需进行拆除处理。为了保证拔桩后大楼的稳定及正常使用，故在拔桩前将对大楼进行必要的变形计算及加固处理。

2 拔桩计算分析结果

自然状态下大厦桩基受力分析:

大厦工程桩的力学性态主要考虑轴力和弯矩。从桩的轴力分布可以看出，底板下部的工程桩轴力呈现出中央部位桩轴力小，边桩、角桩轴力大的特点。说明数值模拟可以充分反映实际的底板刚度和桩间、桩端土层对轴力分配的影响，体现群桩效应。各桩均处于压应力状态。根据计算结果，在欲拆除的10根桩中，轴力最大的约1 598 kN，最小的约777 kN。计算模型网格图见图1。

将要拆除的10根桩的弯矩见图2。根据计算结果，桩所受最大弯矩约393 kN·m。

根据天福大厦桩基设计材料和结构特征，并按照JGJ 94-2008建筑桩基技术规范，计算得出该大厦桩计算得到的桩基承载力设计值为1 823 kN。

拔桩之后，桩Z11，Z15，Z16的轴力均超过了承载力设计值。

根据模拟计算，如不对大楼的桩基础进行加固，拔掉10根桩后，大楼地下室底板沉降增量将达到9.824 mm，如图3所示。

如不采取加固手段，大楼的稳定及正常使用存在潜在的危险，故在拔桩之前进行加固是非常必要的。因此，在拔桩前，先在线路外侧非盾构通过区域植入锚杆静压桩，随后再进行拔桩。

3 加固材料及方法

钢筋采用HRB335级钢筋，新增混凝土强度等级为微膨胀早强C40;碳纤维(CFRP):300 g/m2，高强2级;碳纤维、钢板配套用的粘结材料应选用达到A级胶性能要求的产品。粘钢加固所用钢板为Q235B。

1)锚杆静压桩。根据设计计算及方案比选，拟在隧道影响区域外侧沿线植入一排锚杆静压桩，桩径300 mm，桩长12 m，单桩设计承载力约520 kN，承受主楼钻孔灌注桩拔除后的相应荷载。桩孔与锚杆定位图见图4。

2)钢筋混凝土封堵墙。封堵墙与原有结构植筋连接，并应满足相应规范要求，见图5。

3)结构顶板及梁柱的加固。按照施工要求需要在顶板局部范围内有施工机具的动荷载。原有结构需要满足活荷载150 kN/m2，初步确定部分梁板采用粘贴碳纤维加固，对于主要框架梁采用外包型钢的加固方法，对于承载不够的框架柱采用外粘型钢的加固方法，见图6，图7。

4 结语

通过本次的工程实例可看出，地基刚度变化对上部建筑物产生影响较大，不仅不产生均匀沉降，地下室整体刚度均受影响。为明确加固的范围及加固工程量，必须经过多次的核算并保证对原建筑物进行监测。