桩基在老厂扩建、大修、改造、加固工程中的应用

　　摘要：通过桩基加固的技术准备后进行桩基加固设计，同时再解决新旧基础连接构造，举出实物案例，论述桩基在老厂扩建、大修、改造、加固工程中的应用可行性。

　　关键词：桩基；老厂改造；加固设计；新老基础连接

　　引言

　　大量工程实践证明，对老厂地基基础加固，以采用桩基较为优越，由于桩基加固受力明确，利于充分发挥老基础的已有承载能力，新老构件连接问题便于解决，加固费用较低，故常被选用。

　　一 采用桩基加固的技术准备

　　（一）首先应对老基础进行开挖并做技术鉴定，基础开挖宜选择具有代表性的重点部位。实践证明，即使原来的基础尚有竣工图可供参考，但由于埋在地下又经多年使用，因此必须在开挖后观察基础的实际几何尺寸，埋置深度，砖石砌体的砌筑质量或钢筋砼的灌注质量，基础表面砼的碳化深度，必要时还需对老基础所用材料现场取样，通过室内实验掌握其材质的化学成份、力学强度等性能。当地下水位较高时，可采用基坑明排降水，同时在现场采取水样以查明地下水或上层滞水的水质、基础腐蚀情况。通过地基土取样查明其物理学力指标，掌握其固结情况强度和变形性质。

　　（二）针对老厂房使用过程中所发现的基础不均匀下沉（或上抬）、柱基倾斜，墙体开裂等宏观现象，应适当布置补充勘探点，以查明原因。

　　（三）为进一步查明土的强度和变形性质并验证室内试验结果，对重要工程，应在重点部位进行现场压板试验或静力触探。

　　（四）为解决加固用桩与老基础的连接问题，使新老构件共同工作，应进行必要的室内外试验。

　　（五）通过现场试验，掌握加固用桩的单桩承载力和抗水平承载力，

　　（六）掌握老厂房传至基础顶部的荷载组合资料。如无处查询，则应重新估算。要确切掌握加固以后传至基础顶部的荷载组合、地面荷载设备基础是否同柱基搭靠等情况。

　　（七）了解加固厂房邻近处是否还有扩建或新建厂房。

　　（八）加固厂房所在小区基本地震烈度有无改变。

　　以上准备工作就绪后，即可着手进行桩基加固设计

　　二 桩基加固设计

　　（一）加固用桩数量的决定和布桩原则。

　　决定加固用柱数量时，首先应考虑如何充分发挥老基础的已有承载能力（无论是天然地基还是桩基）。因为下卧土层经过较长时间的排水固结作用，已基本完成固结过程，根据试验资料可知，其允许地耐力一般较受荷初期提高15%～20%。当然，如果由于老基础加固后使用环境改变，或者由于加固桩承台下面的土受到严重扰动而不能作为低桩承台工作时，应另作别论。

　　加固设计应明确“补充承载”概念，这一概念是基于充分发挥老基础已有承载能力的前提，在理论上以桩一承合共同工作为根据，在实践上已经过工程验证。

　　加固用桩在老基础平面上的布置，应尽量对称于桩基主轴线，且尽可能离主轴线远一些，目的是加大力臂，以增大抵抗力矩。

　　（二）构造问题

　　构造问题主要是解决桩同老基础的连接问题，或新造承台同老基础的连接问题，如图一所示。

　　加固桩同老基础的连接，要保证承台能可靠地将正向压（拉）力传给桩；而新老承台的连接像整体承台一样共同承受剪力和弯矩。老砼基础与新砼连接面必须打毛并刷水泥浆，封孔砼最好采用高标号细石砼。为确定合理而可靠的构造措施，可针对具体工程进行必要的试验。

　　（三）计算问题

　　在涉及老基础部分的一些计算参数取值上，应注意选取现有实际尺寸，如截面尺寸、计算高度、钢筋截面等。

　　一般加固桩基的计算内容和步骤同新工程无太大区别，本文不赘述。但对基底下卧土层中埋藏带膨胀性土层的桩基来说，计算则有所不同，膨胀性土层的特性一般都是遇水会膨胀，失水会干缩。在考虑用桩加固基础后，首先要确定整个柱基底部所受总膨胀力的大小。对加固桩来说，该膨胀力为外荷载，使桩受到上拔力作用。单桩允许抗拔力可通过拔桩试验求得，但实际应用时，应扣除在膨胀性土层中那一段桩的桩周正摩阻力（图二所示），即Pc=P1-P2，而将这部分摩阻力作为荷载加到总膨胀力中去，即：

　　上二式中，Pc ─单桩允许抗拨力；

　　P1 ─单桩实测允许抗拨力；

　　P2 ─膨胀土中桩段的允许总摩阻力（正摩阻力）；

　　Ps ─膨胀土的膨胀力；

　　Pcx ─作用于基底的膨胀力；

　　n─加固桩数量。

　　由于膨胀性土一旦完成其膨胀过程，又会产生脱水干缩，所以，计算时还要考虑到这种状态下的单桩承载力。

　　简要说，在验算桩抗拨力时，桩受的外拉力（拨力）中必需加上膨胀土对桩产生的拨力，在验单桩承载力时，又要考虑膨胀土脱水干缩时对桩产生的负摩擦力。否则将会影响到桩的安全度。

　　三 加固施工

　　（一）企业技术改造时，对老厂房基础的加固施工，不管停产与否，也不管上部结构是否同时进行加固施工，一般情况下施工作业面较狭窄，作业空间会受到限制，工期较短，同时要求所采用的成桩方法不能有过大的振动、噪声及其它污染（如泥浆污染等）。因此小型较便而又噪声振动成桩方式得到开发与应用。另一个易被忽视的问题是，成桩过程中应尽量减少对老基础地基的扰动，因此不宜选用大量挤土类型的桩。

　　（二）承合施工中，新老砼的连接必须做好。

　　四 技术经济效益

　　采用桩基进行老厂房基础加固，其技术经济效益，应从以下两方面加以体现：

　　（一）通过对老基础的技术鉴定，尽可能使其得到重新利用，从而可节省老基础拆除费用和新建费用。

　　（二）采用桩基加固与采用其它加固方案的经济比较。

　　下表为某厂电炉车间柱基加固的经济效益实例。

　　参考文献：

　　[1]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

　　[2]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008