徐杨军 汪 磊 眭中正

(武汉建工新兴建材绿色产业科技有限公司，湖北 武汉 430056)

0 引言

房屋增层或改变用途时，会出现既有建筑地基承载力不足或变形不满足要求的情况，会导致建筑物的开裂和倾斜，为不影响建筑物的继续使用，则需要对其地基进行处理或对基础进行加固，如何能保证选择的加固方案既合理又经济是一门学问，本文选取某一工程实际案例来阐述对该问题的一点思考。

1 工程概况

项目所在地位于武汉市汉南区，地处长江北岸，本场区地貌单元属于冲积平原，相当于长江Ⅰ级阶地。

按建设方要求，要对原厂区某钢结构厂房进行功能改造，厂房桥式吊车由原设计的1台10 t，变更为1台10 t和1台5 t，其中10 t吊车为替换(原吊车已弃置多年，无法维修使用)，新的10 t吊车为新式设计，比原吊车自重要重。另查询原厂房的地勘报告，持力层的承载力特征值为130 kPa。本次重新勘察，发现原基础持力层标高处土层仅可判定为杂填土，后采用开挖方式对该判定进行了验证。为给基础加固提供依据，对原持力层做了平板载荷试验，试验结论为该土层地基承载力特征值为80 kPa。

2 方案比选

原厂房钢结构柱采用天然基础，基础尺寸2.6 m×3.0 m，基础埋深1.65 m，读取上部结构PKPM柱底计算结果，考虑覆土层，计算得轴力最大工况下的基础基底反力为P=110 kPa，原持力层无法满足承载力要求，需对其进行加固。

2.1 压力注浆

注浆可以用来对既有建筑物的地基进行加固，改善岩土的力学强度和变形模量，本工程中的杂填土、软粘土及淤泥质土也适用[1]。

采用注浆，将①层素填土地基承载力提高至110 kPa是可以实现的，但由于厂房运行有重型吊车，控制地基变形需要重点考虑。根据典型地质剖面图，③-1土层为粉质黏土，分布在8.6 m～16.6 m，地勘报告描述其为饱和、可塑状态，压缩模量Es=4.5 MPa，可基本判定该层为软弱下卧层，为确保加固效果，注浆孔需穿越该土层至③-3含砾细沙层，孔深达15 m左右。注浆范围大，不可控因素多，出于控制成本考虑，该方案不可行。

2.2 静压桩

静压桩作为工程桩基施工方法的一种，其原理是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力将预制桩压入土中的沉桩工艺，它避免了锤击桩所产生的振动、噪声和污染而经常被用于基础的后加固中。

针对该项目，若采用静压桩加固，桩端需进入③-3含砾细沙层，根据地勘报告给出的数据，按桩基250 mm考虑，计算得出的压桩阻力为：

Rr=u∑qsili+qpaA。
Rr=0.785×(9×2.0+32×2.5+
36×1.9+28×7.1+24×2.0)+0.049×400=270 kN。

据JGJ/T 394—2017静压桩施工技术规程[2]，压桩机构与配重的重量至少为332/0.9=300 kN左右。本项目因施工空间有限，吊装机械无法进场将配重吊放至压桩机构上，综合考虑只能借助钢柱反力作为配重。根据PKPM计算结果，厂房柱仅能提供的反力为70 kN左右，无法满足配重条件，该方案不可行。

2.3 树根桩

树根桩是一种小直径的钻孔灌注桩，直径通常为100 mm～300 mm，在做托换加固时，需钻穿既有建筑基础进入地基土直至设计标高，清孔后下放钢筋和碎石，同时放入注浆管，再用压力注入水泥浆或水泥砂浆，边灌、边振、边拔管而成桩。

1)树根桩有以下优点[3]：

a.所需施工场地较小，净空高2.5 m即可。本工程加固在厂房里操作，场地有限，重型机械无法进场；

b.施工时，机具振动小，不会给原有结构物稳定造成影响；所有施工均可在地面上操作，施工比较方便，它适用于砂土、粉土及粘性土等各类地基土；

c.对于原厂房边柱，水平力作用下基础底会出现大面积零应力区，树根桩还可作为抗拔桩使用。

2)本工程中，树根桩仅承担竖向荷载，由于桩径小，孔底沉渣不易彻底清除，而且桩端未支承于硬土层或砂土层上，可不考虑桩端阻力[4]。选用直径250 mm的树根桩，单桩竖向承载力特征值计算如下：

Ra=u∑qsili/K。
Ra=0.785×(9×2.0+32×2.5+
36×1.9+28×7.1+24×4.0)/2=150 kN。

3)基底压力为：110×2.6×3.0=860 kN，拟布置4根树根桩，树根桩可承担的荷载为4×150=600 kN，可分担基底近70%的荷载。查阅相关资料，树根桩试验中，当基础沉降趋于稳定时，桩间土一般分担基地荷载的比例为30%～40%[3]。

综合考虑：采用树根桩加固的方案适合本工程，加固示意图见图1。

3 结语

1)对于既有建筑的地基基础加固，随着技术的进步，方法越来越多，但每种方法均有其局限，需结合工程实际情况综合考虑后选用；

2)当施工条件受限、结构自重轻无法提供足够反力、建筑物对于振动敏感等时，树根桩优势明显；

3)树根桩作为一种重要的加固手段，但因其桩径小，施工中严格控制质量尤为重要，如控制好成孔直径等。