蒲 洵 魏燕龙 韩 伟 刘 涛 李洪帅

中建八局第一建设有限公司 山东 济南 250100

作为建筑工程建设的基础性环节，建筑地基保持稳定的重要性不言而喻。一旦建筑地基基础出现不均匀沉降或者受扰动而失去稳定性等，将会引发建筑墙体开裂、倾斜，甚至倒塌等严重的质量安全事故。因此，在邻近工程施工过程中，应对既有建筑地基基础进行监测，必要时采取合理的加固措施。

与新建工程相比，既有建筑地基基础加固是一项技术较为复杂的工程，具有技术要求高、施工难度大、场地条件差、风险大等特点。

在既有建筑地基基础加固领域，范明明等[1]基于某岩溶条件下的既有建筑地基不均匀沉降问题，提出了“锚杆静压桩＋地层注浆加固＋稳压基础托换”的综合纠倾加固措施，达到了理想的效果；杨志昆等[2]针对某筏式高层住宅建筑的倾斜现状，提出了“筏板外扩＋地下室南侧堆载＋锚索加压＋钻孔取土＋地基注浆加固”的综合纠偏加固方案，同样达到了预期的纠倾效果；何宗义等[3]介绍了微型钢管桩在上海某保护建筑基础加固中的应用，阐述了其工艺和实施效果。

既有建筑地基基础的加固方法较多，本文梳理了常见的加固方法，同时结合工程实践及理论分析，就既有建筑地基基础加固的相关问题进行探讨。

1 既有房屋基础分类及特点

根据既有建筑地基基础的埋置深度，将既有建筑地基基础分为浅部基础和深部基础两大类。其中浅部基础主要有灰土基础、砖基础、毛石基础和条形基础等，深部基础主要为桩基础。

浅部基础埋深通常小于5 m，抗压性能好，整体性、抗拉、抗弯、抗剪性能较差，施工简便，造价较低。适用于地基坚实、均匀，上部荷载较小，7层和7层以下的一般民用建筑和墙承重的轻型厂房基础工程。

桩基础的作用是将荷载传至地下较深处承载性能好的土层，以满足承载力和沉降的要求。桩基础的承载性能好，可同时承受竖直荷载和水平荷载，同时抵抗上拔荷载和振动荷载，是应用最广泛的深基础形式。

2 既有地基基础加固方法

2.1土体加固法

对于一些砖基础、毛石基础的既有建筑，直接有效的方法就是在距离基础一定范围内加固基础周边土体。通过加固周边土体可以提高土体的抗变形及抗滑移能力，从而防止和减小建筑的变形。对于桩基设计较深、桩基持力层位于基坑开挖影响范围外的深基础，距离基坑边缘较近，基坑开挖后桩基的侧向受力发生变化。为增加开挖侧桩基土体的侧向抗力，可采用土体加固方法进行控制和预防。

常用的土体加固措施有搅拌桩、高压旋喷桩、TRD工法桩、MJS工法桩、RJP工法桩等[4-5]，根据施工场地条件、既有建筑的重要程度、环境保护要求及施工预算等选择合理的加固措施。其中搅拌桩和高压旋喷桩应用较广，造价相对较低。TRD工法桩、MJS工法桩、RJP工法桩主要用于施工空间受限，特别是高度受限作业条件。

2.2基础托换

常用的基础托换技术有锚杆静压钢管桩和钻孔灌注桩。锚杆静压钢管桩适用于施工场地（空间）受限的既有建筑旁或既有建筑下开展施工作业，特别是既有建筑地基基础为条形基础或埋深较浅的桩基础。钻孔灌注桩适用于施工场地开阔，特别是埋深较大的桩基础。

基础转换加固方法中，力的传递途径为：建筑上部结构→既有地基基础→转换结构→新增钢管桩或灌注桩。

2.2.1 锚杆静压钢管桩

浙江某商场综合体项目基坑设计深度约25 m，基坑西侧紧邻20世纪90年代的一家社区医院。医院地上5层，无地下室结构，地基基础为条形混凝土基础，基础埋深约2 m。基坑开挖过程中，监测发现医院靠近基坑一侧发生明显的沉降，墙体出现沉降裂缝。为控制医院地基基础沉降变形，防止沉降裂缝进一步扩大，决定对地基基础进行加固处理。因施工空间狭小，且医院建造时间较长，基础抗振动性能差，决定采用锚杆静压钢管桩技术对医院地基基础进行加固处理。

施工工艺流程如下：测量定位→覆土开挖至条形基础→条形基础凿毛、植筋→转换梁施工（预留压桩孔位）→钢管桩压入→钢管桩封桩[6]。

钢管桩施工长度根据设计单位提供的参数而定。为保证接桩质量，在钢管内部采用小直径钢管作为内衬管，保证接桩对缝位置准确，也起到水平向限位作用。对接钢管接缝处焊接牢靠，敲除焊渣后及时补焊。同时，在钢管外壁均匀焊接3块缀板，加强焊缝处整体刚度，确保桩在承受较大力情况下，焊缝处不会出现开焊、压屈变形、断裂等情况。钢管桩在标高范围内四周焊接栓钉，用于钢管桩与承台的连接，如图1、图2所示。

图1 钢管桩施工大样

图2 钢管接长大样

既有建筑地基基础需通过转换结构将上部结构荷载传递给新增钢管桩[7]，转换结构通常有转换梁和转换板2种形式，转换板通常用于既有基础为桩基础的地基。该医院地基基础为条形基础，决定在条形基础两侧（室内、室外）新建转换梁。新增钢管桩位于转换梁下，通过转换梁实现对上部结构的支撑作用，转换梁同时也是为静压桩操作架提供反力的结构。

为让新增钢管桩尽早发挥承载作用，增加桩基承载能力、抑制医院的局部沉降，对新增钢管桩采取预应力带压封桩，预应力为50～150 kN，如图3所示。

图3 现场施工

传统封桩工作只需做好防渗水工作，在新旧混凝土界面处做好防渗措施即可。采用预应力带压封桩，增加了传力构件，其与混凝土界面处也易出现裂缝，造成渗水；带压封桩增大了桩顶混凝土应力水平，桩顶混凝土渗水破坏风险变大。

为了解决带压封桩增加渗水风险的问题，封桩采用微膨胀超早强混凝土，3 d混凝土强度可达到设计强度的80%～90%，微膨胀可增加混凝土自密实性能，提高混凝土耐久性。通过监测发现，封桩后未发现渗水情况，带压封桩效果良好，医院封桩部位沉降速率减小，局部沉降逐渐趋于稳定，止沉效果明显。

2.2.2 钻孔灌注桩

钻孔灌注桩主要适用于既有桩基埋深较大、施工空间不受限的工况。通过施工新基础结构，使新旧基础共同受力，达到基础托换的效果（图4）。新施工桩基持力层处于开挖影响范围以外，可有效防止建筑沉降变形。

图4 新旧基础示意大样

浙江某高铁综合体项目基坑设计深度约20 m，紧邻火车站站房。靠基坑最近的一排站房立柱的基础为单桩承台基础，桩埋深约28 m，持力层处于开挖影响范围内。为防止深基坑开挖过程中立柱发生变形，采用桩基托换技术进行加固。

施工工艺流程如下：施工准备→测量放线→埋设护筒→灌注桩施工→基坑开挖→原始承台凿毛、植筋→施工新增承台→土方回填。

植筋前需在原结构植筋高度范围内凿出企口，植筋锚固长度不小于21d（d为钢筋直径），注意凿企口及植筋钻孔过程中不要凿到原结构主筋，企口宽度100 mm，间距100 mm，如图5所示。

图5 旧承台凿毛大样

2.3施工注意要点

钢管桩桩芯用自密实混凝土灌注，增加钢管桩填实度，提高施工质量。钢管接长施工时，每节都须严格检查焊缝质量和垂直度。压桩过程中要控制静压力，使钢管匀速压入，避免发生偏斜。

托换梁节点处的构件及钢筋密度较大，浇筑振捣混凝土较为困难，务必控制混凝土级配，加强振捣措施，确保节点处混凝土的密实度。新老混凝土连接面上的养护剂须清除干净，不允许在无覆盖的情况下直接在混凝土表面浇水养护。

托换梁混凝土达到设计强度后，应及时均匀覆土夯填，避免结构不均匀受力。同时，回填土除满足施工期间要求外，使用期间尚应满足市政道路路面高程及密实度等要求。所有结构的施工误差均应满足相关规范及设计要求。

为防止结构开裂，在施工时应严格按设计要求及工程经验进行施工，不得缩减任何一道施工工艺。

1）混凝土结构应采用预拌混凝土，为控制入模温度，夏季施工时尽可能安排在夜间灌注混凝土，控制混凝土入模温度在30 ℃以内，混凝土的内外最大温差不得超过20 K。

2）施工时应严格控制混凝土配合比，采用低水化热水泥并控制水泥用量以及在混凝土中掺入一定比例的粉煤灰和高效减水剂，并严格按设计强度、抗渗标号通过试验确定最佳配合比。

3）混凝土初凝后，需用麻布等措施覆盖，淋水保温养护，混凝土养护时间不少于14 d，并严格按GB 50204—2015《混凝土结构工程施工及验收规范》的相关要求执行。

被托换桩植筋及凿除混凝土施工要点和技术措施：

1）在原桩的侧面植筋和凿除混凝土前，必须采用型钢支顶或其他方法支顶上部盖梁，待施工完毕后方可拆除。

2）施工中应特别注意，在原桩上植筋时，所植钢筋的端部与梁中钢筋焊接良好，焊接长度为单面焊10d，双面焊5d。

3 结语

本文从工程实例及理论分析这2方面出发，研究了不同基础类型及施工条件下可选用的地基加固技术，重点阐述了土体加固法、基础托换法等工艺和施工要点，以达到防止建筑变形的目的，可为类似的基础加固工程提供一定的借鉴。