托換加固技術(shù)

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1、托換加固技術(shù)組員：蔡星騰馬挺馬宇飛中山音樂堂位于北京中山公園內(nèi)社稷壇（五色土）東南，建筑平面呈扇形，原建筑物占地面積約4500m2，建筑面積3337m2，于1955年建成，后進行過多次改擴建。由于年代較久、設(shè)備落后、建筑失修等因素，該音樂堂已不能滿足現(xiàn)代使用要求，業(yè)主決定進行改擴建。完工后建筑面積將達11864m2，地下一層、地上二層（局部四層），設(shè)有觀眾廳、會議室、貴賓室、電影廳、休息廳及餐廳等，成為使用功能和音響效果均為一流的現(xiàn)代化娛樂場所。音樂堂內(nèi)景原觀眾廳結(jié)構(gòu)形式為獨立柱基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)，柱高12．8m，另加

2、基礎(chǔ)埋深1．8～2．5m，屋頂為現(xiàn)澆混凝土屋架及屋面板。根據(jù)改建要求，將原建筑物的二次結(jié)構(gòu)及其他附屬建筑物拆除，保留觀眾廳結(jié)構(gòu)的獨立柱和混凝土屋架屋蓋。在此條件下新建地下室一層，層高6．5m，建筑面積4000m2。為解決原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)深度不足的問題，采用基礎(chǔ)托換加固技術(shù)。1　托換加固技術(shù)的特點對已有建筑物地基進行托換加固處理，目的是避免建筑物的倒塌損壞。這種作法稱為補救性托換。音樂堂工程是在原建筑物基礎(chǔ)上保留部分主體結(jié)構(gòu)進行的全面改造。原結(jié)構(gòu)建成至今已50余年，混凝土碳化較嚴重，個別柱已出現(xiàn)縱向裂紋，雖采取了加鋼板

3、箍固定等措施，但結(jié)構(gòu)總體安全度較低。改建后新增6．5m深地下室，采用人工挖孔樁托換基礎(chǔ)，土方開挖后，原結(jié)構(gòu)頂距基底高達21m，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定因素差，施工風(fēng)險很大。2　托換加固方案的研究由于本工程的使用功能要求，改建后的地下室采用筏形基礎(chǔ)，主體結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，局部加設(shè)剪力墻抵抗地震沖擊力。由于原結(jié)構(gòu)獨立柱基埋深較淺，必須采取托換技術(shù)，設(shè)計采用了人工挖孔樁加連續(xù)承臺梁的托換方案?；A(chǔ)托換布置圖托換分兩步進行：第一步做人工挖孔樁和承臺梁，使樁、柱、梁成為一體，上部荷載先通過梁傳于樁。第二步做筏形基礎(chǔ)，完成后則上部荷載

4、又傳于筏形基礎(chǔ)，完成全部托換工作托換施工工藝3　托換加固施工與一般的基礎(chǔ)托換不同，本工程是在已有的上部結(jié)構(gòu)下全面開挖做地下室，全部工序按先托換、后加固、再新開的順序組織施工。且全部施工內(nèi)容均與原結(jié)構(gòu)、承臺梁和挖孔樁相連系，受條件限制很多。根據(jù)本工程的特點，確立了挖孔樁→承臺梁→柱加固→土方開挖→結(jié)構(gòu)施工的總工序?，F(xiàn)場施工圖片4人工挖孔樁施工本工程采用人工挖孔樁進行基礎(chǔ)托換，它是力傳遞的載體，其質(zhì)量決定著整個托換工作的成敗。樁身上半部分又是地下室的柱，樁身混凝土預(yù)埋位置質(zhì)量直接影響后期梁、板的施工。施工中采取了以下

5、技術(shù)措施：（1）人工挖孔樁采用鋼筋混凝土護壁，以提高護壁承載力，保護樁孔的安全；（2）鋼筋籠分節(jié)綁扎，吊裝時使用連接鉤；（3）用“鋼板箍法”做地基梁鋼筋連接點，保證鋼筋連接位置的準確；（4）護壁內(nèi)加設(shè)水泥土隔離層，以利混凝土護壁拆除。（5）采用無振動破除原杯形柱基放角，以有效地保護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。挖孔樁的構(gòu)造5土方開挖與結(jié)構(gòu)施工技術(shù)本工程土方開挖與結(jié)構(gòu)底板的施工，關(guān)系到力傳遞方式的轉(zhuǎn)換能否安全進行和基礎(chǔ)托換的成敗。在施工中，我們使用了如下技術(shù)，成功地克服了困難，使基礎(chǔ)托換工作順利完成。（1）土方開挖時在基樁兩側(cè)平衡

6、同步進行，使樁基不受側(cè)壓力，確保了原結(jié)構(gòu)的安全。（2）分段開挖土方，分段做底板結(jié)構(gòu)，可減少樁基暴露的時間和數(shù)量，有利于施工期內(nèi)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。（3）采用無振動分離靜爆法破除原柱基混凝土，減少了破除柱基施工對原結(jié)構(gòu)的干擾和破壞。6施工效果工程共托換原結(jié)構(gòu)獨立柱24根，新做人工挖孔樁48根，綁扎鋼筋1200t，澆筑C30混凝土6500m3，開挖土方30000m3。經(jīng)現(xiàn)場觀測，原結(jié)構(gòu)托換過程中無沉降現(xiàn)象，柱垂直度偏差均在規(guī)范要求范圍之內(nèi)（平均1～3mm），結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性也很好。原獨立柱基結(jié)構(gòu)下已全面開挖新做地下室，新增

7、面積達4000m2（單層深度6．5m）。上述作法在國內(nèi)尚屬首例，對今后城區(qū)舊樓改造，向地下發(fā)展擴層有借鑒意義。音樂堂施工前后對比