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岩土研究院

工程实例-锚杆静压桩托换加固改建旧建筑物

309 2022-02-08 10:01:06

一、工程概况

厦门市思明电影院位于思明北路,原名"奥利安"戏院,于1928年落成。1943年观众厅曾毁于火灾,后经修复,1950年和1980年曾进行装修,但对主体结构均未做变动。

为了适应当前文化消费的需要,提高经济效益,要求将原单层观众厅改为两层不同功能的建筑。亦即底层为舞厅等多功能娱乐场所,二层为宽银幕立体声影院,原二层天台加层为客房。本工程由厦门市建筑设计院担任设计。

为了达到上述目的,需对原观众序主体结构进行改造。即在原观众厅池座上方增加一层楼板,与原有楼座构成电影厅;并将原观众厅屋顶升高3.5m。同时要求尽可能保留原有结构,保证新增结构与原有结构连接可靠,满足必要的结构强度,以适应建筑物的使用功能要求。为此,必须对原基础进行加固处理,并在原观众厅内增加承受。层电影厅荷载的柱端。

二、工程地质条件与原基础情况

由于建造年久,原始图纸资料遗失。经现场实测,原建筑物为三层(塔楼部分五层)框架结构(观众厅为单层排架结构),总建筑面积约为2100m²。建造在旧河道淤泥软土地基上,工程地质概况见图5-47所示,地下静水位在自然地面下0.8m。经局部开挖实测,原基础为木桩,独立承台及基础梁见图 5-48 所示。观众厅地面为简支在基础梁上的钢筋混凝土架空地板,上面有素混凝土找坡层,厚度为15~45cm。

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由于原承台与基础梁混凝土振捣不够,蜂窝麻面严重,加之上部荷载不均匀,引起部分承台及基础梁多处严重断裂和不均匀沉降。观众厅东西两侧沉降差异 10cm,塔楼向东南倾斜,外墙垂直偏差严重。

.三、采用静压桩托换法加固原基础

原建筑物地处繁华闹市区,周围都是 20~30年代的旧建筑物,施工中不允许有大的振动、噪声和环境污染,并要求在保证不破坏原有结构和不拆除屋盖的前提下进行旧基础加固和新增柱基的施工。

为满足以上改建需要,经研究分析,选择静压桩托换法对原基础进行加固∶

(一)对原观众厅周围的14 个独立桩承台做扩大的补救性托换如图 5-49所示。先用环氧树脂砂浆锚杆将原有承台与新增托换承台锚固在一起,并在扩大加宽部分预留压桩孔,预埋压桩机反力架的固定螺栓。

(二)按加固设计的要求,每个承台压入2或4根预制钢筋混凝土方桩,方桩断面 300×300,桩的入土深度分别为9~12m,桩端穿过粗砂层,进入砂质粉土 2m 左右。单根桩段长度2m,楼座部分受净空限制为1,5m,采用硫磺胶泥接桩,压桩力为300kN,即设计单桩承载力的2倍,最后持荷3min,本工程加固用桩 34根。

(三)压桩结束后,砍掉桩头,并将承台桩位孔处钢筋凿出,焊上钢筋网片。然后再将压桩机反力架固定螺栓沿桩位孔对角线扳弯,接长搭焊。并用 300号混凝土填灌封固,同时预埋压力灌浆管。待封桩头混凝土强度达到100%时,再用1∶1水泥浆进行压力灌浆,用以填充桩头与桩位孔间的空隙,灌浆压力控制在0.7~1.5MPa

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四、采用静压桩加固新增柱基础

根据地质条件,改建新增电影厅井字楼板的柱基以桩基为最好,由于新增并字楼板完工前原有屋盖不能拆除,受净空限制,除静压桩外,其他型式桩基均不适应。由于建筑场地淤泥层厚度较大,呈高含水量流塑状态,而地下水静水位在自然地面下0.8m。若采用入工挖孔桩施工方法,在不降低地下水位的情况下,将可能引起坍塌或管涌。若采取人工降低地下水位的措施,又将影响降水漏斗范围内邻近旧建筑物的安全,因而也不可取。

采用静压桩设计方案,可以利用原有建筑物的荷重,作为原基础梁传递压桩反力。由于桩的位置在原基础梁的两侧(图5-50),不仅避免了对原基础梁的破坏,还可以利用原基础梁将新增柱基与原有结构连接起来,形成新老结构一体,并改善了原基础梁的受力情况。

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经静载试验,按设计单桩承载力的 2倍加荷,弹性变形仅 4mm,卸荷后仍恢复原状。竣工后沉降证明,,改建加固效果良好。

五、效果与评价

本工程对原基础加固与新增柱基共压拼66根,工斯65天。造价23万元.约占改建T程总造价的8.8%,是比较经济实用的。

采用静压桩优点是∶

(一)设备简单,移动灵活,无振动、无噪音,适用于建筑物和工程设施密集地区的工程施工;可在室内较小的空间施工;有时可在不停产、不搬迁的情况下施工。本次在改建加固观众厅原有基础施工期间,影院利用楼座放映电影继续营业。

(二)加固效果直观。按1.5~2.0倍设计单桩承载力压桩结束后,随着压桩过程中桩周重塑区孔隙水压力逐渐消散.土的结构和抗剪强度得到恢复和提高,桩的承载力将相应提高,安全系数可达2以上,完全满足设计要求。此外,在压桩施工时,可通过压力表或压力传感器记录压桩力,因而直观可靠。