已有建筑物新增樁基礎(chǔ)中底板破除及修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用

廖明浩 陳駿 李聰 朱琴

摘要：建筑物地下室滲漏問題一直以來都是影響建筑物功能使用的重要風(fēng)險(xiǎn)，改造項(xiàng)目中涉及新增樁基礎(chǔ)及底板破除再修復(fù)的工程也越來越多，對地下室的滲漏要求也更為嚴(yán)格，因此，研發(fā)出一套既有建筑新增人工挖孔樁施工技術(shù)非常有必要。

關(guān)鍵詞：新增樁基礎(chǔ);已有建筑物;地板破除及修復(fù)

隨著城市建筑老齡化和人們對建筑功能需求的不斷增多，已完工項(xiàng)目改造的需求不斷變大，建筑內(nèi)新增樁基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行托換的情況也越來越普遍。建筑物地下室滲漏問題一直以來都是影響建筑物功能使用的重要風(fēng)險(xiǎn)，改造項(xiàng)目中涉及新增樁基礎(chǔ)及底板破除再修復(fù)的工程也越來越多，對地下室的滲漏要求也更為嚴(yán)格。在改造過程中，如何保證地下室內(nèi)樁基礎(chǔ)及底板破除再修復(fù)施工的安全和質(zhì)量，同時(shí)避免后期漏水隱患，依然是亟待解決的問題。針對以上問題，我司技術(shù)部組織展開了已有建筑物新增樁基礎(chǔ)中底板破除及修復(fù)技術(shù)的研究。

一、技術(shù)特點(diǎn)

（一）水鉆分離底板，釋放應(yīng)力

通過鋼筋掃描儀掃描定位鋼筋，避開鋼筋后使用水鉆分離待開挖區(qū)域，使水壓力和地下室底板自身共同作用下的應(yīng)力釋放，減少對施工范圍以外底板產(chǎn)生擾動(dòng)，再對分離區(qū)域進(jìn)行風(fēng)鎬破除外運(yùn)，完成底板的破除。

（二）臺(tái)階狀曲線咬合面增加水流路徑

通過將底板斷面破除成多級臺(tái)階形狀，增加新舊混凝土接觸面積，提高機(jī)械咬合作用，增加水流路徑，減少后期的漏水隱患，實(shí)現(xiàn)改造對原結(jié)構(gòu)的最小化影響。

（三）井點(diǎn)降水、回灌井控制地下水位

在待施工人工挖孔樁側(cè)0.5m處設(shè)置井點(diǎn)降水，施工區(qū)域四角設(shè)置回灌井，通過降水和回灌保證地下水位可控。

二、施工流程

（一）施工工藝流程

施工工藝流程圖見圖1。

（二）操作要點(diǎn)

1、樁周降水、回灌

降水井布置

1）降水井點(diǎn)的大小、數(shù)量由地質(zhì)情況、場地條件、采用設(shè)備等因素確定。

2）在距離樁側(cè)不大于500mm處開挖一降水井，降水井的開挖采用階梯狀破除。降水井施工完成后，在降水井及樁內(nèi)各放置一臺(tái)抽水泵，其中降水井深度大于最大樁深1m。抽水泵24小時(shí)不間斷將水抽至地上排水系統(tǒng)，始終滿足水位低于開挖操作面。

3）井點(diǎn)管埋設(shè)，成孔用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成孔，井深比井點(diǎn)設(shè)計(jì)深50cm;洗井用水泵將井內(nèi)泥漿抽出[1];井點(diǎn)用機(jī)架吊起緩慢插入井孔中央，使露出地面200mm，然后倒入粒徑5-30mm石子[2]，使管底有500mm高，再沿井點(diǎn)管四周均勻投放2-4mm粒徑粗砂[3]，上部1.0m深度內(nèi)，用粘土填實(shí)以防漏氣[2]。

4）井點(diǎn)管埋設(shè)完畢應(yīng)接通總管?？偣茉O(shè)在井點(diǎn)管外側(cè)50cm處，與抽水設(shè)備連通，接通電源，即可進(jìn)行試抽水，如壓力表讀數(shù)在0.15-0.20MPa，真空度在93.3kPa以上，表明各連接系統(tǒng)無問題，即可投入正常使用[3]。

5）井點(diǎn)使用時(shí)，應(yīng)保持連續(xù)不斷抽水，并配用雙電源以防斷電[2]。一般抽水3-5d后水位降落漏斗基本趨于穩(wěn)定[2]。

6）在土方開挖后，應(yīng)保持降低地下水位在基底500mm以下，以防止地下水?dāng)_動(dòng)地基土體[3]。

回灌井設(shè)置

1）在施工區(qū)域周邊約30m處均勻設(shè)置4個(gè)回灌井，回灌井處底板的破除同理采取階梯狀破除。

2）回灌井內(nèi)采用D160硬質(zhì)PVC管、底部3m開5mm孔眼并包裹2層尼龍紗布，PVC管四周采用5～20mm碎石回填，地面往下1m采用粘土擠密封堵。

3）注水總管引用自來水管，并分節(jié)進(jìn)行連接，鉆孔深度地表向下12米。

4）觀察回灌井內(nèi)地下水位標(biāo)高，施工人工挖孔樁是地下水位下降超過0.5m/天，累計(jì)下降超過3m時(shí)進(jìn)行回灌。

2、底板破除

定位放線

在底板上分別放線出破除階梯形斷面的兩道水鉆鉆孔線。

破除底板

為了保證未來底板封閉后的閉水性能，需要采用水鉆和風(fēng)鎬交替破除底板，主要步驟如下：

1）在第一道鉆孔線上采用Ф76水鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度為300mm。

2）將第一道鉆孔線和第二道鉆孔線中間區(qū)域的混凝土采用風(fēng)鎬破除，破除深度為300mm。

3）在破除到第二道鉆孔線時(shí)，采用Ф76水鉆沿第二道鉆孔線向下將底板鉆穿。

4）將剩余部分混凝土采用風(fēng)鎬鑿除。

5）底板斷面破除成階梯形狀，如圖6所示，增加水流路徑，減少后期的漏水隱患。

3、人工挖孔樁施工

測量放線

以中點(diǎn)為圓心，以樁身半徑加護(hù)壁厚度為半徑畫出圓周，釘上木樁，并以樁上的鐵釘作標(biāo)記，用砼固定木樁進(jìn)行放樣。

樁芯土方開挖

1）地下室底板用破碎后，松散土層用人工鋤、鏟、鎬開挖，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層后用風(fēng)鎬破碎掘進(jìn)[4]?？變?nèi)施工時(shí)要用鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)向孔內(nèi)送風(fēng)，風(fēng)管口距離孔底2m左右，孔內(nèi)照明采用低壓防爆燈泡，燈泡位置離孔底2m。

2）在透水層區(qū)段的護(hù)壁預(yù)留泄水孔，在混凝土澆筑前予以堵塞。

3）成孔護(hù)壁施工采取一節(jié)組合式鋼模板拼裝而成，拆上節(jié)，支下節(jié)，循環(huán)周轉(zhuǎn)，上下設(shè)兩道6號槽鋼卷頂緊，鋼圈由兩半圓圈組成[4]，用螺栓連接，不另設(shè)支撐，以便澆灌混凝土和下一節(jié)挖土操作?；炷劣脵C(jī)械拌制，用吊桶運(yùn)輸，人工澆筑。

4）在地下室底板處規(guī)劃20m×10m臨時(shí)推土場，棄土集中外運(yùn)。

樁身鋼筋綁扎

1）已完工地下室空間狹小，為了便于鋼筋的運(yùn)輸與綁扎，將樁身縱筋分為4m一段，采用小平板車從地上運(yùn)至地下施工區(qū)域，每段鋼筋在孔內(nèi)采用一級直螺紋套筒連接。

2）樁身螺旋箍筋在地面加工后，采用小平板車運(yùn)至施工區(qū)域，采用綁扎連接。

3、樁身混凝土澆筑

1）為了避免混凝土發(fā)生離析且方便運(yùn)輸，利用原有預(yù)留洞口連接泵管，無預(yù)留洞口時(shí)在地下室頂板至底板間開300mm×300mm洞連接泵管進(jìn)行混凝土澆筑。

2）樁孔內(nèi)采用串筒澆筑混凝土，避免混凝土骨料分離。

3）采用坍落度不超過120mm的普通混凝土進(jìn)行澆筑。

4、修復(fù)底板

破除樁頭

人工使用風(fēng)鎬的方式破樁頭，當(dāng)鑿至距設(shè)計(jì)位置10cm左右時(shí)，應(yīng)注意先對設(shè)計(jì)樁頭標(biāo)高處的四周進(jìn)行鑿除，然后再鑿除中間部分。破除樁頭后建筑垃圾使用小平板車運(yùn)至場外垃圾場。

鋼筋恢復(fù)

1）由于在樁施工時(shí)已將底板鋼筋破除，故在補(bǔ)板時(shí)需采用同直徑鋼筋與原鋼筋焊接，焊接長度為單面10d。焊接前采用噴燈等加熱設(shè)備將潮濕的鋼筋上的水分蒸發(fā)掉，再將新、舊鋼筋焊接在一起。

2）局部遇到在底板破除時(shí)鋼筋預(yù)留過短的情況，可采用植筋的方式，再將植入鋼筋與新鋼筋連接。

3）采用鋼刷將原結(jié)構(gòu)鋼筋上的水泥、銹蝕等污漬去除后才能與新鋼筋連接。

底板恢復(fù)

1）采用高于原有底板一等級的微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑。

2）利用原澆筑人工挖孔樁泵管進(jìn)行澆筑。

5、降水井及回灌井修復(fù)

1）降水井及回灌井回填至底板板底200mm處，澆筑墊層混凝土。

2）降水井及回灌井的底板結(jié)構(gòu)采用分兩層澆筑，均采用高于一等級的微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑，每層均充分鑿毛，鑿毛形狀為喇叭口，且兩層鑿成階梯狀，臺(tái)階踏面至少100mm。

3）第一層混凝土澆筑前，階梯面和洞口四周沖洗干凈并均勻涂刷一層水泥漿。

4）第一層澆筑完成，24小時(shí)后觀察澆筑部位滲漏情況，確認(rèn)無滲漏后涂刷滲透性防水涂膜。

5）澆筑第二層混凝土，充分振搗，養(yǎng)護(hù)。

三、結(jié)語：

隨著改造工程逐漸增加，在已有建筑內(nèi)工程新增樁基礎(chǔ)也有了一定的施工經(jīng)驗(yàn)，但是傳統(tǒng)的施工直立破除底板，無法避免造成底板的滲漏現(xiàn)象。經(jīng)過該工法多個(gè)工程實(shí)例檢驗(yàn)，目前為止沒有發(fā)現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。經(jīng)過比對分析，使用該工法，單根樁能節(jié)約成本合計(jì)約1萬元，并極大的降低了可能出現(xiàn)的底板滲漏的問題的可能性，避免了因后期滲漏問題產(chǎn)生的高額滲漏處理費(fèi)用。此工法應(yīng)用于已施工建筑內(nèi)樁基施工底板破除和修復(fù)，將會(huì)取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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