扩底桩基础在建筑增层中的应用

一、工 程 概 况

该研究院办公楼始建于70年代初，是一幢建筑面积为3000余m²未考虑抗震设防的四层砖混结构房屋。随着我院规模逐年扩大，原办公楼已远不能满足科研、设计生产的需要，需拆除重建或全面加固加层。前者建设期内 400 多设计人员办公无法解决，后者加层数量受到限制，无法满足加层后的办公要求。异地建设耗资大，财力不足，经多方案比较后决定，在保证原办公楼继续正常使用的前提下，采用外套框架向上接建六层局部七层的方案，套建部分建筑面积为11000m²，地上总高度为39.6m。现已投入使用，建筑平面见图1，剖面见图2。

三、基 础 方 案

在基础设计中对灌注桩，预制桩和扩底桩三个基础方案进行比较。

1.灌注桩基础

根据柱下荷载和旧楼基础情况，柱下布桩采用图 3形式，灌注桩直径为 400mm，桩长为12m，承台梁为1900mm×1500mm。

2.预制桩基础

柱下布桩同样采用图3形式，预制桩载面为350mm×350mm，桩长为11m，承台梁为1900mm×1500mm。

3.扩底桩基础

采用一柱一桩，桩身直径为1400mm，扩底直径为4m左右，桩长为6.2m左右。

对基础施工、质量、经济、环保诸方面进行分析，灌注桩基础需穿透 4m左右厚的细砂层，在砂层中施工灌注桩难度大。不易保证质量，成桩机械在施工中有振动、噪声大。预制桩施工时噪声、振动也很大，采用灌注桩、预制桩不仅影响原办公楼内设计人员办公，而且对原建筑振动太大，对建筑产生不安全感。并且原建筑距南侧马路很近， 采用机械施工影响交通。扩底校基础人工成孔.。无噪音、无振动。即不影响设计人员正常办公，又不影响周围环境，且施工可遍地开花，缩短施工周期。持力层位于 7m 左右的可靠细砂层上，很好地保证了基础承载力。

从经济指标上比较结果见表1。由以上比较不难看出，从施工、质量、施工周期和经济指标以及对原办公楼影响等方面，扩底桩具有绝对的优势。经研究决定采用扩底桩基础。

四、原办公楼条形基础对扩底桩基础承载力的影响

扩底桩中心距原办公楼条形基础中心线仅为1.44m，而扩底桩直径达到 4.3m，扩底桩基础底在原办公楼条形基础下 5.1m 左右。原办公楼条形基础底附加应力扩散到扩底桩底的关系大致有三种情况，见图 4。A型扩底桩底全部在条形基础扩散线内;B型扩底桩在T 字型条形基础下，大部分在条形基础扩散线内;C型扩底桩在条形基地下大部分在扩散线内。考虑以上三种情况对扩底桩承载力影响计算，得出旧楼条形基础下附加应力使扩底桩承载力减少30kPa。

五、扩底 桩基础设计

扩底桩在横向由于原办公楼隔开无法设置拉梁，故在扩底桩的设计时既考虑承担柱下轴力、弯矩和剪力，又在构造上采取加强措施，以提高其抗弯矩、前力的能力。在纵向采用条形基础拉梁，以使条形基础承受部分槽向柱下弯矩。利用条形基础梁与地基廖擦力，抗横向柱下部分剪力，并用于加强基础的整体性，条形基础梁与原办公楼条采取可靠的连接，