工程实例-研究所办公试验楼坑式静压预制桩增层托换

一、工程概况

内蒙古自治区计量科学研究所办公试验楼是 1965年设计，当年施工，第二年竣工。三层混合结构，建筑面积为3600m²，由于办公试验用房紧张，决定在三层上局部接层 600m²。因为原设计纵横墙基础宽度只有 800一1000mm，多处墙体因不均匀沉降而产生裂缝，经计算材料强度基本处于临界状态，显然地基承载力无法满足加层要求，最后决定采用墙基础底下加钢筋混凝土预制桩的托换增层方案。

二、核对检查勘察设计资料

经核查设计资料，地基承载力的潜力有限，基础托换加固是必要的，不然不能进行直接增层加高。

从墙体厚度分析，楼房的外墙 370mm，内墙240mm，砖的标号在 75号以上，底层砖无破损情况，所以墙体不需加固。

托换设计前还进行了简易的勘察工作，利用北京铲和轻便触探对地基进行必要的复核，勘察结果证实工程地质土性较差，原基础大部分落在素填土 、软塑或可塑的粘性土上，持力层的天然地基承载力只有 140kPa。并查明了粘性土下为密实的粗砾砂层埋深3~4m），可以作为托换桩的持力层，桩端阻力为2800kPa。

三、混凝土托换桩的设计

设计时采用预制桩断面为0.15m×0.15m，计算单桩承载力为100kN，双桩为 200kN。加上回填桩周包桩混凝土形成混凝土墩（要求每个托换坑形成 1m²的墩），每个托换坑可承重 300LN。

每节桩长0.4～1.3m，底节1.3m;中节为0.4~1.0m不等，桩的配筋同普通的预制桩基本相同，底节预制成同普通桩一样60度锥角。

接桩方法∶底节桩的一端及中间各节都以预留孔和预留插筋相配合，桩与桩接触面用稀混凝土适量的建筑粘结剂粘接。

为了保证桩压入的垂直度，托换桩的预制质量和预制尺寸应从严要求，特别是桩的顶面与侧面一定要垂直，一定要制作合格的模具。最上节桩与基础或钢垫板的连接可用短钢管焊接或丝杆等其他办法连接，尽量减少或避免托换后撤出千斤顶引起基础回弹沉降。

托换桩和托换坑的数量视上部增加的结构荷载而定，本工程是采用双桩托换（即一个托换坑里托换二根桩），托换坑的间距为3.3~6.0m。

桩的压入深度以进入硬层和实测的桩阻力达到设计计算单桩承载力的1.5焙为准。

四、混凝土托换桩的施工

（一）按托换平面图的托换顺序号开挖导坑。为了不影响计量所试验和办公，托换坑全部布置在室外和走廊，而 足先室外后走廊的顺序施工。

（二）垂直放进带桩尖的混凝土底节桩。找正垂直方向，用千斤顶压桩。压桩时为了减少接桩次数，可用硬垫木、钢管短节来替换增加桩的顶压长度，千斤顶应尽量选用行程长的。

（三）当压桩的桩阻力等于或大于设计单桩承载力的1.5倍时，停止压桩。双桩托换后，交错撤出千斤顶，顶紧上节柱。

（四）在托换坑内支模，用C20混凝土浇灌振实，回填好导坑，整修好地面。

五、技术经济效果

（一）将钢管桩改成混凝土预制桩可降低托换工程的造价;

（二）施工时照常办公和试验研究;

（三）增层托换一年后，所有墙体和基础都完好无损。托换前原墙体开裂部位，经加固抹平后，再无开裂现象，说明托换加固的效果是好的。