拆建房屋地基的基础施工技术

摘要

本发明公开了一种拆建房屋地基的基础施工技术，其特征是改造后房屋的基础采用筏板基础，筏板基础厚度为600～800mm，筏板基础由削低后承台和新浇基础构成，承台和新浇基础通过连接筋连成整体，承台内设置后浇孔，后浇孔直径与混凝土桩相同。在承台之外布置小直径混凝土桩，小直径混凝土桩直径为150～300mm，顶部混凝土桩削除100～150mm，并在桩顶设置橡胶块，橡胶块厚度为100～150mm；小直径混凝土桩桩头设置预制混凝土管箍，小直径混凝土桩桩顶铺设碎石砂垫层。

说明书

技术领域

本发明涉及一种房屋加固结构，特别涉及一种拆建房屋地基的基础施工技术。

背景技术

随着城市建设的发展，一些危旧房屋需要改造，原有危旧房屋通常层数比较低，传递给地基的荷载较小，所以地基处理后的承载力相对较低。而改造后房屋的层数可能会比原有危旧房屋要高得多，传递给地基的荷载也会较大，地基必须重新处理才能满足承载力要求。由于原有危旧房屋的桩基和改造后房屋的桩基具有较大的不同，如果处理不妥当容易造成局部地基变形不均匀，造成不均匀沉降。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种拆建房屋地基的基础施工技术来确保房屋沉降和承载性能达到要求。

危旧房屋的地基处理有两种形式：一是采用刚性桩如混凝土桩进行加固，基础型式通常为承台基础；二是采用柔性桩如水泥搅拌桩进行加固，基础型式通常为筏板基础。本发明针对不同桩基形式采用不同的技术方案。

对于采用刚性桩如混凝土桩进行加固的基础，采用以下技术方案：

为了提升经济效益，尽可能利用原有桩基和混凝土基础。由于承台高度相对较高，基础结构形式改造成筏板基础后，如果筏板基础高度与承台高度相同，将会显得比较浪费，可以将承台适当削低。改造后房屋的基础采用筏板基础，筏板基础厚度为600～800mm，筏板基础由削低后承台和新浇基础构成，新浇基础下部钢筋采用直径为20～25mm的钢筋，钢筋间距为150～200mm，承台和新浇基础通过连接筋连成整体，连接筋间距为200～250mm，连接筋直径为22～25mm，连接筋伸入承台预埋孔长度为250～300mm，承台预埋孔直径为24～27mm，连接筋与承台预埋孔之间空隙采用环氧树脂填塞，连接筋外露于承台长度为400～450mm。承台内设置后浇孔，后浇孔直径与混凝土桩相同。

原有的混凝土桩通常以承台形式进行布置，在承台之外布置小直径混凝土桩，小直径混凝土桩直径为150～300mm，在混凝土桩桩顶设置橡胶块，橡胶块厚度为100～150mm。小直径混凝土桩桩头设置预制混凝土管箍，预制混凝土管箍嵌入小直径混凝土桩桩头高度为100mm，预制混凝土管箍顶部比小直径混凝土桩桩顶高出120～150mm。小直径混凝土桩桩顶铺设碎石砂垫层，碎石砂垫层厚度为120～150mm，小直径混凝土桩桩长可以与混凝土桩桩长相同，如果场地地质条件在浅部有硬层，小直径混凝土桩可以伸入浅部硬层500～800mm，与混凝土桩形成长短桩结构，这里浅部硬层一般为10～20m，混凝土桩伸入的深部硬层一般为20m以上的土层。

碎石砂垫层设置在小直径混凝土桩是为了使小直径混凝土桩和土能更好的协同作用，由于小直径混凝土桩的刚度很大，而土相对较小，在相同应变下小直径混凝土桩应力会较大，而土应力会较小，在小直径混凝土桩桩顶铺设碎石砂垫层可以有效的减少小直径混凝土桩和周围土体的刚度比。为了防止碎石砂垫层在上部荷载作用下出现水平侧移，溢入周围土体失去平衡应力，在小直径混凝土桩桩顶嵌套预制混凝土管箍。

小直径混凝土桩数量根据承载力要求和沉降控制要求双重控制，小直径混凝土桩数量先根据承载力初步确定，小直径混凝土桩数量S根据下式确定，S＝m₂A_z/A_p2，A_z为筏板基础底部面积，m₂为小直径混凝土桩置换率，即桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，A_p2为小直径混凝土桩截面积，小直径混凝土桩置换率m₂根据下式确定，f＝m₁R₁/A_p1+(E_c2/E_c1)m₂R₂/A_p2+θ(E_s/E_c1)f_s，式中m₁为混凝土桩置换率，即混凝土桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，R₁为混凝土桩承载力，A_p1为混凝土桩截面积，E_c1为混凝土桩弹性模量，E_c2为小直径混凝土桩弹性模量，m₂为小直径混凝土桩置换率，R₂为小直径混凝土桩承载力，A_p2为小直径混凝土桩截面积，θ为折减系数，取0.5～0.6，E_s为土弹性模量，f_s为土地基承载力。

根据承载力要求初步确定小直径混凝土桩数量后进行沉降复核。沉降计算公式采用如下：

式中p是上部传递给地基的应力，E_si是复合模量，z_i和Z_i-1为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的深度，和为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的平均附加应力系数，根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ-79-91)来确定，整个地基的复合模量沿深度方向可分为三部分，第一部分为混凝土桩、小直径混凝土桩和土形成的地基，第二部分为混凝土桩和土形成的地基，第三部分为下卧层土形成的地基。

第一部分复合模量E_s1计算公式采用如下：E_s1＝m₁E_c1+m₂E_c2+(1-m₁-m₂)E_s，第二部分复合模量E_s2计算公式采用如下：E_s2＝m₁E_c1+(1-m₁)E_s。

如果沉降超过100mm，则增加小直径混凝土桩长度和数量进行重新沉降复核，直至沉降达到要求为止。

施工步骤包括：

(1)将原承台高于新浇基础顶标高部位混凝土进行凿除，凿除至新浇基础顶标高部位以下150mm，并割除上部多余的钢筋，下部箍筋焊接小箍筋，小箍筋高度为100mm，小箍筋所采用的钢筋直径为8mm，间距为50～100mm，小箍筋上面架设受力钢筋并进行绑扎固定；

(2)将原承台混凝土桩部位混凝土凿除出后浇孔，混凝土桩桩顶进行削低，混凝土桩桩顶标高比原承台底标高低100～150mm；混凝土桩桩顶钢筋通常会伸入原承台50cm，混凝土桩桩顶削低到位后将混凝土桩桩顶外露钢筋剪除与削低到位后混凝土桩桩顶齐平；

(3)施工承台之间的小直径混凝土桩，小直径混凝土桩桩顶标高比原承台底标高低50～100mm；

(4)在小直径混凝土桩桩顶套入预制混凝土管箍；

(5)在小直径混凝土桩桩顶铺设碎石砂垫层；

(6)用电钻钻设预留孔，在预留孔内插入连接筋，并用环氧树脂封闭预留孔与连接筋之间空隙；

(7)绑扎新浇基础钢筋，支设新浇基础模板，浇筑新浇基础混凝土，然后将承台低于新浇基础顶标高部位混凝土进行浇筑；

(8)在削低到位后混凝土桩桩顶铺设橡胶块；

(9)待房屋达到三层以后再用膨胀混凝土封闭后浇孔；由于混凝土桩在上部荷载作用下容易先承载，小直径混凝土桩承载能力特别是土承载能力难以获得发挥，后浇孔待房屋达到三层以后再封闭目的是让小直径混凝土桩和土先参与承载，待层数增加混凝土桩、小直径混凝土桩和土协同承载的能力会进一步增强。

对于采用柔性桩如水泥搅拌桩进行加固的基础，采用以下技术方案：

改造后房屋的基础采用筏板基础，筏板基础厚度为600～800mm。为了提升地基承载力和抗变形能力，在部分水泥搅拌桩中插入工字钢，工字钢长度为水泥搅拌桩长度的1.8～2.5倍。工字钢设置部位设置后浇孔，后浇孔直径与水泥搅拌桩直径相同。为了避免在受力过程中应力集中，在工字钢铺设橡胶块，橡胶块厚度为150～200mm。工字钢承载后后浇孔部位所受到的抗冲切力会较大，故在后浇孔部位设置加强筋，加强筋为4根直径为25mm的钢筋，同时设置间距为200mm的箍筋，箍筋直径为8mm。

工字钢数量根据承载力要求和沉降控制要求双重控制，工字钢数量先根据承载力初步确定，工字钢数量G根据下式确定，G＝m_2gA_z/A_p2g，A_z为筏板基础底部面积，m_2g为工字钢置换率，即桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，A_p2g为工字钢截面积，工字钢置换率m_2g根据下式确定，

f＝m_1sR_1s/A_p1s+(E_c2g/E_c1s)m_2gR_2g/A_p2g+β(E_s/E_c1s)f_s，式中m_1s为未插入工字钢的水泥搅拌桩置换率，即未插入工字钢的水泥搅拌桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，R_1s为水泥搅拌桩承载力，A_p1s为水泥搅拌桩截面积，E_c1s为水泥搅拌桩弹性模量，E_c2g为工字钢弹性模量，m_2g为工字钢置换率，R_2g为工字钢承载力，A_p2g为工字钢截面积，β为折减系数，取0.7～0.8，E_s为土弹性模量，f_s为土地基承载力。

根据承载力要求初步确定工字钢数量后进行沉降复核。沉降计算公式采用如下：式中p是上部传递给地基的应力，E_si是复合模量，z_i和z_i-1为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的深度，和为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的平均附加应力系数，根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ-79-91)来确定，整个地基的复合模量沿深度方向可分为三部分，第一部分为水泥搅拌桩、工字钢和土形成的地基，第二部分为工字钢和土形成的地基，第三部分为下卧层土形成的地基。

第一部分复合模量E_s1s计算公式采用如下：E_s1s＝m_1sE_c1s+m_2gE_c2g+(1-m_1s-m_2g)E_s，第二部分复合模量E_s2s计算公式采用如下：E_s2s＝m_2gE_c2g+(1-m_2g)E_s。

如果沉降超过100mm，则增加工字钢长度和数量进行重新沉降复核，直至沉降达到要求为止。

施工步骤包括：

(1)将安装工字钢部位的筏板混凝土凿除出后浇孔，并割除上部多余的钢筋；

(2)钻机钻具穿过后浇孔在水泥搅拌桩桩身钻设工字槽，钻机头部安装工字刀具来切削水泥土，采用吊机吊起工字钢，工字钢插入工字槽过程中通过定位钢板来保证垂直度；

(3)工字钢插入完毕后注入水玻璃封闭工字钢与工字槽的空隙，水玻璃注入压力为1～1.2MPa，以保证注浆效果。

(4)在工字钢顶部铺设橡胶块；

(5)待房屋达到三层以后再在后浇孔放入由加强筋和箍筋组成的钢筋笼；由于工字钢刚度明显比水泥搅拌桩刚度或者土刚度要大得多，在上部荷载作用下容易先承载，水泥搅拌桩承载能力特别是土承载能力难以获得发挥，后浇孔待房屋达到三层以后再封闭目的是让水泥搅拌桩和土先参与承载，待层数增加水泥搅拌桩、工字钢和土协同承载的能力会进一步增强。

(6)浇筑后浇孔，后浇孔采用膨胀混凝土；后浇孔浇筑顺序为先周边后中间，并尽量采用对称封闭的方式，使工字钢承载时比较均匀。

本发明施工操作方便，安全可靠。

附图说明

图1为承台示意图，图2为带刚性桩基础形式的筏板基础立面示意图，图3为带刚性桩基础形式的筏板基础平面示意图。

1、承台，2、混凝土桩，3、橡胶块，4、后浇孔，5、连接筋，6、小直径混凝土桩，7、预制混凝土管箍，8、碎石砂垫层，9、新浇基础。

具体实施方式

实施例

改造后房屋的基础采用筏板基础，筏板基础厚度为700mm，筏板基础由削低后承台1和新浇基础9构成，新浇基础9下部钢筋采用直径为22mm的钢筋，钢筋间距为150mm，承台1和新浇基础9通过连接筋5连成整体，连接筋5间距为200mm，连接筋5直径为22mm，连接筋5伸入承台1预埋孔长度为250mm，承台1预埋孔直径为24mm，连接筋5与承台1预埋孔之间空隙采用环氧树脂填塞，连接筋5外露于承台1长度为400mm。承台1内设置后浇孔4，后浇孔4直径与混凝土桩2相同。

在承台1之外布置小直径混凝土桩6，小直径混凝土桩6直径为200mm，在混凝土桩2桩顶设置橡胶块3，橡胶块3厚度为120mm。小直径混凝土桩6桩头设置预制混凝土管箍7，预制混凝土管箍7嵌入小直径混凝土桩6桩头高度为100mm，预制混凝土管箍7顶部比小直径混凝土桩6桩顶高出120mm。小直径混凝土桩6桩顶铺设碎石砂垫层8，碎石砂垫层8厚度为120mm，场地地质条件在15m浅部有硬层，小直径混凝土桩6伸入浅部硬层600mm，与混凝土桩2形成长短桩结构。

小直径混凝土桩6数量根据承载力要求和沉降控制要求双重控制，小直径混凝土桩6数量先根据承载力初步确定，小直径混凝土桩6数量S根据下式确定，S＝m₂A_z/A_p2，A_z为筏板基础底部面积，m₂为小直径混凝土桩6置换率，即桩总截面积与筏板基础底部面积的比值，A_p2为小直径混凝土桩6截面积，小直径混凝土桩6置换率m₂根据下式确定，f＝m₁R₁/A_p1+(E_c2/E_c1)m₂R₂/A_p2+θ(E_s/E_c1)f_s，式中m1为混凝土桩2置换率，即混凝土桩2总截面积与筏板基础底部面积的比值，R₁为混凝土桩2承载力，A_p1为混凝土桩2截面积，E_c1为混凝土桩2弹性模量，E_c2为小直径混凝土桩6弹性模量，m₂为小直径混凝土桩6置换率，R₂为小直径混凝土桩6承载力，A_p2为小直径混凝土桩6截面积，θ为折减系数，取0.5～0.6，E_s为土弹性模量，f_s为土地基承载力。

根据承载力要求初步确定小直径混凝土桩6数量后进行沉降复核。沉降计算公式采用如下：

式中p是上部传递给地基的应力，E_si是复合模量，z_i和Z_i-1为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的深度，和为基础底面分别至第i层和第i-1层底面范围内的平均附加应力系数，根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ-79-91)来确定，整个地基的复合模量沿深度方向可分为三部分，第一部分为混凝土桩2、小直径混凝土桩6和土形成的地基，第二部分为混凝土桩2和土形成的地基，第三部分为下卧层土形成的地基。

第一部分复合模量E_s1计算公式采用如下：E_s1＝m₁E_c1+m₂E_c2+(1-m₁-m₂)E_s，第二部分复合模量E_s2计算公式采用如下：E_s2＝m₁E_c1+(1-m₁)E_s。

如果沉降超过100mm，则增加小直径混凝土桩6长度和数量进行重新沉降复核，直至沉降达到要求为止。根据上述步骤，工字钢11数量确定为125根。

施工步骤包括：

(1)将原承台1高于新浇基础9顶标高部位混凝土进行凿除，凿除至新浇基础9顶标高部位以下150mm，并割除上部多余的钢筋，下部箍筋焊接小箍筋，小箍筋高度为100mm，小箍筋所采用的钢筋直径为8mm，间距为50～100mm，小箍筋上面架设受力钢筋并进行绑扎固定；

(2)将原承台1混凝土桩2部位混凝土凿除出后浇孔4，混凝土桩2桩顶进行削低，混凝土桩2桩顶标高比原承台1底标高低100～150mm；混凝土桩2桩顶削低到位后将混凝土桩2桩顶外露钢筋剪除与削低到位后混凝土桩2桩顶齐平；

(3)施工承台1之间的小直径混凝土桩6，小直径混凝土桩6桩顶标高比原承台1底标高低50～100mm；

(4)在小直径混凝土桩6桩顶套入预制混凝土管箍7；

(5)在小直径混凝土桩6桩顶铺设碎石砂垫层8；

(6)用电钻钻设预留孔，在预留孔内插入连接筋5，并用环氧树脂封闭预留孔与连接筋5之间空隙；

(7)绑扎新浇基础9钢筋，支设新浇基础9模板，浇筑新浇基础9混凝土，然后将承台1低于新浇基础9顶标高部位混凝土进行浇筑；

(8)在削低到位后混凝土桩2桩顶铺设橡胶块3；

(9)待房屋达到三层以后再用膨胀混凝土封闭后浇孔4。