托换加固技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,托换加固技术,组员：蔡星腾 马挺 马宇飞,中山音乐堂位于北京中山公园内社稷坛（五色土）东南，建筑平面呈扇形，原建筑物占地面积约4500m2，建筑面积3337m2，于1955年建成，后进行过多次改扩建。,由于年代较久、设备落后、建筑失修等因素，该音乐堂已不能满足现代使用要求，业主决定进行改扩建。完工后建筑面积将达11864m2，地下一层、地上二层（局部四层），设有观众厅、会议室、贵宾室、电影厅、休息厅及餐厅等，成为使用功能和音响效果均为一流的现代化娱乐场所。,音乐堂内景,原观众厅结构形式为独立柱基础框架结构，柱高128m，另加基础埋深1825m，屋顶为现浇混凝土屋架及屋面板。根据改建要求，将原建筑物的二次结构及其他附属建筑物拆除，保留观众厅结构的独立柱和混凝土屋架屋盖。在此条件下新建地下室一层，层高65m，建筑面积4000m2。为解决原结构的基础深度不足的问题，采用基础托换加固技术。,1托换加固技术的特点,对已有建筑物地基进行托换加固处理，目的是避免建筑物的倒塌损坏。这种作法称为补救性托换。,音乐堂工程是在原建筑物基础上保留部分主体结构进行的全面改造。原结构建成至今已50余年，混凝土碳化较严重，个别柱已出现纵向裂纹，虽采取了加钢板箍固定等措施，但结构总体安全度较低。改建后新增65m 深地下室，采用人工挖孔桩托换基础，土方开挖后，原结构顶距基底高达21m，结构整体稳定因素差，施工风险很大。,2托换加固方案的研究,由于本工程的使用功能要求，改建后的地下室采用筏形基础，主体结构形式为框架结构，局部加设剪力墙抵抗地震冲击力。由于原结构独立柱基埋深较浅，必须采取托换技术，设计,采用,了人工挖孔桩加连续承台梁的托换方案。,基础托换布置图,托换分两步进行：第一步做人工挖孔桩和承台梁，使桩、柱、梁成为一体，上部荷载先通过梁传于桩。第二步做筏形基础，完成后则上部荷载又传于筏形基础，完成全部托换工作,托换施工工艺,3托换加固施工,与一般的基础托换不同，本工程是在已有的上部结构下全面开挖做地下室，全部工序按先托换、后加固、再新开的顺序组织施工。且全部施工内容均与原结构、承台梁和挖孔桩相连系，受条件限制很多。根据本工程的特点，确立了挖孔桩承台梁柱加固土方开挖结构施工的总工序,。,现场施工图片,4,人工挖孔桩施工,本工程采用人工挖孔桩进行基础托换，它是力传递的载体，其质量决定着整个托换工作的成败。桩身上半部分又是地下室的柱，桩身混凝土预埋位置质量直接影响后期梁、板的施工。施工中采取了以下技术措施：,（1）人工挖孔桩采用钢筋混凝土护壁，以提高护壁承载力，保护桩孔的安全；,（2）钢筋笼分节绑扎，吊装时使用连接钩；,（3）用“钢板箍法”做地基梁钢筋连接点，保证钢筋连接位置的准确；,（4）护壁内加设水泥土隔离层，以利混凝土护壁拆除。,（5）采用无振动破除原杯形柱基放角，以有效地保护结构稳定安全。,挖孔桩的构造,5,土方开挖与结构施工技术,本工程土方开挖与结构底板的施工，关系到力传递方式的转换能否安全进行和基础托换的成败。在施工中，我们使用了如下技术，成功地克服了困难，使基础托换工作顺利完成。,（1）土方开挖时在基桩两侧平衡同步进行，使桩基不受侧压力，确保了原结构的安全。,（2）分段开挖土方，分段做底板结构，可减少桩基暴露的时间和数量，有利于施工期内结构的整体稳定。,（3）采用无振动分离静爆法破除原柱基混凝土，减少了破除柱基施工对原结构的干扰和破坏。,6 施工效果,工程共托换原结构独立柱24根，新做人工挖孔桩48,根,，绑扎钢筋1200t，浇筑C30混凝土6500m3，开挖土方30000m3。经现场观测，原结构托换过程中无沉降现象，柱垂直度偏差均在规范要求范围之内（平均13mm），结构整体稳定性也很好。原独立柱基结构下已全面开挖新做地下室，新增面积达4000m2（单层深度65m）。上述作法在国内尚属首例，对今后城区旧楼改造，向地下发展扩层有借鉴意义。,音乐堂施工前后对比,