摘要：鋼筋混凝土灌注樁托換，不僅有效地解決了舊基礎(chǔ)的支護加固，而且較其它加固方案更經(jīng)濟合理。
　　關(guān)鍵詞：雙排樁，砼承臺托換、支護、加固
　　一、工程概況
　　某鋼廠新建300m3高爐上料系統(tǒng)的現(xiàn)澆砼雙排高位料倉，全長60m，頂高13m，基礎(chǔ)為鋼筋砼筏式基礎(chǔ)，埋深-6.5m。位于原150m3高爐高位料倉的北側(cè)。舊料倉為單排料倉，現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，始建于60年代，現(xiàn)正在使用。舊料倉柱基為現(xiàn)澆砼獨立基礎(chǔ)，埋深-2.0m。新舊料倉基礎(chǔ)高差4.5m，新舊基礎(chǔ)邊緣僅距300mm,局部新基礎(chǔ)已伸至舊基礎(chǔ)下部。由于舊料倉已沒有原始檔案資料，且舊料倉的兩側(cè)上支托有D800高爐煤氣管道，全長55m,根據(jù)實測結(jié)果，反推原設(shè)計取用的地耐力為210kn/m2,而新地質(zhì)報告給出的該土層地耐力為150kn/m2。
　　從挖出的舊基礎(chǔ)來看，當(dāng)年的基礎(chǔ)施工質(zhì)量很差，基礎(chǔ)的厚度相差很大，最薄處在200至300mm之間，底面尺寸2100X3200mm2.而且，基礎(chǔ)配筋很小，因此舊料倉是不安全的。特別是料倉正在使用，槽下把振動篩的一側(cè)基礎(chǔ)打掉，將荷載傳至柱基礎(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)報告以及南側(cè)20m處高爐基礎(chǔ)的基坑開挖情況可知，施工區(qū)域各土層的含水量較大，接近于飽和狀態(tài)，且處在雨季施工。鑒于以上種種不利情況，新料倉基礎(chǔ)施工必須對舊料倉采取行之有效的加固措施，以保證舊料倉的使用和上部煤氣管道的安全運行。
　　地質(zhì)勘探報告表明，廠區(qū)場地為人工填土及第四系沖洪積地層。舊料倉基礎(chǔ)支承在粉質(zhì)粘土層。其地質(zhì)構(gòu)造情況為：
　　雜填土：灰褐色，由爐渣、建筑垃圾構(gòu)成，松散。
　　粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑，含氧化鐵、錳、具孔隙。含水量23.6%。飽合度75.4%至92.5%。
　　粉土：褐黃色，飽合，含小姜石，氧化鐵、夾粉質(zhì)粘土薄層。含水量29.1%，飽和度75.4%至100%。
　　粉細(xì)砂：褐色-灰白色，稍密、中密、含石英、長石、云母。
　　粉土：褐黃--黃褐色，很濕，含姜石、氧化鐵，致密，含水量6.8%，飽和度52.8%至100%。
　　中細(xì)砂：灰白色，稍濕，稍密，中密，含石英、長石。
　　二、方案的選擇確定
　　此項加固工程工期緊，危險性大，施工難度高。同時，舊料倉已沒有原始檔案資料，且地下情況復(fù)雜，特別是舊料倉上部倉壁上有兩道正在運行的煤氣管道。如何確保舊料倉柱基礎(chǔ)的承載力和基礎(chǔ)邊坡穩(wěn)定，以及柱基不發(fā)生大的沉降，是保證舊料倉正常生產(chǎn)和新料倉按期開工的關(guān)鍵。對舊料倉基礎(chǔ)加固曾有兩家施工單位提出了兩種不同的方案，這兩種方案為：
　　方案1：密排工36鋼樁，土層拉錨，護坡樁，樁長12m。需鋼材260t左右，費用近140萬元。
　　方案2：鋼筋砼單錨護坡樁。樁徑D800.樁長12m，樁距1m,費用50萬元。
　　通過對安全、技術(shù)、經(jīng)濟等各方面的綜合分析，我公司提出了綜合支托技術(shù)方案：即采用雙排鋼筋砼灌注樁綜合支托、護坡新概念，在基礎(chǔ)外緣布置一排D600樁，每個基礎(chǔ)外側(cè)3根，樁長10m。基礎(chǔ)兩側(cè)各布置一根D900的大直徑人工挖孔灌注樁，從基礎(chǔ)的旁邊掏下去，支托基礎(chǔ)，再在基礎(chǔ)上部沿柱列做通長扁梁，將外排樁與內(nèi)排樁連成一體共同受力。此方案費用為30萬元。
　　經(jīng)過甲方、設(shè)計、施工單位共同對以上方案的分析比較，認(rèn)為我公司制定的方案最為合理。其主要優(yōu)點為：
　　費用低。與方案1，節(jié)省費用100萬元左右，與方案2比較節(jié)省費用20萬元。
　　工期短，與打土層錨桿的方案比較，縮短工期近半月。
　　采用了雙排樁綜合支托、護坡新概念，避免了護坡可能帶來的基礎(chǔ)沉降以及土體連帶基礎(chǔ)的水平位移。以往許多失敗的教訓(xùn)證明，當(dāng)新舊基礎(chǔ)高差較大、荷載較大時，在基礎(chǔ)外采用土層錨桿護坡樁，或僅在基礎(chǔ)外緣進行單排樁托換，都是不安全的。本方案內(nèi)排樁起到了支托樁基的作用，每根樁的承載力為75t，外排樁通過增加的基礎(chǔ)上部的扁梁與內(nèi)排樁形成土中剛架整體受力，以承受樁基荷載和滑動土體形成的主動力和樁間土作用，增強護坡結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度及整體穩(wěn)定性，實現(xiàn)對基礎(chǔ)的可靠加固。
　　加固工程的設(shè)計與施工
　　我們在進行方案設(shè)計時，十分慎重地進行了反復(fù)研究，多方案對比，特別研究了有關(guān)資料介紹國內(nèi)外加固工程失敗的教訓(xùn)，制定了科學(xué)可靠的雙排樁綜合托換護坡方案。
　　雙排樁托換引用了中國建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所的雙排護坡樁的試驗與計算結(jié)果。
　　將前后兩排樁與樁頂承臺看作一個底端嵌固的剛架結(jié)構(gòu)，樁頂端點視為剛結(jié)點，由于樁承臺與樁長之比很小，承臺截面剛度很大，所以將承臺看作沒有變形的剛體。基坑開挖后，在土壓力作用下，假定承臺只能平移而不產(chǎn)生轉(zhuǎn)角。
　　本工程采用的是600,900兩種直徑樁，配筋均為16￠20.每根柱基礎(chǔ)下兩根樁，外排三根樁與承臺形成整體，支托舊基礎(chǔ)。內(nèi)排樁底標(biāo)高-8.5m，外排樁底標(biāo)高-12m。
　　內(nèi)排樁，因施工場地限制，采用人工挖孔，外排樁采用機械成孔，每排成孔間隔進行。施工時，先挖出基礎(chǔ)加固范圍內(nèi)土方，鑿出基礎(chǔ)鋼筋并進行基礎(chǔ)上表面鑿毛、鉆孔，采用斜筋硫磺砂漿錨固方法，把新老基礎(chǔ)連成整體，使樁承臺形成一個包裹在老基礎(chǔ)外圍的殼形基礎(chǔ)。然后挖孔，挖孔時，先挖去承臺部分土，然后再挖樁身土。開挖過程中，需要進行沉降觀測工作。成孔后，用吊車吊入鋼筋籠，校正位置垂直后用輸送泵澆筑樁及承臺砼。
　　每根灌注樁施工的各道工序都應(yīng)該連續(xù)進行，防止中間停歇時間過長，造成施工過程中塌孔。
　　為保證施工質(zhì)量及工期要求，砼采用C30高強砼，并摻12%膨脹劑、0.05%三乙醇胺早強劑。
　　結(jié)束語
　　雙排灌注樁綜合托換技術(shù)，解決了基礎(chǔ)加固托換、護坡兩大難題。中國建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所的實驗、計算結(jié)果及工程先例表明：雙排剛架的形成，樁的最大彎矩較單排樁減小20%以上，而樁頂位移計算值是單排樁的35%。由于雙排樁整體風(fēng)度大，水平位移明顯減小，同時樁的內(nèi)力也有所下降。本工程兩年后的測量結(jié)果表明最大沉降5mm，最大水平位移8mm，達(dá)到理想的效果。現(xiàn)在的新料倉已投產(chǎn)使用。綜合托換技術(shù)不僅解決了生產(chǎn)與施工的矛盾，還給今后同類工程的加固護坡提供了成功的經(jīng)驗。
　　值得注意的是：托換技術(shù)是一種建筑技術(shù)難度大，責(zé)任性較強的特殊施工方法。應(yīng)用托換技術(shù)需要豐富的經(jīng)驗，因為它可能危及生命及財產(chǎn)安全，必須由設(shè)計和施工都具有豐富實踐經(jīng)驗的技術(shù)人員來參加這項工作。在實踐過程中必須加強科學(xué)化管理，特別加強施工監(jiān)測工作，監(jiān)測工作包括：建筑物的沉降，傾斜和裂縫觀測，地面沉降。并認(rèn)真作好工程實錄。實踐證明：使用任何托換技術(shù)的方法而不允許沉降是不可能的，因此，在使用這項技術(shù)時，必須十分慎重，一定要根據(jù)工程具體條件確定最佳方案。