第六章 托换工程简介

⑵锚桩加压纠偏(沉降小的一侧先修一根梁，再加荷载)
⑶掏(排)土纠偏(沉降小的一侧掏(排)土) ⑷降水掏土纠偏(沉降小的一侧先掏土，再降水)
⑸压桩掏土纠偏(沉降大的一侧压桩，沉降小的一侧施加掏土)
⑹浸水纠偏(沉降小的一侧浸水，增加失陷性) ⑺顶升纠偏(沉降大的一侧使用千斤顶顶升)
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建筑物沉降、倾斜、裂缝观测 结构构件的应力、变形观测（梁 板 柱 墙 基础）
监测内容 地面沉降及裂缝观测 地下水位观测
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六、采用托换的条件
由于托换工程是一项难度大、综合性强、费用高、技术 含量大的施工方法。一方面，被托换的建筑物是接近失稳， 建筑物对沉降变形的继续发展十分敏感；另一方面，使用任 何一种托换技术都不可避免地带来或多或少的附加沉降，有 些沉降在施工过程中就已发生了，这些沉降有可能造成建筑 物的稳定性进一步恶化。因此，采用托换的条件是：
第六章 托换工程简介
一、托换工程的概念
在城市建设和旧城改造过程中，常遇到下列问题：
⑴ 对原有建筑地基基础进行加固和改造； 如：地基基础失效，改变功能、加层、古建筑基础风化、破坏等。 ⑵ 在原有建筑物下修建地下工程； 如：地铁、地下商场、地下人防工程等。
⑶ 在原有建筑物的附近建造新ຫໍສະໝຸດ Baidu高层建筑；
如：挖深基坑、打桩施工等。 所有这些工程都影响到原有建筑物的安全和正常使用，而且这些问 题影响因素多，综合性强，解决难度大。
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三、托换的原因
⒈ 地基承受荷载过大；（地基软弱 加层 加大使用荷载） ⒉ 地基勘察工作不当；（钻探深度不够 未穿过硬土层）
⒊ 基础承受偏心荷载；（由中心荷载变为偏心）
⒋ 临近开挖引起原有建筑物不均匀沉降； ⒌ 打桩、打夯振动引起地基失效； ⒍ 桩达不到应有效果；（断桩 空洞 负摩阻力等） ⒎ 基础长期风化、腐蚀，影响功能发挥。 四、托换技术的两个阶段 ⒈采取适当而稳妥的方法，支托住原有建筑物的全部或部 分荷载；
结束
谢 谢！
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⑷ 桥墩基础树根桩加固 13
树根桩的优点： ① 所需施工场地小，净空2.7m即可施工； ② 噪音、振动小，对已损坏的建筑影响小； ③ 所有施工都在地面以上操作，因而比较方便； ④ 压力灌注使桩与地基土紧密结合，桩与基础连接成一体； ⑤ 桩孔很小，对墙身或地基土几乎不产生任何影响； ⑥ 对地基土适应性强，可在各种土类中制桩。 ⑦不会影响原有建筑物的外貌，这对修复古建筑尤为重要。 树根桩的施工步骤（成孔、清孔、下钢筋笼和注浆管、填灌 骨料、注浆、、浇筑承台） 4、灌浆托换法及高压旋喷托换
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要点:P241 ①基础加大后应满足混凝土刚性角要求； ②按1.0-1.5m长度划分成许多单独区段，错开时间进行施工 ，决不能在基础全长挖成连续的坑槽和使全长上地基土暴露 过久，以免导致饱和土浸泡软化从基底下挤出，使基础随之 产生很大的不均匀沉降； ③在基础加宽部分两边的地基土上，进行与原基础下同样的 原土压密施工和浇筑素混凝土垫层； ④为使新旧基础牢固联结，应将原有基础凿毛并刷洗干冲， 可在每隔一定高度和间距设置钢筋锚杆； ⑤也可在墙脚或圈梁钻孔穿钢筋，再用环氧树脂填满，穿孔 钢筋须与加固筋焊牢。
利用水泥浆或化学浆液通过压力均匀灌入或喷射到地基 中，使浆液和土粒胶结起来，以改善地基土的工程性质。包 括：渗透灌浆、压密灌浆、劈裂灌浆、旋喷桩等。
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5、热加固托换法（P252） 热加固是把经过加热的空气或灼热的烧成物，在压力作用下
通过钻孔穿过土的孔隙而加热土体，借以改善地基土的物理力 学性质，以达到加固地基土的目的。当黄土加热到300 C-500 C 时即失去湿陷性，同时地基土的强度也大大提高。 热加固钻孔直径一般为100-200mm，可用洛阳铲或钻机成孔 ，每个钻孔加固半径约为0.75-1.25m，它与土的透气性、燃烧 时间和燃烧过程中钻孔内的压力有关。钻孔一般沿基础周边布 置。经热加固后，每个钻孔形成的加固范围类似一个混凝土墩 ，其加固深度应根据需要消除的湿陷性土层厚度确定。 主要设备：带喷嘴的燃饶器、带铁盖板的燃烧室以及传送气体 或液体的管道与空气压缩机。 热加固所用燃料有气体和液体两种。
综合加固技术
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托换施工前地质环境条件调查 在制定托换设计和施工方案前，要周密地进行调查研究，主 要有以下几个方面: (1)建筑物损坏程度的判别。 (2)工程地质和水文地质条件。要求查清持力层、下卧层和基 岩的性状与埋深，地基土的物理力学性质，地下水位的变化 、侵蚀性和补给的情况，特别要查明地基土的不均匀性，有 必要时还需对地基进行复查和补勘。 (3)被托换建筑物的结构、构造和受力特性、基础形式、建筑 物各部分沉降大小及其沉降速率、结构物的破坏情况和原因 分析。 (4)周围环境、地下管线和邻近建筑物在托换施工时和竣工后 可能产生的影响。 如预估的施工周期较长，就必须充分考虑由此而产生的季 节性变化而引起的温度和雨雪的影响；挖土后土层卸载和基 坑排水而引起的影响；一些临时性的支护结构的可靠性等问 题。 2016/9/2 4
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托换工程——是指解决对原有建筑物的地基需要处理和需要 加固的问题和解决对原有建筑物基础下需要修建地下工程以及需 要建造新工程而影响到原有建筑物的安全等问题的技术总称。 简单的说,是解决已有建筑物的综合性强、难度大的地基基础问 题的技术总称。 二、托换分类 ⒈ 按托换性质分类 ⑴ 补救性托换——因既有建筑物地基承载力或变形不满足设 计要求，需进行地基处理或基础加固者。 ⑵ 预防性托换—— 在既有建筑物基础下修建地下工程，或建 筑加层，或临近新建建筑物，影响到既有建筑物的安全时，需要 进行托换者。 ⑶ 维持性托换—— 在新建的建筑物上预先设计好可升降设备 ，以适应事后不容许出现的地基沉降而需要托换者。
三、几种常见的托换方法 ⒈ 基础加固法 当地基承载力不足或变形不满足要求时，可采用增大 基础宽度，加强基础刚度或增大基础埋深等方法。 ⑴ 基础加宽托换 可采用单侧或双侧的素混凝土或钢筋混凝土。
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几种基础加宽方法
（a）刚性条形基础 （ b）柔性条形基础
（c）条形基础扩大成筏基 础
（d）柱基加宽 （e）柔性条形基础加宽成 刚性条形基础 （f）片筏基础加宽(1) （g）片筏基础加宽(2)
基础
基础
横梁
灌注桩
灌注桩
树根桩托换 树根桩或称小型桩，是就地灌注的小直径的钢筋混凝土 （素混凝土）桩，一般直径为 10~30cm。制桩时可竖向也可 2016/9/2 12 斜向，因其多桩组合起来如同“树根”而得名。
⑴ 加层改造树根桩托换
⑵ 建筑物下建地铁树根桩托换
⑶ 斜坡树根桩加固 2016/9/2
一般只有在已有建筑物造价大于托换技术实施的造价时 ，以及由于建筑物的使用价值或历史价值不允许拆除时，才 采用托换技术进行加固。
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建筑纠偏工程
有许多建筑工程建在地质条件较差、承载力较小、土层厚度 变化大的填土或软土等地基上，造成过大沉降和不均匀沉降，导 致建筑物的倾斜，因而需要纠偏扶正，以保证其安全和正常使用 。 ⑴堆载加压纠偏(沉降小的一侧施加临时荷载)
顶 承 桩 托 换
加适量膨胀 剂的混凝土
千斤顶 钢管桩或 预制桩 φ150~250 混凝土
焊接
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自承桩托换（基本同上，静压机械家配重）
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锚杆静压桩
d+50mm
d+100mm
① 开凿桩孔和锚杆孔， 埋锚杆；
② 安装压桩架；
③ 分节压桩；
④用微膨胀混 凝土连接。
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预制桩托换（方法同顶承静压桩，不同指出在于增加了一个楔紧 的工字钢柱，需要用两个千斤顶） ⑵ 打入桩、灌注桩托换（建筑物自重较轻、有障碍物、费用高） 打入桩一般采用钢管桩 灌注桩采用螺旋钻、潜水钻或人工挖孔灌注桩进行基础托换。
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3. 桩式托换 桩式托换是采用各种桩型进行托换的总称，因而内容十分广 泛，目前常用的桩式托换方法有：静压桩、灌注桩、打入桩和 树根桩。 ⑴静压桩托换 —— 静压桩是采用静压方式进行沉桩，有顶 承静压桩、自承静压桩、锚杆静压桩和预制桩几种形式。
导坑1.2×0.9m 导坑1.2×0.9m
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⒉ 根据工程需要对原有建筑物的地基基础进行加固、改造 或在原有建筑物下进行其他地下工程的施工。
五、施工监测工作 由于托换技术是一项高难度技术，因而在实施过程中必 须加强科学化管理和信息化施工，以确保工程质量和安全， 加快工程进度，其中施工监测是重要环节，这在很大程度上 决定了工程的成败。
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⑵ 加大基础刚度
如： 片筏基础改为箱形基础，十字交叉基础改为片筏 基础等。
2、 坑式托换（墩式托换）（加大基础埋深）(施工步骤见 P242)
导坑1.2×0.9m
d 1.5
d 1.5
混凝土
8cm
干硬水泥砂浆
持力层
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持力层
⑴
⑵
条基按长度 方向1.5~2.0m 分段托换
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托换工程不但需要各种地基处理技术，同时需要善于巧妙和 灵活地综合选用这些技术。一个托换方案的选择，主要取决于 安全和经济的综合效果。
基础加固技术
⒉ 按加固方法分类
墩式托换技术
静压桩 桩式托换技术 树根桩 其它桩 灌浆 地基胶结技术 高压旋喷 其它方法
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原有建筑物
地基基础加固
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坑式托换适用于土层易于开挖，开挖深度范围内无地下水 或采取降低地下水位措施较为方便者。因为它难以解决在地 下水位以下开挖后会产生土的流失问题，所以坑式托换深度 一般不大，浅层有较好土质。建筑物的基础最好是条形基础 ，亦即该基础可在纵向上对荷载进行调整，起梁的作用。
坑式托换的特点
优点：费用低、施工简便，施工期间仍可使用建筑物。 缺点：工期较长，由于建筑物的荷重被置换到新的地基土上 ，被托换的建筑物特产生一定的附加沉降，这是不能完全避 免的。 注意对于原有建筑物的临时支撑