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旧房改建中原有桩基利用探讨

郭培红

　　摘要：通过某建筑基础工程利用原有沉管桩，结合采用深层水泥搅拌桩的复合桩基设计方法，解决了因旧房拆除在原旧桩基上新建房屋的基础设计问题.
　　关键词：旧房改建；复合桩基；共同作用；变形
　　中图分类号：TU473.1
　　文献标识码：A

On Utilization of Old Piles in Old Building Renovation

GUO Pei-hong

Design Institute of Civil and Architectural Engineering，Fuzhou University，Fujian Fuzhou 350002，China

Abstract：A design method of compound piled foundation is presented，which consists of cement mixing pile and the sinking pipe pile foundation of the old building. The method can be applied to the designing of a compound piled foundation in the old pile foundation of a dismantled building.
Keywords：old building renovation；compound piled foundation；combined action；displacement

　　随着城市建设的发展需要，旧城改造中经常会遇到拆除旧房兴建新楼房的情况。对于某些旧房屋基础为桩基的各类新建建筑，往往原桩基桩位、桩数、承载力等与新建房屋的基础设计要求不符，如何处理此类建筑的基础，让其做到既合理利用旧桩基，又能保证结构的安全可靠，经济合理是设计中急待解决的问题。本文就福州某工程利用原沉管灌注桩结合采用深层水泥搅拌桩，使刚性桩基和柔性桩基共同作用，提出一种新的复合桩基设计方法.
1　工程概况及地质状况
　　本工程建设场地在一幢教学楼和一幢办公楼之间，总长为20 m。原为教学楼的附属房屋(基础为沉管灌注桩)，拆除后拟建一座六层综合楼。综合楼底层为一大阶梯教室，2～6层为学员宿舍。由于底层建筑功能的要求，使得建筑柱网尺寸大小不一，局部变化大(见图1).
　　工程地质情况　从地质报告揭示的场地各土层物理力学指标如下：
　　①杂填土　厚度0.8～0.9 m，由建筑垃圾组成，松散，湿；
　　②素填土　厚度约1.1～1.2 m，黄褐色，松散，湿；
　　③粘土(Ⅰ)　厚度约1.0 m，褐黄，灰黄色，湿，呈可塑状态；
　　④淤泥　厚13.25～13.55 m，深灰色，饱和，呈流塑状态；
　　⑤粘土(Ⅱ)　厚约2.0 m，褐黄色，褐灰色，饱和，呈可塑至硬塑；
　　⑥淤泥质土　该层未穿透，深灰色，饱和，软塑状态，局部夹有粉细砂含有腐植质物。各土层物理力学指标见表1.
2　基础方案选择
　　由以上所述的工程地质情况，在基础的选型上作了4个方案的比较.
　　1)首先考虑结合原基础，采用沉管灌注桩。这样，新桩基与原桩基具有桩型相同，持力层相同，受力一致，工艺简单，造价相对较低的优点，但受原桩位的约束及柱轴力大，持力层薄，单桩承载力低(经计算其竖向承载力设计值仅为300 kN)而无法布桩。更重要的是，因受周围房屋的限制，桩机无法进场进行施工，因此，各类机械桩型已不适用.
　　2)采用人工挖孔桩。因粘土(Ⅱ)地基承载力低，单桩扩大头需较大，加之人工挖孔桩位置与原桩基相碰，施工时应凿除原桩身混凝土而使施工难度加大，工期长。根据现行规范(JGJ94-94)的规定，对于粘性土桩端全断面进入持力层不宜小于2 d。在存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于4 d，因此本工程不能采用人工挖孔桩.
　　3)采用片筏基础，持力层选在粘土(Ⅰ)。经下卧层验算及变形计算，均难于满足设计规范的要求。同时，原桩位的承载力与片筏基础持力层承载力相差太大，势必形成较大的沉降差，从而使建筑开裂而影响使用.
　　4)为解决地基承载力低，同时又能充分利用原桩基，则考虑采用深层水泥搅拌桩进行地基处理，然后在复合地基上设置片筏基础，这样既满足地基变形小、承载力大的要求，又节约了投资，而片筏基础又能与底层大阶梯教室的台阶结合考虑，采用倒楼盖的倒梁做台阶梁，进一步降低造价,取得良好的经济效益.
　　工程根据上述分析，采用了方案4).

3　深层水泥搅拌桩的设计
　　确定了基础工程方案后，须对这种由刚性桩(沉管灌注桩)和柔性桩(深层水泥搅拌桩)形成的复合地基的计算方法进行探讨，以使计算结果尽可能与实际情况符合.
　　在考虑计算方法时，关键是如何使刚性桩与柔性桩的变形能协调一致。深层水泥搅拌桩的布桩设计考虑了既要满足承载力要求又要符合沉降控制要求的2个因素。由于存在原有的沉管灌注桩，因此计算中将沉管灌注桩按变形一致的原则换算成等效水泥搅拌桩。即将沉管灌注桩的单桩竖向承载力予以折算成为与搅拌桩相似的以摩擦承载力为主的桩基，按深层搅拌桩相同的计算方法，计算复合地基承载力和变形。要满足这一点，必须使2种桩的变形协调，除借助片筏基础的刚性大，使之起到协调工作的重要作用之外，尚需反复计算，确定沉管灌注桩折算为搅拌桩的折算系数，以满足变形协调条件.$根据行标JGJ79-91〔1〕计算水泥搅拌桩的单桩承载力，并参照此行标中搅拌桩复合地基承载力的计算方法，确定原桩基与桩间土的复合地基承载力。水泥搅拌桩单桩坚向承载力标准值(取两者中较小值).

对于水泥搅拌桩直径φ=500 mm，桩长约16.0 m，fcu，k取1200 kPa，按本规范中的参数代入式(1)、(2)，可求出Rkd=94.25 kN.
　　在设计中，要求复合地基承载力fsp，k达到120 kN／m2，则可根据公式：

求出面积置换率m= 0.200，按n=mA／Ap求出所需的水泥搅拌桩的根数。公式中各参数的物理意义见行标JGJ79-91[1]。深层水泥搅拌桩的布桩如图1所示.

4　片筏基础的设计
　　由于钢筋混凝土片筏基础的刚度较大，有利于协调深层水泥搅拌桩和沉管灌注桩的变形，调整上部荷载的不均匀性。因此片筏基础的设计亦是关键之一。本工程上部荷载总质量(包括基础及回填土)为36.594 MN，根据荷载重心与基础形心基本重合的原则，纵向因有相邻建筑物的约束而不考虑扩大,横向每边扩1.5 m(外挑)，片筏基础板厚取300 mm，基础梁高取800～1200 mm，按倒楼盖法进行计算。其结构平面见图2.
5　基础各部分的变形协调设计
　　为了使各部份不同基础的变形趋于一致，并考虑到原有的沉管灌注桩单桩承载力远大于水泥搅拌桩，故在基础设计时，减小水泥搅拌桩的桩距，尽可能多布置水泥搅拌桩。另一方面，加大片筏基础中沉管灌注桩处基础的刚度，增加其配筋，让新旧基础更好地协调，使之能共同工作，变形一致.
　　水泥搅拌桩桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形值按行标JGJ79-91[1]中的规定计算其桩群体压缩变形S1，及按现行国标GBJ7-89[2]的规定计算桩端下未加固土层即下卧层的压缩变形S2。S1与S2之和即为水泥搅拌桩复合地基的沉降。经计算地基变形为121 mm，其变形能力提高较大，满足建筑物的变形要求.
　　本工程竣工至少近4年，实际最终沉降量为108 mm，略小于计算值，使用至今未出现任何问题.

作者简介：郭培红（1962-），女，工程师.

作者单位：福州大学土木建筑设计研究院，福建 福州 350002

参考文献
　[1]JGJ79-91，建筑地基处理技术规范[S]
　[2]GBJ7-89，建筑地基基础设计规范[S]


资料来源：
http://cache.baidu.com/c?word=%BE%C9%3B%D7%AE%BB%F9%3B%C0%FB%D3%C3&url=http%3A//old%2Ewanfangdata%2Ecom%2Ecn/src/szhqk/periodicalabstshow%2Easp%3FQkcode%3Dfzdxxb%26qkyear%3D1999%26qkVolumn%3D3%26qkextension%3D0%26qkclass%3DS%3A%D1%A7%BF%C6%B7%D6%C0%E0/N%3A%BB%F9%B4%A1%BF%C6%D1%A7/NA%3A%B4%F3%D1%A7%D1%A7%B1%A8%28%D7%D4%C8%BB%BF%C6%D1%A7%29%26abstname%3D990328&p=8b2a964e86cc41b912bbdb621608&user=baidu

另一个见
http://www.geot.com.cn/netpx/bbs/BView_31072_45_1.html

mdayong
原有一幢商厦，6层，采用桩基础，已拆除。现准备在原建筑场地重新修建一商厦，需要勘察，请教高教授，在此次勘察当中，需要考虑原有的桩基础吗？对原桩基础需要评价吗？如果需要，应做哪些工作？

billfigo
前不久刚做了一个类似的工程，没有拆除，只是增层。原有建筑建于1978年，至今已有约30年。

1）重新勘察获取地基土体物理力学参数，估算单桩极限承载力。

2）凿出混凝土地坪，抽取三根单桩做静载试验。最大加载量取为1）中估算的单桩极限承载力。结果表明：在最大加载量时，沉降只有8mm。

3）结合工勘报告提供的参数，采用Mindlin方法估算在增层荷载下桩基的沉降。

3）计算表明：如果只考虑原有的桩基础，则在增层荷载下的沉降偏大。后来决定增补锚杆静压桩。

leon
具体情况具体分析.若原桩基础不再用了,按正常勘察要求进行.同时指出原桩基础的详细位置以及可能对未来施工设计等的影响.考虑到以下情况:

1\若仍采用桩基础,原桩基础利用的可能性及利用的程度.主要是桩位,单桩承载力是否够用等,在使用时如何补充桩及承载力的不足等

2\若不采用原桩基础,比如采用独立基础了,若原桩对未来的基础没有影响,也就没有必要进行论证了.只是在报告中说明一下就是了.

3\若采用筏形基础,考虑原基础的承载力及分布以及对筏基的影响,特别是变形,未来的桩基如何布置要有一个统一的考虑.对原桩基础的利用程度就如楼上所说,对其承载力进行验证.当然该部分费用要单独算了.

一般情况下,能利用则利用,可以减少以后的工作量,同时也节约造价了.

一孔之见,见笑了

土八路
新建筑物的高度是多少？新建筑的范围与原建筑的范围是否一致？差异多大？
所以吗，楼主的问题还是说不清的。如果拆6层盖3层，那就不用再做桩基施工了，也就更谈不上勘察了。

z.yong
大家忽视了一个问题：

拟建建筑的具体情况，如位置、埋深、载荷等；

另外，关于原有桩基只要查清位置提请设计、施工注意即可，可否利用是设计的事。

另一：http://cache.baidu.com/c?word=%D4%AD%D3%D0%3B%D7%AE%BB%F9%3B%C0%FB%D3%C3&url=http%3A//www%2Eszmc%2Enet/07data/pop%2Ejsp%3FinfoID%3D1180&p=9e3fc115d9c441b304be9b7d07529c&user=baidu

或http://cache.baidu.com/c?word=%D4%AD%D3%D0%3B%D7%AE%BB%F9%3B%C0%FB%D3%C3&url=http%3A//www%2Enotbad%2Ecn/main%5Fdetail%2Easp%3Fid%3D9917%26tablename%3Dsdjs%26moduletype%3D%B5%D8%CC%FA%C6%BD%CC%A8&p=c93dc54ad6c42dfc57ee9e38465dc9&user=baidu

还有一个是2005年建筑结构杂志12期
我没找到这一期，本来想扫描传上来的：
利用原有桩基的南通望江楼结构设计
陈钰
(南通市建筑设计研究院有限公司 226006)
【提要】针对望江楼建筑新老设计的不同总平面位置、柱网尺寸和地下室标高，如何利用原有桩基是南通望江楼工程结构设计的重点和难点。着重介绍了地基基础处理方案的优化、结构选型、计算分析以及相应的构造措施等，可供类似工程结构设计时参考。
【关键词】 原有桩基 方案比较 补桩 底板沉降缝 结构设计

如果谁有这个资料，希望能传上来。

原有桩基能利用的上自然是好事，但是还有一个问题比较难解决，就是设计使用年限的问题。