建筑地基下管樁拔除后建筑物加固設(shè)計方案

熊慎龍

(江蘇中核華緯工程設(shè)計研究有限公司，江蘇南京 210041)

1 工程概況

該建筑為上海市市區(qū)內(nèi)的重要建筑，建于20世紀(jì)90年代，由東、西兩棟主樓(地面23層)及中間裙樓(地面5層)組成雙塔結(jié)構(gòu)，屬框—剪結(jié)構(gòu)商用樓。地下一層，層高4.78 m，基坑開挖深度7 m，圍護形式采用φ800 mm的鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁?；A(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)，筏板厚1.98 m，總面積約3 405 m2;工程樁為φ800 mm的鉆孔灌注樁，樁長31 m，總根數(shù)336根，樁底深入⑦1砂質(zhì)粘土層。根據(jù)確定的線路，地鐵軌道部分路段必須下穿該建筑物，穿越范圍內(nèi)有10根φ800 mm、長31 m的鉆孔灌注樁侵入隧道內(nèi)，需進行拆除處理。為了保證拔樁后大樓的穩(wěn)定及正常使用，故在拔樁前將對大樓進行必要的變形計算及加固處理。

2 拔樁計算分析結(jié)果

自然狀態(tài)下大廈樁基受力分析:

大廈工程樁的力學(xué)性態(tài)主要考慮軸力和彎矩。從樁的軸力分布可以看出，底板下部的工程樁軸力呈現(xiàn)出中央部位樁軸力小，邊樁、角樁軸力大的特點。說明數(shù)值模擬可以充分反映實際的底板剛度和樁間、樁端土層對軸力分配的影響，體現(xiàn)群樁效應(yīng)。各樁均處于壓應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)計算結(jié)果，在欲拆除的10根樁中，軸力最大的約1 598 kN，最小的約777 kN。計算模型網(wǎng)格圖見圖1。

將要拆除的10根樁的彎矩見圖2。根據(jù)計算結(jié)果，樁所受最大彎矩約393 kN·m。

根據(jù)天福大廈樁基設(shè)計材料和結(jié)構(gòu)特征，并按照J(rèn)GJ 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范，計算得出該大廈樁計算得到的樁基承載力設(shè)計值為1 823 kN。

拔樁之后，樁Z11，Z15，Z16的軸力均超過了承載力設(shè)計值。

根據(jù)模擬計算，如不對大樓的樁基礎(chǔ)進行加固，拔掉10根樁后，大樓地下室底板沉降增量將達到9.824 mm，如圖3所示。

如不采取加固手段，大樓的穩(wěn)定及正常使用存在潛在的危險，故在拔樁之前進行加固是非常必要的。因此，在拔樁前，先在線路外側(cè)非盾構(gòu)通過區(qū)域植入錨桿靜壓樁，隨后再進行拔樁。

3 加固材料及方法

鋼筋采用HRB335級鋼筋，新增混凝土強度等級為微膨脹早強C40;碳纖維(CFRP):300 g/m2，高強2級;碳纖維、鋼板配套用的粘結(jié)材料應(yīng)選用達到A級膠性能要求的產(chǎn)品。粘鋼加固所用鋼板為Q235B。

1)錨桿靜壓樁。根據(jù)設(shè)計計算及方案比選，擬在隧道影響區(qū)域外側(cè)沿線植入一排錨桿靜壓樁，樁徑300 mm，樁長12 m，單樁設(shè)計承載力約520 kN，承受主樓鉆孔灌注樁拔除后的相應(yīng)荷載。樁孔與錨桿定位圖見圖4。

2)鋼筋混凝土封堵墻。封堵墻與原有結(jié)構(gòu)植筋連接，并應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范要求，見圖5。

3)結(jié)構(gòu)頂板及梁柱的加固。按照施工要求需要在頂板局部范圍內(nèi)有施工機具的動荷載。原有結(jié)構(gòu)需要滿足活荷載150 kN/m2，初步確定部分梁板采用粘貼碳纖維加固，對于主要框架梁采用外包型鋼的加固方法，對于承載不夠的框架柱采用外粘型鋼的加固方法，見圖6，圖7。

4 結(jié)語

通過本次的工程實例可看出，地基剛度變化對上部建筑物產(chǎn)生影響較大，不僅不產(chǎn)生均勻沉降，地下室整體剛度均受影響。為明確加固的范圍及加固工程量，必須經(jīng)過多次的核算并保證對原建筑物進行監(jiān)測。