既有建筑物增層改造巖土工程勘察剖析

宋炳川

摘 要：隨著城市建設(shè)用地減少，農(nóng)業(yè)用地與建筑用地矛盾日益突出，對(duì)既有建筑物進(jìn)行增層改造就成為節(jié)約建設(shè)用地，節(jié)省建設(shè)投資的有效途徑，文章總結(jié)了既有建筑物增層改造的巖土工程勘察的方法要點(diǎn)供技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：既有建筑物；增層改造；地基基礎(chǔ)

早期建設(shè)的大部分多層建筑一般不設(shè)地下室，基礎(chǔ)埋深相對(duì)較淺，并且由于年代久遠(yuǎn)部分建筑物詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙無從查找，增層改造需要解決的主要問題是上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)及地基承載力的鑒定，其中地基承載力的確定是增層改造的關(guān)鍵。增層改造之前如果未經(jīng)巖土工程勘察設(shè)計(jì)查清持力層土質(zhì)情況以及現(xiàn)有建筑基礎(chǔ)類型、尺寸、埋深等對(duì)建筑物具有決定性影響的參數(shù)，而貿(mào)然的施工時(shí)將會(huì)引起地基土內(nèi)附加荷載的增加，將引起新的附加沉降量，嚴(yán)重時(shí)造成建筑物的坍塌，因此既有建筑物增層改造之前必須進(jìn)行詳細(xì)巖土工程勘察工作。

1 勘察方法

為建筑物增層改造而進(jìn)行巖土工程勘察是為了查明地基土的實(shí)際承載能力，確定其是否尚有潛力可以進(jìn)行建筑的增層改造。因?yàn)樵薪ㄖ锟辈鞎r(shí)評(píng)價(jià)地基承載力采用的規(guī)范和擬增層改造建筑物勘察時(shí)評(píng)價(jià)承載力采用的規(guī)范可能不同，所以增層改造勘察時(shí)地基承載力應(yīng)以現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范和地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先盡可能的搜集與既有建筑相關(guān)的各種資料，如施工圖、竣工圖、地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)變更、材料記錄、施工記錄、驗(yàn)收文件等，對(duì)既有建筑進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，針對(duì)建筑物的特點(diǎn)進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)，主要需要查明：既有建筑物基礎(chǔ)直接持力層巖性特征及工程性質(zhì)；查明現(xiàn)狀基礎(chǔ)的埋深、變形及破壞情況；查明地下水埋深、類型及賦存特征，分析地下水及淺部土對(duì)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基加固施工的影響，評(píng)價(jià)其對(duì)主要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性。由于在原建筑物作用下地基土產(chǎn)生一定程度的固結(jié)，是一種相對(duì)的超固結(jié)狀態(tài)，因此應(yīng)對(duì)關(guān)鍵土層取樣進(jìn)行強(qiáng)度和壓縮試驗(yàn)，以獲取室內(nèi)外場(chǎng)地的土體強(qiáng)度變形參數(shù)，并進(jìn)行對(duì)比。

勘探點(diǎn)位置應(yīng)盡可能靠近基礎(chǔ)，主要布置在承重的墻、柱軸線、核心筒部位，在建筑物變形較大、基礎(chǔ)開裂部位或轉(zhuǎn)角處重點(diǎn)布置，條件允許時(shí)，宜直接布置在基礎(chǔ)之下。為查清建筑基礎(chǔ)形式，應(yīng)布置一定數(shù)量的探坑，在鉆孔內(nèi)采取土樣、水樣并進(jìn)行原位測(cè)試工作，包括標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和輕、重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)勘探過程中加強(qiáng)對(duì)軟弱地層（人工填土、軟土、有機(jī)土等）的描述，變層深度處校核鉆進(jìn)進(jìn)尺。探坑部位先挖至基礎(chǔ)底面標(biāo)高后，進(jìn)行輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，再垂直基礎(chǔ)向下挖50厘米，在基底下坑槽側(cè)壁采用環(huán)刀取原狀土樣，立即密封，對(duì)探坑揭示的基礎(chǔ)尺寸、材料、變形情況和破壞程度逐一詳實(shí)記錄。

原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)的測(cè)試成果能直接地反映地基土的承載力和變形特性，能直接顯示土的應(yīng)力～應(yīng)變的變化、發(fā)展關(guān)系和有關(guān)的力學(xué)特性點(diǎn)，是確定既有建筑物增層改造地基承載力的比較可靠的方法，因此需要特別重視現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)工作。

勘探結(jié)束后應(yīng)對(duì)鉆孔、探坑進(jìn)行分層回填、搗實(shí)，防止地表水或地下水沿鉆孔、探坑入滲浸泡地基而使其軟化，對(duì)現(xiàn)狀地基、基礎(chǔ)進(jìn)行保護(hù)。

對(duì)所取土樣進(jìn)行物理力學(xué)試驗(yàn)，主要應(yīng)提供含水量（ω）、天然密度（ρ）、孔隙比（e）、液性指數(shù)（IL）、壓縮模量（Es）等力學(xué)指標(biāo)，結(jié)合輕、重型動(dòng)力觸探及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等原位測(cè)試數(shù)據(jù)，提出地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka，必要時(shí)還需提供淺部土層水平滲透和垂直滲透系數(shù)。

根據(jù)原有建筑的地基條件、增層荷載和高度、地下水條件、抗震條件、增層方法等綜合考慮何種地基方案，選用地基方案應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。首先應(yīng)考慮天然地基，考慮建筑物對(duì)地基的長(zhǎng)期壓密使原地基的承載力提高，考慮地基承載力的深寬修正，新舊基礎(chǔ)埋深必須相同且之間需有可靠的連接措施，確保新舊基礎(chǔ)協(xié)調(diào)工作。若不滿足則需根據(jù)實(shí)際情況對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理，如基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)注漿加固或擴(kuò)大基礎(chǔ)；或?qū)Φ鼗M(jìn)行加固處理，如錨桿靜壓樁、樹根樁、坑式靜壓樁、注漿加固、石灰樁及其他地基加固方法，也可采用兩種或兩種以上的方法聯(lián)合處理；地基加固方法的優(yōu)選主要考慮以下因素：地質(zhì)條件、建筑物結(jié)構(gòu)型式、基礎(chǔ)類型、場(chǎng)地的環(huán)境條件、施工難度、經(jīng)濟(jì)的合理性等。

2 監(jiān)測(cè)

既有建筑增層加固施工期間應(yīng)該對(duì)建筑物最大水平位移、最大垂直位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，施工結(jié)束后建筑使用中應(yīng)對(duì)其最大沉降量和最大沉降差進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果不滿足要求則需進(jìn)行二次處理。

3 結(jié)語

既有建筑物增層加固改造應(yīng)著重了解工程的設(shè)計(jì)條件、使用狀況，明確所需達(dá)到的設(shè)計(jì)要求和勘察目的，在掌握?qǐng)龅氐刭|(zhì)條件的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性設(shè)計(jì)勘察方案，包括現(xiàn)場(chǎng)鉆探、測(cè)試、和室內(nèi)試驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查工作。

參考文獻(xiàn)

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