摘要：鋼筋混凝土灌注樁托換，不僅有效地解決了舊基礎的支護加固，而且較其它加固方案更經濟合理。
　　關鍵詞：雙排樁，砼承臺托換、支護、加固
　　一、工程概況
　　某鋼廠新建300m3高爐上料系統的現澆砼雙排高位料倉，全長60m，頂高13m，基礎為鋼筋砼筏式基礎，埋深-6.5m。位于原150m3高爐高位料倉的北側。舊料倉為單排料倉，現澆鋼筋砼結構，始建于60年代，現正在使用。舊料倉柱基為現澆砼獨立基礎，埋深-2.0m。新舊料倉基礎高差4.5m，新舊基礎邊緣僅距300mm,局部新基礎已伸至舊基礎下部。由于舊料倉已沒有原始檔案資料，且舊料倉的兩側上支托有D800高爐煤氣管道，全長55m,根據實測結果，反推原設計取用的地耐力為210kn/m2,而新地質報告給出的該土層地耐力為150kn/m2。
　　從挖出的舊基礎來看，當年的基礎施工質量很差，基礎的厚度相差很大，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基礎打掉，將荷載傳至柱基礎上，根據地質報告以及南側20m處高爐基礎的基坑開挖情況可知，施工區域各土層的含水量較大，接近于飽和狀態，且處在雨季施工。鑒于以上種種不利情況，新料倉基礎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。
　　地質勘探報告表明，廠區場地為人工填土及第四系沖洪積地層。舊料倉基礎支承在粉質粘土層。其地質構造情況為：
　　雜填土：灰褐色，由爐渣、建筑垃圾構成，松散。
　　粉質粘土：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、夾粉質粘土薄層。含水量29.1%，飽和度75.4%至100%。
　　粉細砂：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的承載力和基礎邊坡穩定，以及柱基不發生大的沉降，是保證舊料倉正常生產和新料倉按期開工的關鍵。對舊料倉基礎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、經濟等各方面的綜合分析，我公司提出了綜合支托技術方案：即采用雙排鋼筋砼灌注樁綜合支托、護坡新概念，在基礎外緣布置一排D600樁，每個基礎外側3根，樁長10m。基礎兩側各布置一根D900的大直徑人工挖孔灌注樁，從基礎的旁邊掏下去，支托基礎，再在基礎上部沿柱列做通長扁梁，將外排樁與內排樁連成一體共同受力。此方案費用為30萬元。
　　經過甲方、設計、施工單位共同對以上方案的分析比較，認為我公司制定的方案最為合理。其主要優點為：
　　費用低。與方案1，節省費用100萬元左右，與方案2比較節省費用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沉降以及土體連帶基礎的水平位移。以往許多失敗的教訓證明，當新舊基礎高差較大、荷載較大時，在基礎外采用土層錨桿護坡樁，或僅在基礎外緣進行單排樁托換，都是不安全的。本方案內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上部的扁梁與內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，增強護坡結構的側向剛度及整體穩定性，實現對基礎的可靠加固。
　　加固工程的設計與施工
　　我們在進行方案設計時，十分慎重地進行了反復研究，多方案對比，特別研究了有關資料介紹國內外加固工程失敗的教訓，制定了科學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研究院地基基礎研究所的雙排護坡樁的試驗與計算結果。
　　將前后兩排樁與樁頂承臺看作一個底端嵌固的剛架結構，樁頂端點視為剛結點，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生轉角。
　　本工程采用的是600,900兩種直徑樁，配筋均為16￠20.每根柱基礎下兩根樁，外排三根樁與承臺形成整體，支托舊基礎。內排樁底標高-8.5m，外排樁底標高-12m。
　　內排樁，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，先挖出基礎加固范圍內土方，鑿出基礎鋼筋并進行基礎上表面鑿毛、鉆孔，采用斜筋硫磺砂漿錨固方法，把新老基礎連成整體，使樁承臺形成一個包裹在老基礎外圍的殼形基礎。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該連續進行，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。
　　結束語
　　雙排灌注樁綜合托換技術，解決了基礎加固托換、護坡兩大難題。中國建筑科學研究院地基基礎研究所的實驗、計算結果及工程先例表明：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%。由于雙排樁整體風度大，水平位移明顯減小，同時樁的內力也有所下降。本工程兩年后的測量結果表明最大沉降5mm，最大水平位移8mm，達到理想的效果。現在的新料倉已投產使用。綜合托換技術不僅解決了生產與施工的矛盾，還給今后同類工程的加固護坡提供了成功的經驗。
　　值得注意的是：托換技術是一種建筑技術難度大，責任性較強的特殊施工方法。應用托換技術需要豐富的經驗，因為它可能危及生命及財產安全，必須由設計和施工都具有豐富實踐經驗的技術人員來參加這項工作。在實踐過程中必須加強科學化管理，特別加強施工監測工作，監測工作包括：建筑物的沉降，傾斜和裂縫觀測，地面沉降。并認真作好工程實錄。實踐證明：使用任何托換技術的方法而不允許沉降是不可能的，因此，在使用這項技術時，必須十分慎重，一定要根據工程具體條件確定最佳方案。