第六讲 托换技术
论建筑工程的基础托换施工技术
论建筑工程的基础托换施工技术建筑工程的基础托换施工技术主要适用于原结构独立柱基础埋深较浅，希望保留原建筑形态，欲增加建筑面积和建筑功能的工程。
基础托换施工技术较复杂，笔者通过实际案例重点分析基础托换技术的施工工艺原理和施工流程及要点。
为相关人士提供参考。
标签：建筑工程；基础托换；施工技术0工程概括某省市某建筑工程的占地面积约4400㎡，结构独立柱共有二十四个，原柱砼强度等级仪为140号，相当于现在的C15，结构顶距基底高达21m，结构整体稳定因素差，施工风险很大。
采用本工法，共施工挖孔桩48个，承台梁136.5m，加固柱24个，用无振动法破除柱基24个，地下室挖土分三段，成功地应用了“分段土方开挖和底板结构锁定框架”的方案。
l特点及适用范围由于各种各样的因素，越来越多的建筑或古建筑物需要增加建筑面积或建筑功能。
如果原结构独立柱基础埋深比较浅，可以采用基础托换技术，增加一层地下室解决上述问题。
采取基础托换技术前提是仍然保留原建筑地上的造型，向地下加层，这种技术技术难度系数大，工期长，适用于独立柱基埋深较浅且要求不改变建筑造型而又想增添地下室的建筑工程。
2施工工艺原理基础托换技术方案通常是两桩抬一柱，在柱两做人工挖孔桩，存桩顶做承台粱，将原结构柱包于梁内，使之与梁成为一体让上部荷载通过承台粱部分化于筏基，部分传于桩（图1）。
图1基础托换的传力原理人工挖孔桩和承台梁后，桩、柱、梁成为一体，上部荷载通过梁再传到桩上。
然后再挖土做地下室筏基底板，完成后上部荷载大部分传给筏基，部分传给桩，故完成全部托换工作后就可以开始对地下室进行施工，施工时桩的上半部分为柱，下半部分仍然为桩。
3施工流程及要点3.1施工挖孔桩（1）桩身对应于地梁部位要预埋钢板箍，这是因为地下室是筏基，挖孔桩通过地基梁与筏板相连，到地下室底板开始施工时与底板梁连接。
（2）施工后期人工挖孔桩的上半部分变为地下室的框架桩，因此要在上部桩护壁与桩砼间设置隔离层，方便装修时剔除护壁。
桩基托换安全技术（三篇）
桩基托换安全技术在我国大城市繁华地区施工的许多地下工程，常常被高楼大厦的桩基拦住去路，故桩基托换应运而生。
由于桩基托换的施工技术性强、危险性大，因此要制定安全技术，使托换工作有一个安全、顺利的过程。
一、桩基托换施工安全前提认真执行国家有关安全生产和劳动保护法律、法规，建立安全生产责任制，进行安全教育和宣传，落实各项安全防护工作。
开工前做好各级安全交底工作，组织员工重新学习认真执行安全操作规程，建立安全值班制度和安全检查制度。
临边设置安全护栏和危险标志牌，在主要出入口搭设安全通道，确保行人安全。
各种施工机械进场须经过检查，经检查合格后才能投入使用；施工机械操作人员必须建立机组责任制，并依照有关要求持证上岗，禁止无证人员操作。
按《施工现场临时用电安全技术规定》(JGJ46—xx)布置施工现场临时用电安全技术。
教育员工要安全用电，严禁乱拖乱拉，非电工不得从事电器作业，防止发生触电事故。
二、桩基托换安全的技术保证措施桩位放样必须准确，切记不能将新桩进入隧道影响线内。
保证新桩基的垂直度，必须控制在0.5％范围内，人工挖孔桩、钻孔桩必须设专人检查垂直度，人工挖孔桩每节护壁进行校对，正确后方可施工下一护壁，钻孔桩采用导下器和加重钻杆进行成孔。
由于托换新桩一般紧邻既有建筑物桩，且新桩底位于既有桩底以下2～6m不等，新桩施工将造成既有桩底以下基岩侧面临空，影响既有桩的安全使用，故托换新桩成孔过程中需要加强护壁结构和增加必要的超前临时支护结构。
保证桩身质量，因为桩身质量直接影响到桩托换结构的安全，严格把好人工挖孔桩和钻孔桩混凝土灌注关。
人工挖孔桩桩底需要清洗干净，钻孔桩清孔必须干净控制沉渣≤5cm，确保桩底质量。
托换梁与被托换柱(桩)节点的混凝土齿槽在涂刷粘结材料、浇注混凝土前不能有疏松混凝土、浮土等。
托换粱与承台底接触面应保证混凝土浇捣密实。
预应力张拉严格按施工技术规范进行，张拉时应对托换梁进行严格的变形监控。
施工前对被托换柱实际轴力进行测试，验证估算轴力，并确定千斤顶施工顶力的分级荷载。
第6章 托换法
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第一节 托换法及其分类 一、托换法分类
托换法可根据托换的性质、目的、方法和时间等进 行分类。
1.按托换性质分类
（1）既有建筑物地基设计不符合要求；
（2）既有建筑物增层、扩建或改建；
（3）邻近修建地下工程、新建工程或深基坑开挖 等。
2020/3/21Fra bibliotek3第一节 托换法及其分类 一、托换法分类
2.按托换目的分类
第六章 托换法
第一节 托换法及其分类 第二节 桩式托换法 第三节 灌浆托换法 第四节 基础加固法
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第一节 托换法及其分类
托换法：是对既有建筑物的地基和
基础进行处理和加固，或在既有建筑物 基础下需要修建地下工程，以及因邻近 新建工程而影响既有建筑物安全等问题 的处理方法的总称。
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（2）灌浆托换：采用气压或液压将各种有机或无 机化学浆液注入地基土中，使地基固化，起到提高 地基土承载力，消除湿陷性或防渗堵漏等作用。适 用于既有建筑物的地基处理，加固体强度高，但材 料价格高，一般浅层加固采用，加固深度3~5m。
①水泥灌浆法；②硅化法；③碱液灌浆法。
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第一节 托换法及其分类 一、托换法分类
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第一节 托换法及其分类 二、托换技术准备
4.制定托换设计和施工方案
（1）托换设计：包括基础本身的设计，支撑 系统设计（临时性支撑和永久性支撑），施工 设计。
（2）施工方案设计：包括施工程序、机具设 备选择、施工方法、施工组织计划和安全技术 措施等。
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第一节 托换法及其分类 二、托换技术准备
5.技术监测
托换时应加强施工监测和竣工后沉降观测，并做好 工程实录，用来指导施工和及时调整托换方法。
基础托换
基础托换托换技术（Underpinning）是一种建筑技术难度较大，费用较高、工期较长和增人性特殊施工方法。
根据托换的目的不同，可分为补救性托换、预防性脱货和补救性托换三种不同的形式。
补救性托换技术常用于解决既有建筑地基基础承载力不足或针对原结构基础沉降变形控制而实施的加固技术。
预防性托换多用于已知后续施工将对既有建筑产生的不利影响而预先进行基础加固的工程技术措施。
保护性托换则多用于对文物类建筑等进行保护托换的情况。
根据托换原理的不同，基础托换又分为主动托换和被动托换两种形式。
主动托换是当需托换的托换荷载较大、变形控制要求严格时所采用的托换方式，主动托换通过主动方式的变形调节来满足既有建筑结构的变形要求。
即在截桩以前在托换新桩和托梁间布置千斤顶等加载设备，通过分级加载制度使被托换的桩在千斤顶力的作用下，和托换大梁一起上抬，此过程成为预顶升过程，这一过程能够最大限度的避免托梁刚度不足造成的既有建筑结构发生过大的沉降；通过预顶升过程可以加速托换新桩的下沉，消除新桩的部分沉降和托换结构的变形，从而使托换桩和结构的变形处于控制允许的范围内。
主动托换对变形控制的主动性，使工程可对变形进行事前控制。
主动托换施工步骤被动托换是当托换建筑物荷载较小、变形控制要求不严格时采用的托换方式，采用这一方式进行施工时，在托换完成时即可进行截桩，被托换桩所承受的上部荷载通过托换梁传递到新桩上，从而完成托换工使被托换的桩在千斤顶力的作用下，和托换大梁一起上抬，此过程成为预顶升过程，这一过程能够最大限度的避免托梁刚度不足造成的既有建筑结构发生过大的沉降；通过预顶升过程可以加速托换新桩的下沉，消除新桩的部分沉降和托换结构的变形，从而使托换桩和结构的变形处于控制允许的范围内。
主动托换对变形控制的主动性，使工程可对变形进行事前控制。
主动托换施工步骤被动托换是当托换建筑物荷载较小、变形控制要求不严格时采用的托换方式，采用这一方式进行施工时，在托换完成时即可进行截桩，被托换桩所承受的上部荷载通过托换梁传递到新桩上，从而完成托换工程。
基础托换施工技术
6.7 基础托换施工技术6.7.1 基础托换的概念与特点1.背景与概念●地铁施工中总会遇到整个隧道或部分隧道要从现有建筑物下面穿过的情况。
●地铁下穿施工必然会使临近及上部建筑物的基础产生水平或垂直位移，直接影响到邻近既有建筑物的安全。
●基础托换就是采用地基处理或加固等措施提高建筑物基础的承载力，保证建筑物安全的方法。
●目前基础托换技术已得到飞跃发展，并在地铁施工中得到了广泛应用。
2.托换技术的类型(1)补救性托换 指建筑物地基承载力不足时进行的地基处理或加固。
(2)预防性托换 指当地下工程穿越既有建筑物地下基础时，或因二者相靠太近，采取的基础托换。
补救性托换(3)维持性托换 指在新建的建筑物基础上预先设计好可顶升的措施，以备以后可能需进行的基础托换。
●与地下铁道施工有关的是第二种即预防性托换。
预防性托换：侧向托换3.基础托换技术要点①根据工程实际需要选定加固或托换方案②当地铁下穿建筑物基础时，建筑物荷载应传递到托换基础上。
③托换范围往往由小到大，逐步扩大。
④托换施工前，要先对被托换建筑物的安全予以论证。
⑤在整个托换施工过程中必须布置严密的监测工作。
6.7.2 主要基础托换技术1.坑式托换技术一种通过侧向垂直导坑方式开挖建筑物基础底部土体，而后浇筑混凝土代替原有土质地基的托换方法。
●沿既有建筑物基础靠近地铁隧道的一侧，在外墙边开挖垂直导坑坑井；●将竖向导坑朝横向扩展到基础下面，并继续往下开挖到要求的持力层标高；●用混凝土快速浇筑已开挖的坑体；●施工时按跳挖方法，分段分批进行开挖和浇筑，直至全部托换基础工作完成。
1.坑式托换技术(2)适用范围●易于开挖的土层；●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；●托换深度不大；●建筑物的基础最好是条形基础，亦即在该基础下进行局部范围开挖时所产生的影响可由条形基础其它地段所分担。
●托换工作应从建筑物向下传递荷载最大的部位(一般是横墙与外墙的接头部位)开始。
砖混结构建筑墙体托换设计与施工技术
砖混结构建筑墙体托换设计与施工技术改变建筑使用功能以及增加建筑室内使用空间，是现阶段旧房改造面对的主要问题。
为在真正意义上实现对上述需求的满足，大部分建筑工程会采用拆除承重墙的方式。
砖混结构则需要利用可靠的墙体托换技术，满足上述工程改造的目标。
在改建工作完成后，建筑的安全性以及可靠度不会受到破坏。
这可充分说明墙体托换设计起到的重要作用与价值。
需要在客观认识其优势与不足的基础上，对其进行科学使用。
一、墙体托换技术的内涵与特征1.墙体托换技术特点砖混结构建筑承重墙托换技术的主要特点是通过增设托换内框架的方法,将建筑原有的单纯砖混结构体系改变成为砖混一内框架结构组合体系,使主体结构的传力途径改变,最终达到拆除被托换墙体的目的。
由于建筑结构体系的变化,主体结构的荷载传递从原有的楼面、墙体、条形基础的面均布和线均布荷载传递改变成为楼面、托换框架一独立基础的面均布、线均布和集中荷载传递。
因此,在改造加固设计中,校核原地基和基础的承载力、设置安全合理的托换框架是该设计工作重点。
建筑主体结构的刚度，因为墙体拆除被不断削弱，所以必须在设计过程中实现对主体结构整体刚度的充分调整，并在处理新增内框架与保留墙体连接的基础上提升建筑整体抗震性能，这对建筑整体质量与水平的提升都有积极意义。
2.设计细节与思路在计算砖混结构建筑承重墙托换时，需要涉及到多方面内容，主要包括建筑墙体拆除管理方案、建筑主体结构改错前后的受力简图，以及相应模型的计算与校核工作。
在分析改造中，同样要给予内力变化、荷载转移以及构建工作性质应有的重视程度，实现对结构整体抗震性能的全面熟悉与掌握。
设计方案同样需要确定结构加固区域范围，砖混结构建筑承重墙托换设计与基础改造设计以及托换框架设计工作之间存在密不可分的联系，与加固方案设计之间同样存在直接关联。
托换柱配筋与构造设计、托换框架节点设计以及构造连接设计等，都在托换框架设计的涵盖范围之内，必须在综合考虑多方面内容的基础上，实现对方案加固的科学设计，并发挥其辅助作用实现对主体结构刚度以及抗震性能的进一步提升。
解析地铁工程建筑物基础托换技术于洋
解析地铁工程建筑物基础托换技术于洋发布时间：2021-10-14T08:39:18.678Z 来源：《基层建设》2021年第16期作者：于洋[导读] 随着地铁工程的完善，常面临穿越建筑地下结构，借助于基础托换技术，可提高地面荷载能力。
中铁上海工程局集团有限公司城市轨道交通工程分公司上海 200000摘要：随着地铁工程的完善，常面临穿越建筑地下结构，借助于基础托换技术，可提高地面荷载能力。
基于此，本文先对基础托换技术进行分析，并详细研究了基础托换技术的应用，以深圳地铁项目为例讨论托换技术的应用。
以期在地铁工程中灵活使用基础托换技术，提高附近建筑物的稳定性，保证地铁工程的安全可靠性。
关键词：地铁工程；建筑物；基础托换技术引言：基础托换技术是地铁施工中较为常见的技术，通过增加基础工程替换部分或全部建筑物的部分基础，和原有基础结构共同荷载，从而达到良好的沉降控制效果。
在地铁施工中应用基础托换技术能够对重要建筑结构进行保护，基础托换结构受力稳定，能够有效解决隧道或基坑沉降问题，将沉降程度控制在几毫米之内，更加安全稳妥。
因此针对基础托换技术的研究，更有利于提高地铁工程整体安全稳定性。
一、基础托换技术分析（一）主动托换技术主动托换技术是在建筑物结构托换负荷相对大，对于变形控制较为严格的情况下，主动调节变形，从而满足变形要求。
在切除托换桩前对托换结构和新桩施加负荷，受到顶力作用托换柱随梁上升，从而克服托换梁刚度的不足引发建筑结构沉降的问题。
借助于预加载对托换结构和新桩变形抵消，让托换桩和结构变形得到有效控制。
主动托换可主动控制变形，更容易控制建筑结构的变量，控制建筑上部荷载，充分保障施工环境的稳定性和安全性。
在置换托换体系时，需要严格控制荷载传导体系，保证建筑结构形成长期稳定体系，能够有效控制变形。
根据托换桩性质和托换梁技术，正确控制托换体系是前提条件，使用主动托换技术让建筑结构荷载转入托换梁内，抵消变形应力。
基础托换
精心整理基础托换托换技术（Underpinning）是一种建筑技术难度较大，费用较高、工期较长和增人性特殊施工方法。
根据托换的目的不同，可分为补救性托换、预防性脱货和补救性托换三种不同的形式。
补救性托换技术常用于解决既有建筑地基基础承载力不足或针对原结构基础沉降变形的主动性，使工程可对变形进行事前控制。
主动托换施工步骤被动托换是当托换建筑物荷载较小、变形控制要求不严格时采用的托换方式，采用这一方式进行施工时，在托换完成时即可进行截桩，被托换桩所承受的上部荷载通过托换梁传递到新桩上，从而完成托换工使被托换的桩在千斤顶力的作用下，和托换大梁一起上抬，此过程成为预顶升过程，这一过程能够最大限度的避免托梁刚度不足造成的既有建筑结构发生过大的沉降；通过预顶升过程可以加速托换新桩的下沉，消除新桩的部分沉降和托换结构的变形，从而使托换桩和结构的变形处于控制允许的范围内。
主动托换对变形控制的主动性，使工程可对变形进行事前控制。
导致建筑物开裂倾斜的重要原因。
这时，一般采用基础扩大的托换。
通常采用加混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积。
图基础扩大托换的施工工序一般为：1)开挖，根据要求1.5~2.0m长度分段错开时间开挖；2)凿毛墙基；3)配置混凝土；4)灌注混凝土或钢筋混凝土；5)基础扩大部分和原基础、墙身链接；6)质量检测。
7)图从基础的中预留或者开凿的压桩孔内逐段压入土中，再将桩与基础连接在一起，卸除反力架千斤顶，该桩便能承受荷载，从而减少基础下地基所受的部分压力，阻止建筑物的不均匀沉降，从而达到提供基础承载力和控制沉降目的。
锚杆静压桩的优点1、保证工程质量锚杆静压桩的传荷和受力性能非常明确，在施工中可直接测得实际压桩力和桩的入土深度，便于对施工质量的监测。
2、施工条件要求低3、对既有倾斜建筑物可实现可控纠倾锚杆静压桩压桩施工设备轻便、简单、移动灵活，操作方便，可以在狭小的空4、图一种小直径就地灌注钢筋混凝土的钻孔桩，其直径通常为100~250mm，有时也采用300mm的，其长度一般为6~20m，国外最大达30m。
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图19-8 树根桩托换工程
适用范围 (Applicable conditions)
易于开挖，无地下水或降低地下水较方便，托换深度 较小，最好为条基
6.3 墩式/坑式托换
优缺点 (Merit and demerit)
优点：费用低，施工简便 缺点：工期较长
施工步骤 (Construction procedure)
开挖竖坑：深于原基底1.5 m左右，宽0.8 m左右 扩挖基底：开挖到要求的持力层 浇注混凝土 分段施工
图19-1
图19-2
图19-3
改变基础型式 (Modify footing type)
柔性基础改为刚性基础 (图19-4) 钢筋混凝土单杯形基础扩大为双柱形基础 单独基础改为条形基础 条形基础改为十字交叉、片筏或箱形基础 (图19-4)
图19-4
underpinning
为新修建建筑物而将邻近旧建筑物的基础加深
维持性托换 (Maintaining underpinning)
在新建工程的基础下，预先设置顶升的措施，以适应今
后地基沉降进行调整的需要
补救性托换技术
6.2 Footing widening underpinning
旧房基础产生裂缝或基底面积需加大时 采用混凝土或钢筋混凝土套
第六讲 托换技术
托换技术的原理 基础加宽托换
墩式托换/坑式托换
桩式托换
6.1 托换技术的原理托换技术
6.1 Principle of underpinning
补救性托换 (Remedial underpinning)
已有建筑物基础不符合要求，需加深或加宽的托换
预防性托换 (Preventing underpinning)
图19-6
6.4 桩式托换(Piling)
梁式静压桩托换 Beam silent piling underpinning 锚杆静压桩托换
Anchor silent piling underpinning
图19-16 梁式静压桩
1－桩 2－方孔 3－锚杆 4－反力架 5－千斤顶 6－滑轮
图19-13 锚杆静压桩托换
灌注桩托换 Cast-in-place piling underpinning
有沉桩设备所需的净空条件 类型：螺旋钻孔、潜水钻孔、人工挖孔灌注桩 需在桩顶现浇托梁
树根桩托换 (Root pile)
适用范围：旧房修复和加层、古建筑整修、地铁穿 越、桥梁工程等各类地基的处理与基础加固
基础与树根桩的连接
加宽形式 (widening types) 单面和双面 (图19-1～19-3) 加宽尺寸
采用混凝土套，每边可加宽200～300 mm 采用钢筋混凝土套，每边可加宽300 mm以上
6.2 基础加宽托换
注意事项
新老混凝土连接：凿毛并插入若干钢筋；涂混凝土界面剂 铺设垫层：与原有基础一致 分批、分段、间隔施工：条形基础按1.5～2.0 m长分段