减载法在既有房屋改造加固地基中的应用探讨

减载法在既有房屋改造加固地基中的应用探讨

邵坤尧颜志勇

浙江鼎固建筑技术有限公司浙江省杭州市310000

摘要：对既有房屋进行改造是现代建筑行业的重要发展方向。改造过程中，减载法在加固地基中的应用能有效的减小建筑上部荷载压力，降低建筑地基的加固难度。然而，由于部分工程人员对减载法施工原理的把控不到位，加之改造过程中诸多外力的影响，使得减载法的应用效果明显较差。本文阐述了减载法的应用原理，并结合A建筑的具体改造实践，对其在房屋改造中的加固地基的应用进行分析，以期有利于提升其应用水平，推动房屋改造工程的发展。

关键词：减载法；既有建筑；改造；地基加固

近年来，城市化进程的进一步深化使得人们的生活质量明显提高；然而，随着城市人口的逐渐增多，城市居住空间压力越来越大，基于此，对既有房屋进行改造已成为当下建筑工程行业重要的工作内容[1]。在房屋改造过程中，如何系统的减轻上部结构对地基的荷载，促使地基加固科学合理的进行是建筑工程人员不得不思考的重要课题，本文由此展开分析。

1、减载法在房屋改造加固地基中应用的必要性

对既有房屋进行改造是缓解城市居住空间压力的重要手段。在改造过程中，不论是基于产能增加的考虑，还是房屋结构功能用途的改变，其最终的改造结果都得符合国家改造规范中的安全使用要求。实践过程中，房屋改造的过程必然会对建筑上部结构的荷载造成一定影响，使得其对于地基基础的承载要求进一步提高。譬如，在目前的房屋改造工程中，扩大基础截面、锚杆静压桩、坑式静压桩、石灰桩等都是重要的应用方式，这些技术的使用明显使的既有建筑上部的荷载增加；如何合理的规划地基基础设计，提升地基承载能力是所有工程人员需要重点关注的问题。基于此，减载法得以应用和发展。

2、减载法的基本原理及条件

随着房屋改造项目的不断增加，其地基需要加固处理的数量也越来越多。作为目前地基加固处理的重要方式，减载法的科学化应用至关重要。

2.1减载法的基本原理

减载法是既有建筑改造过程中的常用方法，其能有效地改善建筑上部结构对地基的荷载压力。具体而言，在轴心荷载的作用下，房屋地基基础地面处的平均压力值不能超过改造后的地基承载特征值。实践过程中，人们通过（P+Q+Z）/H的方式进行基础底面平均值计算；其中P表示建筑结构自重，Q和Z分别表示土重和上部结构竖向荷载，而H表示基础底面面积。经过这一系统的计算，人们可以实现建筑地面压力值的准确把握，为改造工程的科学化提供保证。

2.2减载法的应用条件

减载法的应用应根据上层结构主体荷载的具体情况进行判断。在既有建筑改造过程中，上部建筑结构形态的变化和地基荷载没有直接关系，若上部改造的实践规模较小，且没有改变基础底面的平均压力值，则地基的基础就不需要进行加固处理；而一旦房屋改造过程中的荷载超过地基承载压力，就必须通过减小基础上土重等其他方式进行地基基础的加固，确保房屋建筑使用的安全性。

另一方面，挖除房屋基础上多余的土层是减载法应用的前提[2]。在房屋改造中，一旦基础上拥有加厚的土层，且允许被挖出的部分超出设计预算，则工程人员可以对房屋的地面进行减载应用设计。譬如，将一层规划为楼面，实现建筑空间结构和使用面积的不断增加。此外，实践过程中，部分房屋结构以框架为主体结构，其基础相对比较独立，并且地面下面没有外墙结构的施工，对于此类既有房屋的改造，应当通过轻质泡沫土的利用，使得基础上被挖除土的空间得以填充，避免了增加挡土墙的施工。有效的节约了施工时间和成本。

3、减载法在既有房屋改在加固地基中的应用

3.1工程概况

A建筑始建于2005年，由于其结构的功能不能满足当下使用条件，故对其进行结构的改在。该建筑的长和宽分别为48米和14.6米，建筑高度为23.60米，分为5层，且室内外存在着0.56米左右的高差。总体建筑面积4633平方米。在改造过程中，工程人员首先对原设计图纸进行分析发现，A建筑的室内地面标高为-4.5米，并且为框架结构，基础相对独立，作为支撑，其基底额标高为-6.70米。在荷载方面，6KN/m2是原设计楼面的最大活荷载，在改造设计中，工程计划将楼面的活荷载标准设置为8kN/m2（如下图）。

图1A建筑平面设计图

3.2A建筑岩土条件

既有房屋改造过程中，对房屋周围的岩土条件进行分析是确保改造设计合理，保证工程搞在后的荷载符合地基应用要求的基础。在A建筑改造过程中，工程人员首先对建筑周围的岩土进行分布结构探索，并明确其具体的物理指标，为改造方案选择提供参考依据。经检测分析，第三土层的黄土状粉质粘土是A房屋地基基底座的基础土质成分。这种土质的重度为18.6KN/m3，并且孔隙率为0.767，在力学上，其承载力可达到150KPa。即在实践过程中，改造后的房屋建筑，当其上部荷载传递到地基时，其单位面积的荷载不得超过图纸的最大承载力。

3.3地基加固方案选择

施工设计中，工程计划改造后的楼面活荷载为8KN/m2。在这个状态下进行建筑结构的标准组合，则设计改造的基底压力为258KPa。在充分考虑地基承载力特征值、基础宽度修正系数、埋置深度修正系数、埋置深度等因素的基础上，将第三土层黄土状粉质粘土进行加深、加宽修正，其可承载的最大负荷为214KPa明显低于漏成的设计应用要求，故而需对其进行地基的加固处理。需要注意的是，伴随着房屋结构上部荷载的增加，当组合方式达到标准值时，其对应基底的压力也在不断增加。并且由于该工程为既有建筑改造，其基底的土层结构难以置换，所以地基的基础承载力不变；为满足承载要求，工程上就必须进行基础底面积的增加，唯有如此，才能保证建筑承载能力的增加，提升其抗震能力，保证建筑安全。实践过程中,A建筑的基础埋置深度达到了6.14m，为使得基础扩截面符合应用要求，保证地基土的承载要求，工程必须对地基基础进行开挖，这就使得工程难度和工程量明显增加。

实践过程中，出于工期造价成本及工期的考虑，工程人员决定采用减载法进行地基的加固。该方式不仅避免了开挖基础扩截面和地基的施工，同时降低了工程的加固难度，符合工程基础埋深大的特征，确保了改造过程操作与效益的相协调。具体而言，其在减载法的基础上，挖除一层地面下一定厚度的土层，使得土重质量明显减轻，在抵消上部荷载增量的同时避免了基底压力的增长。需要注意的是，框架结构的地面下层没有围护墙设施，一旦没有采取必要的物质进行填充，就会使得房屋上部结构与地基基础层之间出现空隙，影响结构使用安全。经过探讨分析，工程最后采用现浇泡沫轻质土进行技术处理。这种土质以水泥、粉煤灰、脱硫石膏、掺合料等材质构成，凝结性较高，在填充后可自行的流平和硬化，使得工程狭小空间的操作简单化。在操作细节上，现浇泡沫土的材质与其密度和强度有着直接关系，在应用过程中，应当注重各种基础材质的合理调配，并且保证填充的厚度符合相关计算标准。在A建筑工程项目中，填充后基底的总压力不得超过设计承载值是其基本的填充原则，最终，工程人员将泥浆泡沫轻质土的填充厚度把控在3.2m以内，并且保证替换原基础土层的泡沫轻质土重度为6KN/M3,有效的保证了工程的承载要求，实现了建筑结构改造过程中国的地基加固。

3.4减载法地基加固应用结果

通过A建筑工程的实践，不难发现，在房屋改造过程中以减载法进行地基加固处理，优势有三。第一，减载法能避免上部结构荷载对基础作用，防止地基基础压力的增加；第二，其能使得整个建筑结构一层以下的位置进一步合理规划，增加建筑使用面积；第三，其置换材料的应用，在保证地基加固的基础上，实现了施工过程的高效化、经济化，适用性广泛。

4、结论

随着房屋改造工程的发展，其地基加固的施工将会越来越普遍。对于工程人员而言，其只有充分把握减载法的基本原理和应用条件，并通过科学的方式计算其应用过程中的设计参数，才能保证地基加固的施工质量，从而推动改造工程的发展。

参考文献：

[1]董鹏.高压旋喷注浆法在既有房屋地基处理中的应用[J].工程建设与设计,2016(1):44-47.

[2]蒋志军,柯技,李晓岑,等.既有建筑地基基础新型加固方法研究[J].四川建筑,2016,36(2):123-124.