• 2.2 托换桩施工： • 测量放样确定托换桩中心位置,进行托换桩施工, 托换桩
采用人工挖孔桩，护壁厚150mm，每节开挖深度1米。 根据两桩与被托换桩间距离，根据设计要求，桩钢筋 需伸入托换梁内1m，但预顶时，托换梁与承台（托换 桩）间不得有连接，所以桩钢筋下料长度只能到托换 梁底，待托换梁施工时预埋上部钢筋，与桩钢筋对应 绑扎，预顶完成后进行焊接。其中还需考虑钢筋焊接 接头不能在同一连接区段。
• 注射锚固剂：锚固剂采用“喜利得”双组分胶，利用专 业注射枪，将锚固剂注入钻孔内。
• 植筋：将Φ25钢筋螺旋形插入钻孔内，植入长度为15d， 沿梁高方向每隔300mm，植入钢筋一圈，每圈6根钢筋， 平均分布。并与6根Φ22竖向钢筋及Φ12箍筋绑扎形成整 体。如下图
图14 原桩的凿毛和植筋
• 2.5 托换梁钢筋笼绑扎： • 为便于后期凿除托换梁垫层，在托换梁钢筋绑扎（最
强度达到100%后，掏出预顶空间内砂子，在每个承台 上成三角形放入事先准备好的钢垫块，初步打紧钢楔 块，在预埋钢板上放入千斤顶。
采用带自锁装置的千斤顶。 千斤顶组合形必须与桩形心 重合。
• 2.8 封桩施工： • 待千斤顶顶升达到设计顶升力，各项变形稳定后，打
紧钢管垫块，千斤顶开始逐步卸力，加强变形观测， 若出现沉降，千斤顶重新加载，继续打入钢管垫块， 直到千斤顶完全卸载，各项变形稳定。为防止钢楔块 之间相对滑动，将每个钢垫块上两对称楔块焊接（点 焊），用C35微膨胀混凝土浇注预顶空间。
桩基托换技术
目录
• 第一部分：桩基础托换理论介绍
• 第二部分：根据具体工程实例进行桩基 托换施工技术 讲解
一、桩基托换技术概述
• 基础托换是指对既有建筑物的基础进行加固和更换， 以改善基础工作状态的工程技术措施。基础需要托换 的原因通常是由于基础承载力或变形不能满足使用要 求。例如地下水位下降引起建筑物下沉，原有基础的 腐蚀或损坏等，都需要进行基础托换。另外在现有建 筑物之下进行隧道或其它地下建筑物施工，为了保证 建筑物的安全和正常使用功能，也需要进行基础托换。
• 预顶承台混凝土浇注完成后，预顶空间范围内填砂 到托换梁底，并施工梁底垫层。
图9 人工挖孔桩
人工挖孔桩
图10 托换承台
托换承台
• 2.4 原桩凿毛及植筋：
• 为使被托换桩与托换梁间结合好，凿毛采用锯齿性凿毛。
• 被托换桩与托换梁的连接采用植筋，本工程植筋施工步 骤如下：
• 钻孔：根据植入钢筋位置用冲击钻钻孔，钻孔直径 32mm。钻孔完毕后，用清孔气筒及毛刷将钻孔内灰尘 清理干净。
第三步 再托换新桩顶上方一定位置施工现 浇一根混凝土预应力托换大梁，梁高2.2m、 宽3.2m；
第四步在新桩桩帽和托换大梁之间安置千 斤顶，利用千斤顶对托换大梁进行多级加 载至1~1.2倍的托换轴力，并控制在顶升 2mm以内，目的是使新桩在短时间内完成 沉降并可初步检验梁柱节点强度。当新桩 完成沉降后，逐步卸载至40%左右托换轴力， 顶升力及卸载终止根据实施监测数据信息 可作调整
托换完成
二、桩基托换的一般步骤
• 1)施工准备。 • 2)设立临时支撑。 • 3)托换结构施工。
托换结构通常有侧向保护式和底托式两种结构型式。 这两种结构型式的组合应用亦较为常见。 当需要采取临时支撑结构时，需要进行二次托换。
•4)荷载转移:按照荷载转移方式不同可以分为主动托换和被 动托换。
• 1、主动托换。采用设置在新基础(通常为新桩)与托换结构 (如门式结构的托换大梁)之间的机械装置(如千斤顶)主动顶 升，将建筑物荷载从原基础转移到新基础上。主动托换顶升 装置的作用可以使托换过程中上部结构的变形得到控制，同 时，在新桩与托换结构固结之前，利用上部结构的荷载对新 桩进行预压，使新桩具有静压桩的特点，消除了大部分沉降， 使托换后上部结构的沉降很小。主动顶升和切除原基础可以 分级分步进行，实际上是主动与被动托换交替进行。
• 2. 桩基托换施工工艺 • 基坑开挖→施工托换桩（人工挖孔桩）及预顶承台→
在被托换桩上植筋、进行界面处理→绑扎托换梁钢筋 →浇注托换梁→预顶→浇注托换桩和托换梁之间的微 膨胀混凝土→截桩→开挖桩基托换基坑→施工主体结 构及防水→回填。 • 2.1 基坑开挖： • 新增托换梁梁底距原地面约3.5m左右，首先将基坑放 坡开挖到托换梁底，放坡比例为1：1，采用网喷支护。
• 基础托换的力学机理: • 将既有建筑物的部分或整体荷载经由托换结构传至基
础持力层。但由于地基条件的复杂性、基础型式的不 同、地基与基础相互作用以及托换原因和要求的差别 等，复杂条件下的基础托换技术实际上是一项多学科 技术高度综合、难度大、费用高、责任性强的特殊工 程技术，需要结构工程师和岩土工程师的密切协作， 还要求采取严密的监测反馈措施，实现施工过程的信 息化。
• 主动托换的缺点是托换操作复杂、造价高、时间长， 同时对施工监测提出了很高的要求，适用于荷载大， 上部结构变形要求严的情况下。
桩基主动托换步骤演示
地下室三层
第一步 在隧道两侧，各施工一
根托换新桩，直径为2.0m，
深25m的人工挖孔桩，施工桩顶 扩大帽梁
第二步 在被托换柱与设计的托换大梁结合 部加工企口槽，植入钢筋，采用（企口+钢 筋+双向预应力）梁柱节点型式，将被托换 柱“包死固接”；
• 2.9 截桩施工： • 截桩位置为梁底下0.5m。先沿桩周开一条深100mm
宽200mm 的断口，在此过程中钢筋不断，每次切断口 的深度不得超过100mm，且应遵循由外向内、层层剥 离的原则，断桩的断口高度应在300-500mm范围内。 • 3. 施工监测 • 在托换或顶升过程中对托换梁上部原桩的位移、沉降 和托换新桩的沉降情况、托换梁的变形进行严密监测。
结构柱
托换大梁
桩帽
齿 槽
区
主
间
动
隧
托
道
换
桩
桩帽
1
主
2
主动 动托
托换 换桩桩
3
第五步 然后
逐步截桩， 被托换柱的 轴力逐步转 换到新桩上
• 被动托换。在托换结构施工完成后，直接将被托换基 础与结构分离，完成荷载从被托换基础到新基础的转 换。一般截桩应分步进行。被动托换的优点是操作简 单、工期短，造价较低。但托换造成的上部结构变形 无法进行人为控制，通常较大。因此，被动托换适用 于荷载较小，上部结构变形要求不严的情况。
桩基被动托换步骤演示
被托换柱
托换大梁
被动托换是托换建筑物托换
齿 槽
荷载小、变形控制要求不甚严ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，
依靠托换结构自身的截面刚度，
可以在托换结构完成后即将托换
被
被
桩切除，直接将上部荷载通过托 换梁（板）传递到新桩，而不采 取其它调节变形的措施。托换后
动
区被 间托
托
换 隧桩
换
道
动 托 换
既有建筑物及托换结构的变形不
群
桩
群 桩
能再进行调节，上部建筑物的沉
降由托换结构承受变形的能力控
制，变形控制为被动适应。
第二部分 工程运用
• 1. 工程概况 • 成都地铁1号线火车南站～南三环路区间左线全长798.848m，右线
全长798.099m。区间隧道下穿人民南路南高架桥，为单柱单桩基 础，F2-1桩基为人工挖孔摩擦型桩，桩径1.8m，桩长约28 m，承 载力设计值7000kN。受隧道结构施工影响，需对F2-1桩基进行托 换处理，采用2根直径1.5m人工挖孔桩和截面3.5×2.5m的托换梁 进行主动托换处理. 托换梁和被托换桩之间采用界面处理剂及植筋 的方式进行连接，待托换梁混凝土强度达到设计强度后，在托换 桩预顶承台上安放千斤顶施加预顶力，预顶完成且全面观测沉降 变形稳定后，截断被托换桩。
• 3、对原桩与托换梁间的相对位移关系，是通过在原桩 与托换梁间安装百分表来完成的，监测各阶段施工过 程中原桩与托换梁间位移变化关系。
• 4、对托换桩（承台）变形监测，是通过在托换桩（承 台）上部布设百分表来完成的，本工程在每个托换承 台上各布置百分表一个。百分表另一端固定在托换体 系外稳定的刚体上。主要监测顶升过程中，托换桩 （承台）的下沉量。
• 1、对被托换的结构物及其邻近结构物的沉降观测，是 通过沉降观测点的高程测量来实施的，这些沉降观测 点的布置在匝道桥被托换桩对应墩位桥面及相邻墩位 桥面的角点、中点及转角处；桥梁伸缩缝的任意一侧。
• 2、对托换梁变形监测，是通过在梁体上部布设百分表 来完成的，本工程沿托换梁纵向轴线，在托换梁两端 及中部共布置百分表四个。百分表另一端固定在托换 体系外稳定的刚体上。主要监测顶升过程中托换梁的 上抬量及托换梁的挠度变形。
好为垫层施工时），在梁底铺设一层塑料布或其他隔 离材料。梁底与预顶承台预埋钢板对应位置预埋同样 的钢板。
• 2.6 界面处理及混凝土浇注： • 托换梁混凝土浇注前涂刷界面处理剂。 • 混凝土浇注采用分层浇注，每层高度不宜超过50cm，
振捣工必须下入梁内对梁底部混凝土进行振捣。 • 2.7 托换顶升施工： • 顶升为整个托换体系中的关键工序，待托换梁混凝土
• 2.3 承台施工： • 凿除桩顶浮浆及浮渣，开挖承台，本工程承台（包括
预顶承台和预顶空间）高度为1.9m，采用砖砌外模， 根据规范要求，桩需伸入承台内5cm。预顶承台高度 1m，在每个预顶承台上各预埋2块500*500*20钢板 （为保证钢板下部混凝土浇注密实，在每块钢板上预 留出气孔）放置千斤顶。