某職工醫(yī)院樓地基調(diào)查和加固及治理

方向明

1 工程概況

某職工醫(yī)院樓為4層,東西向展布,磚混結(jié)構(gòu),長(zhǎng)約為40 m,最寬處為12 m,采用條形基礎(chǔ),天然地基,基礎(chǔ)寬度為1.20 m～1.40 m,最寬處為1.93 m,基礎(chǔ)埋深為 1.5 m(室外地坪以下),建成后正常使用16年以后,發(fā)現(xiàn)建筑物東半部墻體、樓梯、挑梁等處產(chǎn)生較多裂縫,且發(fā)展速度較快,嚴(yán)重影響正常使用。

為了準(zhǔn)確了解建筑物產(chǎn)生裂縫的原因,針對(duì)性采用了鉆探及探井相配合、室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查相結(jié)合的工作方法確定地基現(xiàn)狀。

場(chǎng)地表層均分布松散的填土,以素填土為主,一般厚度小于1.5 m,局部地段厚度為 3.3 m。

其下為作為基礎(chǔ)持力層的②黃土狀粉質(zhì)黏土夾粉土,黃褐色,含炭末,植物根,褐色土塊,蟲孔蟲屎,針狀孔隙,為濕陷性黃土,為新近堆積黃土,由于受浸水影響,含水量差異大,粉土濕～飽和,稍密,粉質(zhì)黏土可塑～軟塑,層厚為2.50 m～4.90 m。

該層下部的③,④黃土狀粉質(zhì)黏土夾粉土,黃褐色～淺棕紅色,粉土稍濕～濕,稍密～中密,粉質(zhì)黏土可塑～硬塑,為濕陷性黃土,受滲水影響較小,層厚各約為3.0 m和5.0 m。

為了解各地基土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo),取土做常規(guī)土工試驗(yàn),將各地基土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分層統(tǒng)計(jì),其主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo)平均值見表1。

表1 地基土主要物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表

2 建筑物墻體開裂原因分析

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查,建筑物東山墻外側(cè),作為主要排水管道的幾個(gè)下水井已經(jīng)堵塞,樓內(nèi)的生活用水無(wú)法及時(shí)排泄出去,同時(shí)根據(jù)東側(cè)開挖情況,此處建筑物主要的排水管已破裂,流出的水均已滲流入地基土中,使地基土含水量增高,建筑物東山墻外側(cè)的探井附近主要基礎(chǔ)持力層②層土的最大含水量為30%,比其他地段同層土含水量平均值高約7個(gè)百分點(diǎn),承載力標(biāo)準(zhǔn)值較低,與其原設(shè)計(jì)值相差較多,承載力嚴(yán)重不足。由于受水浸泡,不僅使地基土產(chǎn)生濕陷性變形,同時(shí)地基土壓縮性增高,壓縮模量變低,該處探井附近的②層土壓縮模量平均值僅為3.0 MPa左右。

綜上所述,造成建筑物墻體開裂的主要原因?yàn)椋航ㄖ飽|側(cè)下水管道堵塞,生產(chǎn)、生活用水浸泡地基,使得地基強(qiáng)度降低,產(chǎn)生較大的濕陷變形及壓縮變形,建筑物縱、橫方向上產(chǎn)生了較大的不均勻沉降所致。

3 加固處理方案

根據(jù)地基現(xiàn)狀調(diào)查及墻體開裂原因分析,采取的加固處理措施如下：1)立即切斷上下水,及時(shí)疏通各排水管道及下水井,斷絕各生產(chǎn)、生活用水繼續(xù)滲漏浸泡地基的途徑,并及時(shí)將東側(cè)下水井及排水管道中的水排放到建筑物范圍之外的下水道中。2)在建筑物外圍貼近基礎(chǔ)處,施工兩排雙灰樁,形成隔水帷幕,杜絕上下水及雨雪水再次滲入并浸泡地基,同時(shí)在房間內(nèi)沿基礎(chǔ)邊緣布置雙灰樁及灰土樁,一方面對(duì)地基土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),提高其承載力;另一方面靠石灰吸取地基土中的水,并膨脹擠密地基土,限制地基土的側(cè)向變形,以達(dá)到增加地基土強(qiáng)度,減少地基的不均勻變形并盡快使地基變形趨于穩(wěn)定,以確保建筑物的安全及穩(wěn)定。3)對(duì)建筑物進(jìn)行加固治理,加強(qiáng)建筑物的上部結(jié)構(gòu)。

4 地基處理及建筑物加固治理

4.1 地基處理

將樓內(nèi)人員和設(shè)備搬出后,切斷上下水,采用雙灰樁和三七灰土樁進(jìn)行地基處理,減少其含水量,提高地基土體強(qiáng)度?；彝翗兜幕彝馏w積配合比為3∶7,雙灰樁材料為生石灰塊、粉煤灰及土,體積比為6∶2∶2,雙灰樁上面采用1.5 m～2.0 m 長(zhǎng)的灰土樁進(jìn)行封蓋。雙灰樁和灰土樁在外圍及走廊樁長(zhǎng)為10 m,在室內(nèi)樁長(zhǎng)為8 m,沿墻兩側(cè)布置。墻內(nèi)側(cè)按一字形布樁,墻外側(cè)采用等邊三角形布樁,樁心距一般為0.8 m左右。樓東部損壞嚴(yán)重均采用雙灰樁,西半部損壞較輕采用灰土樁。成樁直徑小于0.3 m,采用不小于1 200 kg的重錘夯擴(kuò),總樁數(shù)為587根。

對(duì)于外圍及走廊的雙灰樁,1.5 m以上為三七灰土樁,其下為雙灰樁。對(duì)于室內(nèi)的雙灰樁,2 m以上為三七灰土樁,其下為雙灰樁。

樁體夯實(shí)采用夯實(shí)機(jī),夯錘重量不小于1 200 kg,正式填料前,先對(duì)孔底進(jìn)行空夯,落距3 m～5 m,夯擊次數(shù)6擊。然后分層填料夯實(shí),每次填料0.5 m高,夯擊 6錘,提升高度5 m。

施工順序?yàn)橄仁┕菛|半部雙灰樁,后施工樓西半部灰土樁,打樁采用隔排跳打,間隔施工。

4.2 建筑物加固治理

建筑物加固治理主要對(duì)建筑物的上下水管道重新改造,對(duì)已出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行掛網(wǎng)、注漿填縫處理。對(duì)出現(xiàn)裂縫的樓梯、挑梁采用粘鋼加固,并進(jìn)行內(nèi)外粉刷工作。

4.3 沉降觀測(cè)

采用雙灰樁和灰土樁進(jìn)行地基處理和建筑物加固治理以后,對(duì)該樓進(jìn)行了沉降觀測(cè),所使用的儀器為S05級(jí)的蔡司Ni002水準(zhǔn)儀,水準(zhǔn)尺為與其配套的3 m銦瓦水準(zhǔn)尺。

沉降觀測(cè)點(diǎn)沿建筑物四周布設(shè),共布設(shè) 11個(gè)點(diǎn)(見表 2)。沉降觀測(cè)共進(jìn)行了三個(gè)半月,觀測(cè)截止日期為各個(gè)沉降點(diǎn)停止沉降時(shí)止?；旧蠟槊啃瞧谟^測(cè)一次,共觀測(cè)了12次。

表2 沉降觀測(cè)成果表

建筑物沉降分兩個(gè)階段：第一階段為地基處理階段(一個(gè)半月)平均每天的沉降量0.13 mm;第二階段為地基處理后階段(約兩個(gè)月),平均每天的沉降量0.007 mm＜0.01 mm,說(shuō)明建筑物已經(jīng)趨于穩(wěn)定,符合洛陽(yáng)地區(qū)房屋沉降穩(wěn)定性指標(biāo)(日均沉降量小于0.01 mm),結(jié)合后期最后三周的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看,各沉降觀測(cè)點(diǎn)的沉降都已基本停止。

5 結(jié)語(yǔ)

1)建筑物基礎(chǔ)持力層為新近堆積黃土,沉積時(shí)間較短,含水量較低時(shí)強(qiáng)度較高,建成后,在外部條件沒(méi)有改變的情況下正常使用了16年。一旦疏于管理,建筑物東側(cè)下水管道堵塞損壞,使得生產(chǎn)、生活用水浸泡地基,使地基土強(qiáng)度急劇降低,壓縮性增高,產(chǎn)生較大的濕陷變形及壓縮變形,引起建筑物不均勻沉降,無(wú)法正常使用。2)采用了灰土樁和雙灰樁進(jìn)行地基處理是合適的方法,降低了土層的含水量,提高了土體強(qiáng)度,減少并遏止了建筑物的不均勻沉降。對(duì)建筑物的上下水管道重新改造,切斷了滲漏來(lái)源。對(duì)已出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行掛網(wǎng)、注漿填縫處理,對(duì)出現(xiàn)裂縫的樓梯、挑梁采用粘鋼加固,加強(qiáng)了建筑物的上部結(jié)構(gòu)。

建筑物在經(jīng)過(guò)地基處理和建筑物加固治理后,建筑物的沉降得到了很好地控制,整個(gè)建筑物又進(jìn)入穩(wěn)定階段。該建筑物到目前為止又正常使用7年之久,避免了拆除重建,為甲方節(jié)約了較多的資金,取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果。

注：該職工醫(yī)院樓的地基調(diào)查、地基處理設(shè)計(jì)、施工和建筑物加固治理工作由我分院劉景言總工擔(dān)任總負(fù)責(zé),婁榮祥高工擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理,在此一并表示感謝。

[1] 翟育林.注漿混凝土樁加固軟土地基設(shè)計(jì)與施工[J].山西建筑,2008,34(25)：120-121.