建筑施工基礎(chǔ)加固和糾偏

術(shù)毅

摘 要：在建筑施工中經(jīng)常會遇到一些構(gòu)筑物產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象，如不均勻沉降影響了構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全性或使用性能時(shí)，必須對構(gòu)筑物進(jìn)行處置。一般的方法有以下三種：一是拆除返工；二是結(jié)構(gòu)加固；三是進(jìn)行糾偏。在這幾種處置方法中，糾偏的成本偏小且不影響構(gòu)筑物的外觀，本文結(jié)合工程實(shí)況淺談一下地基的加固和糾偏技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地基；加固；糾偏；應(yīng)用；

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-08-00-01

一、工程概況

該工程的結(jié)構(gòu)為四柱式支架，①～②軸軸距為4.5m，A ～B軸軸距為5m。支架高度為18.631m，柱截面為500mm×500mm，混凝土標(biāo)號為C30?；A(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)，無基礎(chǔ)梁，基礎(chǔ)截面為2.5m×2.5m，混凝土標(biāo)號為C30，基礎(chǔ)埋深為-2.6m。該結(jié)構(gòu)完成于2006年9月份，于2007年5月份在①、②軸安裝鋼棧橋一個(gè)月后，支架逐漸發(fā)生不均勻沉降。A軸兩個(gè)基礎(chǔ)沉降了3cm，B-①處基礎(chǔ)沉降了10cm，B-②處基礎(chǔ)沉降了9cm。構(gòu)筑物整體垂直度偏差29cm，使結(jié)構(gòu)附加彎矩，影響了構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全性能并嚴(yán)重影響了該構(gòu)筑物的使用功能。

二、原因分析

在發(fā)現(xiàn)構(gòu)筑物嚴(yán)重傾斜后，首先對構(gòu)筑物進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)柱和梁均未發(fā)現(xiàn)裂縫，這說明該傾斜非結(jié)構(gòu)破壞產(chǎn)生的，只能是基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生的。將回填的2：8灰土挖開后，對基底土質(zhì)進(jìn)形分析，發(fā)現(xiàn)A軸基礎(chǔ)座于Q2層粉質(zhì)粘土（第四系中更新統(tǒng)），而B 軸基礎(chǔ)座于Q4層（第四系中全新統(tǒng)），系Q2土新地質(zhì)搬運(yùn)產(chǎn)生的。Q2土符合設(shè)計(jì)要求而Q4土不符合設(shè)計(jì)要求。該土層厚3m，具有高壓縮性，物理力學(xué)性能較差，并且有Ⅰ級非自重濕陷性，土的含水率為22.3%從開挖的回填土的干濕度判斷，排除了由地表水浸入而形成濕陷性下沉的原因。最后判斷下沉的原因是Q4土受力后產(chǎn)生高壓縮而產(chǎn)生下沉。

三、處置方案的選擇

針對此原因擬定三個(gè)處置方案：一是拆除該結(jié)構(gòu)進(jìn)行重建；二是對地基進(jìn)行加固并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固；三是對地基進(jìn)行加固，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行糾偏。第一種方案成本較高約需成本70萬元。第二種方案可滿足結(jié)構(gòu)安全性能和使用功能，但其外部觀感不符合要求，且約需成本30萬元。第三種方案既能滿足結(jié)構(gòu)安全性能和使用功能，且只需要成本17萬元。故采用第三種方案：地基進(jìn)行加固、對結(jié)構(gòu)進(jìn)行糾偏。

四、加固和糾偏的方案選擇

土質(zhì)的加固處理由化學(xué)處理和物理處理，針對該土層的高壓縮性，含水量高，土質(zhì)厚度只有3m的特點(diǎn)。采用石灰樁吸濕膨脹擠密的方案，糾偏的方案橫拉糾偏和頂升糾偏，針對該工程的跨度小、高度高，剛性好的特點(diǎn)，在其下沉過程中，結(jié)構(gòu)梁受負(fù)力，上側(cè)受拉，下表面受壓的情況下未發(fā)生裂縫。故決定采用頂升糾偏。先對地基進(jìn)行加固，加固后對被加固的工序進(jìn)行檢驗(yàn)，符合力學(xué)性能后，再對結(jié)構(gòu)進(jìn)行頂升糾偏。

五、加固方案的實(shí)施

（一）對B軸的兩個(gè)基礎(chǔ)除A軸處設(shè)兩個(gè)樁，B軸向外方向設(shè)四排樁，其余兩面各設(shè)三排樁。樁徑為200mm，樁凈間距為500mm梅花狀布置。里面一排樁為斜樁，樁長為3.5m，傾斜度為1：4，其余外圍樁為直樁，樁長6m。

（二）每個(gè)基礎(chǔ)四周同時(shí)施工，采用洛陽鏟掏孔，先打外排樁，由外向里施工，每掏完一個(gè)孔后，立即用石灰顆?；靥?，顆粒粒徑為3～5cm，分層夯實(shí)，離基層500mm時(shí)用3：7灰土封口夯實(shí)。

六、加固的效果

經(jīng)過加固后，石灰顆粒吸取土質(zhì)中的水分膨脹，對樁周的土進(jìn)行膨擠，從而達(dá)到擠密的效果，降低了土的壓縮性。通過對擠密后的土樣進(jìn)行檢測，含水率由原來的22.3%降為13.5%，濕密度由原來的1.69g/cm3增至1.98 g/cm3，其壓縮性達(dá)到Q2土的標(biāo)準(zhǔn)，使該土質(zhì)符合設(shè)計(jì)的力學(xué)性能要求。

七、頂升糾偏的實(shí)施

（一）為保證糾偏工作的安全性，糾偏前在構(gòu)筑物四面設(shè)地錨，用2Φ20的鋼絲繩對構(gòu)筑物進(jìn)行四面牽引，中間用花籃螺絲進(jìn)行連接，以便隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

（二）在B軸的基礎(chǔ)下面，由基礎(chǔ)邊緣向里挖進(jìn)深50～60cm。

（三）為減輕頂升的阻力，在A軸基礎(chǔ)外挖1.5m寬、深50cm的壕溝。

（四）計(jì)算構(gòu)筑物自重和兩側(cè)鋼珩架的總重量為510t，故在每個(gè)柱下每邊各設(shè)2個(gè)50t立式千斤頂，共計(jì)16個(gè)千斤頂。在千斤頂和基礎(chǔ)底面和混凝土相接觸處用500mm×500mm×20mm的鋼板進(jìn)行塞墊，千斤頂?shù)南旅嬗?4cm×24cm×50cm的混凝土塊進(jìn)行墊底。

（五）使混凝土墊層入土成樁：通過千斤頂加壓，此時(shí)構(gòu)筑物不可能頂升，反而使混凝土墊塊陷入土中，等混凝土墊塊完全入土后，再加墊塊，這樣不停的將混凝土墊塊壓入土中，使混凝土墊塊形成24cm×24cm的混凝土樁，直到該16個(gè)樁的承載力大于260t時(shí)，此時(shí)千斤頂加壓構(gòu)筑物開始上升。

（六）頂升時(shí)24小時(shí)作業(yè)，每24小時(shí)頂升1cm左右，每次加壓頂升2mm左右。

（七）頂升到位后，為防止千斤頂撤離后回彈，可使整體垂直向反方向傾斜1cm左右。

（八）停止頂升后，對A軸的壕溝均用3：7灰土進(jìn)行夯填。對B軸基礎(chǔ)上的空隙用3：7灰土塞填，用橫向鋼條從四面往里搗實(shí)。

（九）逐個(gè)撤除千斤頂，每撤一個(gè)千斤頂用混凝土墊層和微膨脹水泥接樁到基礎(chǔ)底面。

（十）對構(gòu)筑物撤離千斤頂后進(jìn)行垂直度觀察，符合要求后進(jìn)行基礎(chǔ)灰土回填。

八、加固和糾偏后的效果

該加固和糾偏工程將于2014年6月份施工完畢，頂升完成后檢查結(jié)構(gòu)無裂縫。到現(xiàn)在已歷時(shí)11個(gè)月，通過每個(gè)月的沉降觀測，構(gòu)筑物現(xiàn)在基本無沉降，既保證了地基的土力學(xué)性能，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的性能和使用功能。