某小區(qū)住宅樓加固與糾偏

朱克，李紅兵，趙寶生

(1.云南省移民開發(fā)技術(shù)服務(wù)中心， 昆明　650051；2.云南省建筑結(jié)構(gòu)與新材料企業(yè)重點實驗室， 昆明　650223；3.云南省建筑科學(xué)研究院， 昆明　650223)

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某小區(qū)住宅樓加固與糾偏

朱克1，李紅兵2,3，趙寶生2,3

(1.云南省移民開發(fā)技術(shù)服務(wù)中心， 昆明650051；2.云南省建筑結(jié)構(gòu)與新材料企業(yè)重點實驗室， 昆明650223；3.云南省建筑科學(xué)研究院， 昆明650223)

發(fā)達國家和地區(qū)，工程改造加固越來越普遍，英、美等發(fā)達國家現(xiàn)在的改造加固業(yè)尤其是糾偏矯正已經(jīng)超過了新建筑業(yè)。在我國，糾偏改造、受災(zāi)房屋加固等工程項目也越來越多，同時加固糾偏產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益也越來越大，糾偏技術(shù)正以它獨特的方式為社會的發(fā)展做貢獻。本文通過對某小區(qū)1#樓的糾偏加固的成功實施這一實例總結(jié)，為同類工程的設(shè)計及施工提供參考。

截樁迫降糾偏；錨桿靜壓樁；高壓旋噴樁；加固；沉降

1　概述

1.1工程概況

某小區(qū)1#樓東西長106 m，南北寬12 m，地上6層，無地下室，高度18.9 m，磚混結(jié)構(gòu)，采用墻下單排樁基礎(chǔ)。樁基為水泥土加芯攪拌樁A(S)型，樁徑500 mm，芯樁為預(yù)制混凝土方樁，截面尺寸250 mm×250 mm，混凝土強度等級為C30，攪拌樁長度為11.1～17.6 m，芯樁長度平均為9.0 m。

1#樓2013年10月完成樁基施工，2013年11月至2014年4月進行主體結(jié)構(gòu)施工。2014年8月主體竣工時，沉降觀測結(jié)果顯示：南側(cè)外縱墻8個沉降觀測點沉降量為24～29 mm，北側(cè)外縱墻8個沉降觀測點沉降量為164～291 mm，建筑物明顯向北側(cè)傾斜。后經(jīng)現(xiàn)場檢測，最大傾斜率22.1‰，平均傾斜率14.4‰，遠高于規(guī)范4‰的允許值。

1.2建筑傾斜的原因分析

1.2.1室外填土的影響

房屋周邊土體開裂、坍塌，打破該建筑地基土體自身應(yīng)力平衡狀態(tài)，該建筑場地在選定持力層以上基本為軟弱土層，軟弱土層厚度大，受影響后變形大，基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾斜。

1.2.2樁基負摩擦的影響

房屋設(shè)計樁基為端承樁和摩擦樁相結(jié)合。房屋南側(cè)土體基本完整，北側(cè)土體開裂，使北側(cè)摩擦樁摩擦力減少，沉降增大，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾斜。

1.2.3樁基問題

該工程基礎(chǔ)采用加芯攪拌樁，攪拌樁樁徑500 mm，芯樁為250 mm×250 mm方形樁，實際施工水泥土攪拌樁長11.1～17.6 m，芯樁樁長均為9 m，屬短芯攪拌樁A(S)型(L>Le)，用作磚混結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)梁下樁基。按《加芯攪拌樁技術(shù)規(guī)程》(DBJ53/T-19-2007)3.0.4 條規(guī)定應(yīng)選用“長芯攪拌樁或A(P)型、B(P)型短芯攪拌樁”，實際成型樁體未按照1#樓審圖回復(fù)第1 條2)執(zhí)行，審圖回復(fù)要求芯樁長度改為13 m。實際成型樁體為A(S)型，即不滿足加芯攪拌樁作為樁基時的要求。

1.3場地工程地質(zhì)條件

1.3.1場地地形、地貌

擬建場地地勢平坦，場地在地貌上屬于山間沖洪積小盆地地貌。

1.3.2場地地層構(gòu)成

場地自上至下主要地層為雜填土層、淤泥層、有機質(zhì)黏土層、粉質(zhì)黏土層、園礫層，整個場地軟弱土層較厚。場地土類型為軟弱土，建筑場地類別為Ⅱ類。

雜填土層主要成分為建筑垃圾、煤渣及粉質(zhì)黏土，含少量植物根系、磚塊、碎石，松散，不均勻，一般厚度4.0～5.0 m，整個場地均有分布。淤泥層最大厚度6.10 m(ZK6)，流塑狀為主，具高壓縮性，整個場地均有分布。有機質(zhì)黏土層最大厚度6.70 m(ZK8)，流塑狀態(tài)，整個場地均有分布。粉質(zhì)黏土層強度較低，軟～可塑狀，部分場地分布。圓礫層厚度大，稍～中密，整個場地均有分布，是本場地理想的樁基持力層。

1.3.3地下水及地表水

地質(zhì)勘察揭示，場地穩(wěn)定地下水位深度在地面下1.0～2.5 m，屬孔隙微承壓水，水位隨季節(jié)有所變化，最大變幅約為1.2 m。

2　截樁迫降糾偏設(shè)計及施工方案

2.1設(shè)計構(gòu)思

綜合現(xiàn)場實際情況，本工程采用“人工掏土+堆載加壓+截樁迫降綜合糾傾法”進行設(shè)計及施工。

2.1.1轉(zhuǎn)動軸假想

1#樓東西向長106.7 m，南北11.7 m。為了避免糾傾過程中房屋梁以及墻體出現(xiàn)裂縫或者斷裂情況，對房屋安全性產(chǎn)生影響，本次糾傾工程假定K軸為回傾轉(zhuǎn)動軸。

2.1.2南面掏土、截樁

在沉降小的南側(cè)基礎(chǔ)進行掏土，減少基礎(chǔ)底面下地基土的承壓面積，增大南側(cè)地基中的應(yīng)力，使地基土產(chǎn)生塑性變形，造成建筑物緩慢而又均勻的下沉、回傾。

根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況以及既有樁基靜載試驗結(jié)果，初步確定截樁位置及數(shù)量，使建筑物南側(cè)在結(jié)構(gòu)自重作用下沉降增大，直至建筑物傾斜率小于4‰(建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范)。如果截樁方法效果不明顯，可結(jié)合樁端及樁側(cè)高壓注水，削弱原有攪拌樁的承載力，加速其沉降變形。

截樁施工之前，在南側(cè)外縱墻兩側(cè)及荷載較大的橫墻兩側(cè)先施工錨桿靜壓樁，當(dāng)建筑物回傾至規(guī)范允許范圍內(nèi)時，再對錨桿靜壓樁進行封樁處理，及時止傾。同時，將截斷的樁重新與基礎(chǔ)梁連接，完成糾傾工作。如果同時采用了注水法，在封樁的同時，還應(yīng)利用注水孔及時進行注漿施工，提高被削弱的樁的承載能力。

2.1.3北面靜壓樁加固阻止沉降

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錨桿靜壓樁作為一種沉樁方法，是利用原基礎(chǔ)底板或樁基承臺及上部結(jié)構(gòu)傳遞來的重力作為壓樁反力，通過預(yù)埋的錨桿、反力架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備，將樁段從壓樁孔處壓入地基土中，然后將樁與基礎(chǔ)底板或樁基承臺連接形成整體，使新樁基與原建筑物基礎(chǔ)共同承擔(dān)荷載，提高加樁區(qū)域的承載力，達到阻止或減少沉降的目的。布樁范圍在外縱墻兩側(cè)，以及荷載較大的橫墻兩側(cè)。

2.2地基加固

2.2.1室外采用高壓旋噴樁

K軸北側(cè)及63軸東側(cè)布置一排高壓旋噴樁，樁徑為600 mm，49軸以東樁與樁之間咬合150 mm，其余樁間距為1 200 mm，樁底伸入圓礫層不少于4 m。在成樁完成后及時壓入槽鋼，槽鋼插入至旋噴樁樁端，頂部高出旋噴樁樁頂200 mm。

2.2.2室內(nèi)錨桿靜壓樁

錨桿靜壓樁樁徑200 mm×200 mm，樁長2.0 m，設(shè)計壓力值為40 MPa，設(shè)計壓樁長度不小于12.0 m。工藝流程：定位放線→新加基礎(chǔ)梁→預(yù)留樁孔→預(yù)埋錨桿→清理樁孔→樁機就位→吊樁插樁→樁身對中調(diào)直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→封樁。

本次糾傾設(shè)置錨桿靜壓樁398根，每根樁設(shè)計極限承載力為400 kN，能夠滿足房屋荷載要求。

3　迫降量計算

根據(jù)房屋主體測量最大值計算南側(cè)截樁迫降量，見表1。

表1　南側(cè)迫降量

4　截樁迫降糾偏施工

4.1截樁位置及數(shù)量的選擇

4.2截樁順序

從東側(cè)開始截樁逐步向西側(cè)過渡，先截外縱墻下的樁，再截橫墻下的樁，通過密切的沉降觀測，指導(dǎo)截樁進度和批次。優(yōu)先考慮樁多且整片墻剛度大的位置。

4.3截樁處理措施

截樁工具宜選用電動無齒鋸，從四周向內(nèi)鋸斷，斷口尤其是芯樁的斷口要盡量平整。切斷樁以后，應(yīng)及時用墊塊或型鋼及鋼墊板放入斷樁處，并與上部預(yù)留3 cm左右空隙。當(dāng)糾傾完成后，應(yīng)對斷樁進行接樁處理。

4.4截樁迫降過程

在同一個單元同一批次中，每次只允許截斷一根樁，只有在斷樁樁頂墊塊放置完成后，再截斷下一根樁。在迫降過程中，當(dāng)樁頂預(yù)留的空隙變小時，逐步撤出鋼墊板，并與樁頂始終保持一定空隙。截樁迫降過程中，應(yīng)加大沉降觀測和傾斜測量次數(shù)，建筑物沉降速率控制在5 mm/d以內(nèi)。若沉降速率較大，應(yīng)將鋼墊板放入部分所斷樁預(yù)留的空隙，使其重新受力，使沉降速率始終處在可控的范圍內(nèi)。迫降至建筑物傾斜值在4‰之內(nèi)時，或根據(jù)沉降速率預(yù)測的后期傾斜值可滿足要求時，應(yīng)及時對錨桿靜壓樁進行封裝，并對斷樁進行接樁處理。

4.5支頂選擇

根據(jù)計算結(jié)果，對危險性較大的斷樁位置進行提前支頂，并且在糾傾過程中注意觀察，對沉降速率較大的地方進行支頂。

4.6迫降順序和分級

考慮到房屋整體安全性，5個單元迫降應(yīng)該同時進行。根據(jù)檢測結(jié)果，傾斜從1單元到5單元逐次增大。截樁迫降時，截樁數(shù)量從1單元向5單元依次增加。

4.7施工過程

本次工程從2014年10月2日進行34棵試截樁，11月28日進行第一批截樁；12月6日進行第二批截樁；12月8日進行第三批截樁；12月18日進行第四批截樁。從第三批截樁開始出現(xiàn)明顯回傾，分析原因為前面試截樁和前兩批截樁時，房屋自重產(chǎn)生的荷載平均分布在剩下的樁基上，小于樁基最大承載力，所以未出現(xiàn)明顯的回傾。第三批截樁后，回傾效果明顯，由于工期短，進行第四批截樁來加速回傾速度。

5　截樁迫降糾偏效果分析

5.1實施過程中沉降及傾斜變化

沉降觀測點設(shè)置、沉降-時間變化曲線、傾斜變化曲線，見圖1～圖4。

圖1　沉降觀測點布設(shè)圖(K軸線為南側(cè))

圖2　南側(cè)沉降變化圖

圖3　北側(cè)沉降變化圖

圖4　觀測點傾斜變化圖

5.2沉降監(jiān)測結(jié)果分析

沉降監(jiān)測從2014年11月12日開始，開始階段南北沉降差較小，房屋也未出現(xiàn)明顯的回傾。2014年12月9日，房屋南側(cè)沉降開始加大，傾斜測量顯示房屋出現(xiàn)明顯回傾。至2014年12月25日，主體傾斜全部達到6‰以內(nèi)。后期觀測表明北側(cè)達到穩(wěn)定，南側(cè)沉降速率在不斷減小，到2015年2月9日沉降數(shù)據(jù)顯示房屋南側(cè)也達到穩(wěn)定。

6　結(jié)論

經(jīng)現(xiàn)場檢測糾偏完成后房屋整體傾斜率為2.44‰～3.87‰，1單元最小傾斜率為2.44‰，房屋整體傾斜率已滿足國家相關(guān)規(guī)范要求。經(jīng)過地基加固及糾偏后，房屋基礎(chǔ)與原設(shè)計基礎(chǔ)比較得到加強，沉降趨于穩(wěn)定。糾偏施工過程中未產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)損傷。

[1]吳云峰,孫成永.淺談建筑物糾偏技術(shù)[J].科技資訊，2010(27):91-91.

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2016-05-26

朱克(1970-)，吉林大學(xué)土木工程專業(yè)本科畢業(yè)，國家注冊一級建造師、監(jiān)理工程師、咨詢工程師，云南省水利水電工程建設(shè)移民安置咨詢專家?guī)鞂＜页蓡T，云南省發(fā)改委投資項目評審水庫移民專家成員，從事水利水電移民安置基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作,Tel:13108894708

TU472

A

1009-282X(2016)04-0036-04