淺談建筑物傾斜的原因及糾偏加固處理

姜先義

1 概述

在建筑物建造過程中，由于勘察、設(shè)計(jì)、施工、管理的失誤或者抽取地下水、自然災(zāi)害等原因，一些建筑物出現(xiàn)了沉降、傾斜等現(xiàn)象，如果傾斜值超過了GB 50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中允許值標(biāo)準(zhǔn)，將可能存在安全隱患，需對建筑物進(jìn)行糾傾加固，使其安全性得到保證，能滿足正常使用功能。

2 引起建筑物傾斜的原因分析

建筑物地基在外在的傳遞下來的恒載和活荷載及特殊荷載作用下會發(fā)生沉降，如果這些沉降不均勻，將會引起建筑物的傾斜。建筑物傾斜具體原因如下。

2.1 上部荷載的原因

上部荷載不均勻造成的地基沉降不均勻，主要表現(xiàn)在:建筑體型復(fù)雜平面不對稱，施工引起的荷載不均勻，使用荷載不均勻。

2.2 地基土層的原因

土層薄厚不均，壓縮模量差異明顯，如山坡、河灘、回填土等天然存在的不均勻的地基，如果處理不符合要求就會造成不均勻沉降，即使地基土質(zhì)比較均勻，上部結(jié)構(gòu)的剛度對地基土應(yīng)力分布也有影響，也可能發(fā)生不均勻沉降。

2.3 周邊施工環(huán)境的影響

一般情況下，建筑物的地基會比較穩(wěn)定，但如果建筑物受到周邊環(huán)境的改變，其土層的應(yīng)力場可能受到不利的影響，等影響到一定程度后，建筑物的傾斜將會發(fā)生。比如臨近堆載、臨近基坑開挖、臨近降水、臨近打樁所引起的振動和擠壓。

3 糾偏加固的原理及方法

3.1 糾偏加固的工作原理

1)改變地基土受力狀態(tài)，使應(yīng)力得到釋放或轉(zhuǎn)移;2)擾動破壞土體結(jié)構(gòu)，使土體在上部荷載作用下重新固結(jié)沉降達(dá)到糾偏目的。

3.2 主要糾偏方法

1)鉆孔排土法:

軟土地基上的房屋矯正方法，其步驟為:a.綜合分析房屋傾斜的各種原因，測定傾斜量，計(jì)算排土量;b.在房屋沉降量大的一側(cè)沿著基礎(chǔ)翼緣部位設(shè)置加固樁，然后在房屋沉降量小的其他各側(cè)沿著基礎(chǔ)翼緣部位設(shè)置加固樁，且沉降量大的一側(cè)加固樁密度大于房屋沉降量小的其他各側(cè)加固樁的密度;c.在房屋沉降量小的各側(cè)沿基礎(chǔ)邊緣，按排土量的多少鉆深淺不一的糾偏井點(diǎn)，糾偏井點(diǎn)的密度應(yīng)是以使持力層產(chǎn)生剪切變形，并導(dǎo)致深層軟土產(chǎn)生流變和儒變;d.從糾偏井點(diǎn)中直接取土排出。強(qiáng)制房屋沉降量小的各側(cè)基礎(chǔ)連同持力層向傾斜的反向轉(zhuǎn)動，同時多點(diǎn)測糾偏值，通過調(diào)整各糾偏點(diǎn)的排土量防止房屋扭曲變形;e.當(dāng)矯正程度達(dá)到允許值時，立即停止鉆孔排土，并迅速向各糾偏井點(diǎn)回填填充物，且振搗密實(shí)，終止深層軟土的流動和蠕動;f.當(dāng)矯正程度達(dá)到指標(biāo)時，將基礎(chǔ)周圍加固樁同基礎(chǔ)錨固。

2)降水法:

在建筑物沉降小的一側(cè)打豎井抽水，降低地下水位，由于土的滲透系數(shù)小，抽水涌水量小，形成的暗流漏斗曲線緩降，影響半徑小，效果不十分明顯，降水具體做法為:在建筑物沉降小的部位的基礎(chǔ)外側(cè)布置雙排井點(diǎn)或雙排沉井，從井中有控制地緩慢抽取地下水，促使地基沉降以糾偏。地基中地下水位下降后，土中有效自重應(yīng)力因浮力消失而增大，隨之地基產(chǎn)生沉降后固結(jié)。同時為防止井點(diǎn)降水對鄰近建筑物的影響應(yīng)設(shè)置回灌井點(diǎn)。

3)堆載法:

荷載糾偏是通過人為改變建筑物的荷載條件，迫使地基土產(chǎn)生不均勻變形，調(diào)整基礎(chǔ)不均勻沉降，人為施加荷載的方式有壓重糾偏和錯樁加壓糾偏，前者在沉降較小一側(cè)底層架空板下，用混凝土塊或鐵塊堆壓;后者一般利用錨固系統(tǒng)和加荷機(jī)具對基礎(chǔ)施加壓力，其裝置可長期保留，隨時加壓。荷載糾偏的效果能減慢和控制房屋傾斜發(fā)展的速度，但傾斜過大效果不明顯。

4)高壓旋噴法:

就是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴注漿管鉆至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為壓力為2.0 MPa左右的高壓流從噴嘴射出來，沖擊土體土粒從土體剝落下來與漿液攪拌結(jié)合，使在土體中形成固體，加固土地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度，改善土的變形性質(zhì)，使其在上部結(jié)構(gòu)荷載的直接作用下不產(chǎn)生破壞或過大的變形，此方法用的注漿材料是普通硅酸鹽水泥，在冬季施工時，應(yīng)在水泥漿內(nèi)摻入早強(qiáng)劑，在已沉降側(cè)漿液內(nèi)摻入膨脹劑，使?jié){液與土體盡快凝固，并且微膨脹。旋噴注漿不損壞建筑物上部結(jié)構(gòu)，不影響建筑物的正常使用，使軟弱地基得到加固，能取得穩(wěn)定的效果，能使建筑物保持沉降穩(wěn)定滿足正常使用要求。

靜壓樁是在建筑物沉降大的一側(cè)基礎(chǔ)下設(shè)置坑式靜壓樁或錨固靜壓樁，用硫磺膠泥接樁，以建筑物自重為壓重，用千斤頂將一節(jié)節(jié)預(yù)制樁壓入土中，直到壓樁力超過基礎(chǔ)傳下的壓重。同時，將樁與基礎(chǔ)錨固在一起，使其作為支承點(diǎn)，從而減少基礎(chǔ)底面地基上的壓力，防止建筑物下沉，使建筑物一側(cè)沉降處于穩(wěn)定狀態(tài)。

現(xiàn)代信息法施工主要利用計(jì)算機(jī)通過傳感器對結(jié)構(gòu)和軟土層進(jìn)行自動監(jiān)測和糾正信息，如應(yīng)力、位移等。同時利用計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)，進(jìn)行動態(tài)觀測，以便直觀地把握施工過程中的各類現(xiàn)象，及時掌握和控制糾偏速率。對施工中可能遇到的情況提前想到，可事先進(jìn)行施工模擬，設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，采用先進(jìn)的數(shù)字系統(tǒng)對各監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行觀測。主要技術(shù)人員應(yīng)該掌握施工過程中地基應(yīng)力分布、變化以及基礎(chǔ)變化的情況，掌握各類典型土質(zhì)的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系，為施工方案調(diào)整提供依據(jù)。

4 工程案例

某中學(xué)教學(xué)樓的糾傾與地基加固。

4.1 概況

開發(fā)區(qū)某學(xué)校教學(xué)樓，5層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體剛度較好，基礎(chǔ)是筏板基礎(chǔ)，厚度500mm。進(jìn)入裝修工序時，發(fā)現(xiàn)樓房整體傾斜，通過儀器測量，向南傾斜102mm，傾斜超過8‰。

4.2 糾偏方案的確定

4.2.1 傾斜原因分析

該樓皖中丘陵地帶，①層耕植土，0.5m厚左右;②層粉土和粉質(zhì)粘土互層，厚0.5m～2.8m，其承載力fak=100 kPa，壓縮模量Es=3.2MPa;③層軟粘土，壓縮模量Es=2.3MPa，承載力fak= 52 kPa，層厚8m～10m。各層土的水平層理不均勻，地下水位在天然地面以下1.7m處，傾斜原因有:直接以②層粉質(zhì)粘土為筏板持力層，嚴(yán)重忽視了③層較大厚度軟弱下臥層的不利影響，③層軟土下臥層對上部結(jié)構(gòu)影響致使沉降不均勻，整體產(chǎn)生傾斜。

4.2.2 加固方案采用施工方法

錨桿靜壓樁，斜向鉆孔排土糾偏，旋噴擾動迫降和高壓注漿工藝。

1)沉降較大的南半部分的止傾。在這部分區(qū)域的筏板下布置 25根 200m×200m錨桿靜壓樁，樁尖持力層為穿過③層到達(dá)粉土，樁長為 15m左右，加固飽和軟粘土層。2)沉降較少的北半部分迫降，在北半部分及東側(cè)筏基外 30 cm左右處布置 24個φ73取土孔，30°斜向伸入到筏基下隔孔排土，同時室內(nèi)北半部分筏板上開數(shù)個φ100孔注漿迫降孔，深度 10m～15m。3)調(diào)平加固。糾偏時應(yīng)密切注意觀測房屋的復(fù)位情況及房屋結(jié)構(gòu)的變化，合理控制房屋兩側(cè)的基底應(yīng)力回傾速率，保持正常回傾。糾偏到位后，對北側(cè)進(jìn)行加固，加固采用掏土孔內(nèi)進(jìn)行插筋后注漿。施工方法是在排土孔安放鋼筋，用高壓注漿并封孔，水泥漿一次性注入，不能中斷。注漿結(jié)束后，進(jìn)行壓漿封孔。該方案有效的糾正了該幢樓的傾斜，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié)語

房屋糾偏加固采用水平鉆孔排土法、錨桿靜壓樁加固、降水法、高壓旋噴法糾傾技術(shù)以及現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合利用，對建筑物糾偏加固效果理想，質(zhì)量達(dá)到國家有關(guān)質(zhì)量要求，房屋可正常、安全使用?！板^桿靜壓樁加固”方法安全可靠，施工過程可靈活控制，施工時不影響在房屋中人的正常工作和學(xué)習(xí)。已有大量實(shí)踐證明，鉆孔排土法及降水法能充分合理解決大型地下工程造成的地面建筑物傾斜的難題。

[1] GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50300-2001，建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[4] JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[5] JCJ 123-2000，既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S].

[6] 段爾煥.工程安全鑒定與加固技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2004.