既有建筑物不均勻沉降的加固

張 瑛

(山西省第三地質(zhì)工程勘察院，山西晉中 030620)

0 引言

呂梁地區(qū)某教學(xué)樓建筑場地位于護城河、護城墻軟硬不一的地基土之上，由于缺乏建筑經(jīng)驗，再加上勘察工程不詳細，設(shè)計上考慮不周到，以及施工方法和工藝使用不當(dāng)?shù)仍?，?dǎo)致建筑物傾斜，引起建筑物的不均勻沉降。這不僅嚴重影響了建筑物的正常使用，而且危及了人們生命財產(chǎn)的安全，必須對其進行糾偏加固處理，結(jié)合本次工程的要求和處理地基的目的，首先考慮到采用注漿法進行地基加固［1］。

1 工程事故概況

呂梁地區(qū)某教學(xué)樓場地位于孝義市西北部黃土臺塬區(qū)，屬典型的黃土地貌，土層分布及主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。擬建場地為非濕陷性黃土場地，勘探深度內(nèi)未見地下水。

表1 地基土主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

發(fā)生不均勻沉降的教學(xué)樓平面形狀呈矩形，東西長51.74 m，南北寬10.22 m，占地面積528.78 m2。教學(xué)樓總高16 m，為4層磚混結(jié)構(gòu)，砂卵石墊層基礎(chǔ)，基礎(chǔ)形式采用條形基礎(chǔ)，埋深1.5 m，中間承重部分以圈梁連接。

該建筑物于1997年修建，1998年開始使用，1999年后半年開始發(fā)現(xiàn)教學(xué)樓西側(cè)山墻上有了細小裂紋，呈斜向延伸，之后其他邊墻、承重墻上也相繼出現(xiàn)了不同程度的裂紋，尤其以西墻為重，至2004年6月時有的已擴展成裂縫，最大寬度超過2 mm，貫穿了整個墻體，已嚴重影響到了建筑物的使用。為安全起見，學(xué)校已停用，并在裂縫處經(jīng)常糊貼麻紙進行觀察裂縫的發(fā)展情況。經(jīng)連續(xù)觀測后發(fā)現(xiàn)該樓仍在繼續(xù)下沉。

2 事故原因分析

1997年基坑開挖后，建設(shè)方曾組織設(shè)計單位和施工單位進行了基坑驗槽。當(dāng)時基坑開挖深度為2.8 m，開挖后發(fā)現(xiàn)地基土軟硬不一，存在護城河和護城墻(見圖1)，護城河處含水量大，土濕，軟;而護城墻處含水量小，土干，較硬。考慮到地基土的不均勻情況，在護城河(濕)處采用人工往下又掏了800 mm的灰土樁，樁徑400 mm，樁距1 200 mm，呈梅花形布置。打完灰土樁后又鋪設(shè)了1 000 mm厚的砂卵石墊層，在砂卵石墊層的基礎(chǔ)上又做了600 mm的灰土墊層。

圖1 事故原因分析平面圖（單位：m）

分析造成事故的主要原因，建筑場地砂卵石墊層基礎(chǔ)持力層位于第①2層，地基土存在護城墻和護城河，一軟一硬反差過大，為嚴重不均勻地基。雖有墊層起調(diào)節(jié)作用，仍阻止不了建筑物在軟基處下沉，位移過大，而建筑物在硬基處相對位移小，從而導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生剪應(yīng)力，使建筑墻體長期處于受剪狀態(tài)，累計變形所產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過了墻體材料的抗剪強度，墻體就出現(xiàn)了裂縫，若變形(或下沉)仍未達到穩(wěn)定狀態(tài)，就會出現(xiàn)原有裂縫繼續(xù)擴張的現(xiàn)象。

3 注漿加固

1)注漿孔的布置與設(shè)計。

本次加固采用雙管雙液壓力注漿法，即在注漿孔內(nèi)插入2根注漿管，在注漿的同時注入水泥漿和水玻璃。

共設(shè)注漿孔196個，外圍注漿孔斜向基礎(chǔ)，角度80°，孔位均離開外墻1 200 mm以1 500 mm間距均勻布設(shè);室內(nèi)注漿孔為垂直孔，孔位均以教室、走廊、樓梯間開間尺寸離開內(nèi)墻1 000 mm～1 200 mm均勻布設(shè)(見圖2)。

圖2 注漿孔平面布置圖

注漿孔采用干鉆成孔，孔徑73 mm，孔深4.5 m～6.0 m，以穿越砂卵石墊層1.5 m ～2.0 m 為準(zhǔn)，封孔位置3.0 m～3.1 m，其目的在于將水泥漿同水玻璃注入第①2層土內(nèi)，通過水泥漿、水玻璃及土的固結(jié)，提高土的承載力，消除不均勻沉降，從而消除或減少教學(xué)樓主體由于不均勻沉降長期受剪狀態(tài)下產(chǎn)生的裂縫，使教學(xué)樓安全地投入正常使用。

注漿用料采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶0.8～1∶1;外加劑為水玻璃(40Be)，用量與水泥用量比例為0.3∶1。注漿壓力強度不小于0.5 MPa。

2)注漿孔的施工。

施工中采用YX-1A型油壓百米鉆機及XY-75G型坑道鉆機，外圍注漿孔為斜孔(78°～80°)，室內(nèi)注漿孔為垂直鉆孔。先施工外圍孔，采用跳打法，第二輪完成后再施工室內(nèi)孔;注漿順序亦為間隔灌注。

注漿孔成孔后，進行插管、封孔施工，插管采用PVC塑料管，端部1.5m～2.0m打眼后，雙管插入孔內(nèi)，然后用0.5 cm的細石子填至打眼部位，上部用中砂封孔至距孔口0.2 m，以確保漿液注入基礎(chǔ)底部。

封孔完成后，開始注漿工作，注漿前按比例(1∶1)將水泥漿拌合均勻后，同水玻璃依次從兩根管內(nèi)均勻注入，水玻璃的注入量為水泥注入量的30%，注漿過程中由專人從事壓力表控制及漿液泵送工作，并做好準(zhǔn)確記錄，注漿壓力控制在0.5 MPa～1.0 MPa，防止?jié){液出現(xiàn)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，確保了漿液及水玻璃的注入量，滿足了注漿加固的施工要求。

a.先用小壓力試送，看有無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象;b.正常后可用中壓力注漿，壓力表上壓力宜控制在0.5 MPa～1.0 MPa;c.正常后同時注送水玻璃;d.單孔注漿量必須控制，如發(fā)現(xiàn)注漿量過大，泵壓降低時，及時分析原因，檢查漿液是否進入地下管溝等。注漿完畢，用C20混凝土將注漿孔填充抹平，其深度不小于0.2 m。

4 加固效果

在一個月左右的加固處理后，對建筑物的已有裂縫用石膏餅或貼紙進行監(jiān)控，并隨時檢查墻面有無新裂縫出現(xiàn)，對地面、門窗及墻角等反應(yīng)敏感部位進行定期觀察。經(jīng)觀察，房屋墻面原有裂縫無進一步發(fā)展，也無新裂縫出現(xiàn)，說明整個止沉糾偏加固處理是成功的。

5 結(jié)語

針對本次注漿施工經(jīng)驗，對注漿加固法處理地基的效果得到了進一步驗證，可供類似工程參考。

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