某高填方區(qū)建筑物糾偏加固設(shè)計(jì)與施工

徐 鋒

(長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,湖北 武漢 430010)

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某高填方區(qū)建筑物糾偏加固設(shè)計(jì)與施工

徐 鋒

(長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,湖北 武漢 430010)

某4層建筑物由于地基承載力不足,基底壓力分布不均勻及下臥填土層過厚,在其建成后發(fā)現(xiàn)向西傾斜10%以上,為此制訂了樹根樁加固地基和頂升糾偏的綜合治理方案并付之實(shí)施,施工歷時(shí)1個(gè)月,實(shí)踐證明,該住宅樓的糾偏加固處理是十分有效的。

建筑物；傾斜；糾偏加固：沉降

某4層建筑物由于地基不均勻沉降及下臥填土過厚,建成10個(gè)月,歷經(jīng)雨季后發(fā)現(xiàn)向西嚴(yán)重傾斜。據(jù)此提出對(duì)該建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行樹根樁加固,沉降穩(wěn)定后對(duì)該建筑物實(shí)行頂升糾偏,實(shí)踐證明,該建筑物糾偏加固處理效果良好。

1 工程概況

該工程為4層框架結(jié)構(gòu),竣工于2012年10月,平面呈長方形,與相鄰建筑物用伸縮縫分隔,縫寬100 mm,基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ),混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30,基礎(chǔ)厚度600 mm。由于場地標(biāo)高較低,建筑物施工前,場地進(jìn)行了平整,回填黏土厚度6～8 m。設(shè)計(jì)要求回填土?xí)r分層碾壓,分層厚度不超過250 mm,處理后的地基承載力特征值不小于150 kPa,壓實(shí)系數(shù)不小于0.95,且基礎(chǔ)施工時(shí)超挖1 m,采用碎石換填。

圖1 獨(dú)立基礎(chǔ)示意

2013年5月,歷經(jīng)幾次大雨之后,發(fā)現(xiàn)該建筑發(fā)生不均勻沉降,沉降觀測資料顯示,該樓01#觀測點(diǎn)傾斜率為10.95%,02#點(diǎn)傾斜率為12.7%,03#點(diǎn)傾斜率為11.74%。建筑物平均沉降20 cm,3個(gè)測點(diǎn)實(shí)測傾斜率均超規(guī)范限值,且沉降持續(xù)增加,部分結(jié)構(gòu)及填充墻出現(xiàn)裂縫,嚴(yán)重影響使用。

圖2 沉降觀測點(diǎn)示意

2 原因分析

1) 地層原因

地勘工作在場地平整以前進(jìn)行,從該工程地勘報(bào)告的數(shù)據(jù)來看,工程區(qū)地勢開闊,地形略有起伏,地貌形態(tài)主要有河床、漫灘及Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)階地。自上而下第一層為含礫中粗砂,厚度3～5 m,fak為150 kPa,結(jié)構(gòu)比較松散；第二層為粘土巖,厚度5～10 m,fak為230～270 kPa,屬極軟巖。地下水受季節(jié)影響,地下水穩(wěn)定水位-1.5 m,水位變幅0.3～0.5 m,對(duì)混凝土無腐蝕性。上部6～8 m范圍內(nèi)的填土沒有地勘數(shù)據(jù),僅設(shè)計(jì)對(duì)回填材料和回填效果提過了要求。

2) 施工原因

設(shè)計(jì)采用獨(dú)立基礎(chǔ),基礎(chǔ)下1 m采用碎石換填,回填土需采用分層碾壓夯實(shí),壓實(shí)系數(shù)不小于0.94,且土方回填后應(yīng)經(jīng)歷一個(gè)自密實(shí)的階段。實(shí)際施工時(shí)由于工期較緊,施工方未按照設(shè)計(jì)要求分層碾壓,且土方回填后即進(jìn)行基礎(chǔ)施工,回填土經(jīng)歷雨季后,產(chǎn)生明顯的沉降變形。

3 糾偏機(jī)加固方案選擇

根據(jù)現(xiàn)場沉降觀測結(jié)果,該建筑物不均勻沉降仍在持續(xù),回填土固結(jié)尚未完成,部分墻體裂縫較大,該建筑已無法滿足正常的使用。如果不均勻沉降繼續(xù)發(fā)展,可能給上部結(jié)構(gòu)帶來更大的安全隱患。因此在選擇處理措施時(shí),不僅要阻止建筑物的繼續(xù)沉降變形,還要把傾斜的建筑物進(jìn)行頂升糾偏,使之恢復(fù)正常的使用。

考慮建筑物內(nèi)部設(shè)備已經(jīng)安裝就位,傳統(tǒng)的錨桿樁等加固措施無法實(shí)施?；A(chǔ)以下10 m范圍內(nèi)為粘土巖,是良好的持力層。綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工方便,決定采用樹根樁加固+壓密注漿的方案對(duì)地基土進(jìn)行加固,然后進(jìn)行頂升糾偏的治理方案。

先對(duì)該建筑物基礎(chǔ)通過樹根樁+壓密注漿的方式進(jìn)行加固處理,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算分析,在基礎(chǔ)外圍布置兩排樹根樁,由內(nèi)向外實(shí)施；然后沿基礎(chǔ)外圍布置三排壓密注漿孔,與樹根樁間隔布置,由外向內(nèi)實(shí)施。具體方案如下：

1) 樹根樁

采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔,樁徑200 mm,樁身混凝土強(qiáng)度為C25。樹根樁主筋4Φ14,箍筋Φ6@200；樹根樁間距1.0 m,樁長至粘土巖層,約12～15 m；距離現(xiàn)有建筑物基礎(chǔ)外邊約0.5 m,在基礎(chǔ)外圍布置兩排樹根樁,采用斜樁,斜度10°。

圖3 樹根樁、壓密注漿布置示意

施工工藝流程為：定位—成孔—清空—吊放鋼筋籠—填料—灌漿—拔管—填充碎石并補(bǔ)漿。

注漿時(shí)直接灌入細(xì)石混凝土,澆漿時(shí)應(yīng)從孔底往上澆,應(yīng)間隔或間歇施工,以防止相鄰樁冒漿和串孔現(xiàn)象,同時(shí)保證樁不縮徑；拔管后應(yīng)立即在樁頂填充碎石,并在1～2 m范圍內(nèi)補(bǔ)充澆漿。

2) 壓密注漿

① 施工前先做試灌,以確定施工參數(shù),建議：水泥漿濃度(水：水泥)為0.6∶1.0,水玻璃將與水泥的體積比宜為1∶0.8,采用析水率小于5%的穩(wěn)定漿液,并摻少量穩(wěn)定劑(5%膨潤土),注漿壓力0.2 ～1.0 MPa(不大于覆土重的5倍)。

② 測放孔位。注漿孔距1.0 m,緊貼現(xiàn)有建筑物基礎(chǔ)外邊,在基礎(chǔ)外圍布置3排注漿孔,見圖3。

③ 成孔。為防止產(chǎn)生附加沉降,要求干作業(yè)鉆孔,鉆孔應(yīng)分序施工,采用斜孔,斜度10°；鉆孔直徑Φ110 mm,分段鉆孔,分段注漿,每段2.0～3.0m,處理深度需穿越回填土層至老土層。下注漿管時(shí),對(duì)注漿段用封孔器封閉好,灌漿結(jié)束后,提出注漿管由孔口灌入水玻璃水泥砂漿搗實(shí)封口。注漿孔施工選用孔徑為110 mm的XY-100型鉆機(jī)成孔(對(duì)于特殊地質(zhì)情況請(qǐng)及時(shí)與設(shè)計(jì)聯(lián)系)。

④ 花管制作以及安放。花管的配置由孔深決定,成孔后注漿花管下入至孔底,將孔口管封閉。

⑤ 注漿。按試灌確定的參數(shù)采用水泥-水玻璃漿液,單孔注漿量采用施工前試灌確定的施工參數(shù)。

⑥ 沉降觀測及注漿檢測。地基注漿時(shí),應(yīng)對(duì)建筑物和地面的沉降、傾斜、位移和裂縫進(jìn)行監(jiān)測,且應(yīng)采用多孔間隔注漿和縮短漿液凝固時(shí)間等技術(shù)措施,防止注漿產(chǎn)生的附加沉降。

⑦ 施工順序：設(shè)備人員進(jìn)場—孔位定點(diǎn)—鉆機(jī)成孔—水玻璃水泥漿攪拌下注漿管—注水玻璃水泥漿—提拔注漿管—分段循環(huán)直至設(shè)計(jì)深度—封孔。

4 頂升糾偏

基礎(chǔ)加固處理后,由檢測公司繼續(xù)觀測2個(gè)月,建筑物無持續(xù)變形,基礎(chǔ)沉降基本穩(wěn)定。

頂升糾偏前先做好柱間拉結(jié)加固及千斤頂上部反牛腿施工,防止墻柱截?cái)嗪笊舷陆孛娈a(chǎn)生水平錯(cuò)位。具體頂升糾偏工藝流程如圖4所示。

圖4 頂升糾偏工藝流程

千斤頂放置前安裝鋼板、植筋、鋼牛腿、鋼支撐等,基礎(chǔ)(鋪設(shè)墊板)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,監(jiān)控措施安裝到位。在本次需糾偏的框架柱部位安設(shè)千斤頂,每個(gè)千斤頂額定頂升力100 t,千斤頂總數(shù)為設(shè)計(jì)總數(shù)的1.3倍。每個(gè)柱均預(yù)留備用千斤頂。千斤頂?shù)鬃胖糜诨A(chǔ)平面上,基礎(chǔ)平面找平后,墊設(shè)10 mm后鋼板。截柱頂升在-0.500～基礎(chǔ)面范圍進(jìn)行,截柱前,每個(gè)柱周邊設(shè)置2個(gè)千斤頂。

根據(jù)糾偏前現(xiàn)場傾斜復(fù)測結(jié)果,分別計(jì)算建筑物沿橫向和縱向的傾斜率。分橫向和縱向2個(gè)步驟分別糾偏,先糾傾斜率大的方向,后糾傾斜率小的方向至滿足規(guī)范要求。

每柱布置2個(gè)千斤頂,分為一個(gè)液壓同步系統(tǒng),同步頂升。根據(jù)《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》：每次頂升量不宜超10 mm。本工程按最高進(jìn)程5 mm控制,其他頂升量根據(jù)軸線位置按比例遞減。每次整體頂升1次(最大5 mm)完成后,測量建筑物實(shí)際傾斜率與理論值比較,數(shù)據(jù)與預(yù)先計(jì)算的理論值無差別時(shí)繼續(xù)頂升,如與理論值差別較大,現(xiàn)場分析找出原因并調(diào)整至正常后持續(xù)觀測,斜率無變化后繼續(xù)同步頂升,直至建筑物傾斜能夠滿足規(guī)范要求。

5 綜合治理效果

本工程頂升糾偏歷時(shí)27 d,頂升完成后,01#觀測點(diǎn)傾斜率為2.1%,02#點(diǎn)傾斜率為1.6%,3#點(diǎn)傾斜率為1.8%,建筑物平均沉降5 mm,均滿足規(guī)范要求。頂升糾偏完成后,持續(xù)觀測了1個(gè)月,沉降速度低于0.04 mm/d,沉降進(jìn)入穩(wěn)定階段,加固及糾偏效果較好。

1) 導(dǎo)致該建筑物傾斜的主要原因：基礎(chǔ)下填土過厚,回填質(zhì)量較差,回填效果未做進(jìn)一步檢測。

2) 對(duì)框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)的房屋采用同步頂升和地基加固相結(jié)合的方法是恰當(dāng)而有效的。綜合治理方案過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)信息化施工。

[1] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50007—2011[S].

[2] 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范：JGJ 79—2012[S].

[3] 既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范：JGJ 123—2012[S].

[4] 中國水電建設(shè)集團(tuán).X工程頂升糾偏施工組織報(bào)告[R]. 2015. [5] 葉永巧,王晶，張玉成，等.微型樁在某住宅樓基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用[J]. 廣東水利水電，2014(5)：40-44．

(本文責(zé)任編輯 馬克俊)

Rectification and Reinforcement of High Filled Building

XU Feng

(Changjiang Survey Planning Design And Research Co.,LTD.,Wuhan 430010，China)

Because of insufficient bearing capacity,unevendistribution and over thick backfill soil,the 4thstory was found more than 10% leaning to the east side after construction. Accordingly,a comprehensive control scheme of root pile reinforcement and jacking rectification is established.Practices show that the present process is effective.

building；dwelling house；inclination；rectification and reinforcement；settlement

2016-05-18;

2016-06-13

徐鋒(1982),男,碩士,工程師,從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

TU753.8

B

1008-0112(2016)06-0022-03