頂升糾偏技術(shù)在某住宅樓糾偏工程中的應(yīng)用

崔俊毅 翁維素 王 烽 支宏鈺

(河北建筑工程學(xué)院,河北 張家口 075000)

頂升糾偏技術(shù)在某住宅樓糾偏工程中的應(yīng)用

崔俊毅 翁維素 王 烽 支宏鈺

(河北建筑工程學(xué)院,河北 張家口 075000)

介紹了一棟六層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓糾偏工程的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程.使用了頂升法對(duì)建筑物進(jìn)行糾偏，同時(shí)采用人工挖孔灌注樁法對(duì)建筑物地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理.通過(guò)在基礎(chǔ)頂部增設(shè)托換梁提高上部結(jié)構(gòu)剛度，最終良好的完成此住宅樓的糾偏及基礎(chǔ)加固任務(wù).

糾偏;基礎(chǔ)加固;頂升法

1 工程概況

張家口市某小區(qū)住宅樓，該樓于2011年3月中旬開(kāi)工建設(shè)，2011年12月底完成竣工驗(yàn)收，全樓結(jié)構(gòu)為地上六層，地下一層的磚混結(jié)構(gòu)，從東向西五個(gè)單元組成，在2單元和3單元交接處設(shè)置一道伸縮縫)，建筑面積為5855.71.該住宅樓地基采用三七灰土整體換填，換填深度為2米；在三七灰土墊層施工前，采用夯擴(kuò)擠密水泥樁對(duì)3-5單元及2單元1-3軸地基土進(jìn)行擠密加固處理，處理深度為1.0 m-9.0 m(達(dá)到穩(wěn)定土層)，基礎(chǔ)采用墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，樓(屋)面均采用現(xiàn)澆型混凝土板.基礎(chǔ)形式為墻下條形基礎(chǔ).2015年12月，該住宅樓西北角散水及附近地面出現(xiàn)局部下沉，墻體局部開(kāi)裂，西北部最大傾斜率達(dá)到7‰，超過(guò)了設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)建筑物地基變形允許值4‰的要求，也影響到了正常使用.

2 傾斜原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，初步分析房屋下沉由于該住宅樓西北角化糞池漏水造成的.為了進(jìn)一步分析該建筑物局部下沉的原因，以及為該樓的地基加固處理提供依據(jù)，需對(duì)該樓進(jìn)行巖土工程補(bǔ)充勘察.

圖1 住宅樓與化糞池平面相對(duì)關(guān)系

圖2 住宅樓與化糞池相對(duì)關(guān)系1-1剖面圖

2.1 測(cè)量放點(diǎn)

本報(bào)告選用該住宅樓室內(nèi)地坪為絕對(duì)高程起算點(diǎn)，其絕對(duì)高程為BM=801.50米；并以該樓西南角為坐標(biāo)引測(cè)點(diǎn)，其相對(duì)坐標(biāo)為X=1000.000米、Y=1000.000米.

本次勘察采取機(jī)械鉆孔的方法進(jìn)行，在該樓四周共布設(shè)16個(gè)鉆孔(距該樓距離均小于1.5米)，詳見(jiàn)附圖，但由于該樓北側(cè)化糞池正在開(kāi)挖維修，故ZK2和ZK3探點(diǎn)不能進(jìn)行鉆探施工，故只能借用前期鉆孔數(shù)據(jù)JYZK6(距該樓4.5米).在機(jī)械鉆孔中對(duì)場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確劃分，并取得土樣.

圖3 勘察孔平面布置圖

2.2 場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)

在本次勘探深度內(nèi)，以二、三單元之間伸縮縫為界分為東西兩部分，場(chǎng)地巖性自上而下分別為人工填土層、粉質(zhì)粘土層和粗面巖層.

場(chǎng)地東半部為基巖地基，0.00～2.50 m為雜填土3為主混合大量建筑垃圾，未經(jīng)壓實(shí)；2.5 m～4.00 m為含水量正常的素填土，含水量在20%以下；4.0～4.50 m為含水量高的素填土，含水量在20%以上；4.5～5.6 m為強(qiáng)風(fēng)化粗面巖，為較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類(lèi)，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD>25；5.6 m以下為中風(fēng)化粗面巖，較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ類(lèi)，RQD>50.

場(chǎng)地西半部為素填土地基，0.00～2.60 m為雜填土，2.60～11.5 m為含水量高的素填土；13.50～15.30 m為粉質(zhì)粘土，干強(qiáng)度及韌性中等，呈可塑-堅(jiān)硬態(tài)，屬于中等壓縮性Q2粉質(zhì)粘土；15.30 m以下為粗面巖.

同時(shí)，我們測(cè)得含水量很高的素填土，即含水量在在30%左右，區(qū)域集中在西北角，以ZK1勘測(cè)點(diǎn)為起點(diǎn)，向南4.6 m，向東6.7 m的范圍內(nèi)，深度約為2.6 m到13.5 m.

2.3 原因分析

通過(guò)地基補(bǔ)充勘察，發(fā)現(xiàn)該住宅樓地基土含水量均高于正常值，其含水量分布特點(diǎn)為：

(1)以該樓西北角(ZK1地段)地段地基土含水量最高，其含水量為百分之三十，呈可塑——軟塑狀.

(2)該樓北側(cè)比南側(cè)地基土含水量大，所以沉降量北側(cè)大于南側(cè)；并且以該樓中部為界，東部為基巖地基，西部為素填土地基，故東部基本沒(méi)有發(fā)生沉降，西側(cè)有部分沉降.

綜上所述，地基發(fā)生不均勻沉降是由于化糞池污水浸入地基，地基土受水長(zhǎng)時(shí)間浸泡濕陷、軟化，壓縮變形增大，導(dǎo)致地基承載力降低較多.

3 加固及糾偏方案確定

經(jīng)分析，此住宅樓存在因地基不均勻變形引起的墻體開(kāi)裂損傷，裂縫寬度多介于0.1 mm-1.8 mm之間；現(xiàn)有墻體裂縫影響到建筑物的使用功能，但尚不影響主體結(jié)構(gòu)安全；建筑沉降尚穩(wěn)定，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)沉降觀(guān)測(cè)阻止外來(lái)水的影響，并對(duì)現(xiàn)有地基基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，要求房屋糾偏后最大傾斜量在4‰以?xún)?nèi).

針對(duì)該建筑物自身狀況和地基特點(diǎn)，本工程通過(guò)人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)托換原有條形基礎(chǔ)和上托換梁進(jìn)行基礎(chǔ)加固，在樁承臺(tái)與墻下條形基礎(chǔ)之間布置千斤頂，以樁基礎(chǔ)為反力支座，以墻下條形基礎(chǔ)和上托梁為上部托換體系，對(duì)該建筑進(jìn)行頂升糾偏，當(dāng)傾斜率小于4‰，局部?jī)A斜率小于2‰，停止頂升.

3.1 部分構(gòu)件的拆除與加固

對(duì)建筑散水、室外樓梯、地下室地面、地下室隔墻進(jìn)行拆除處理，地基開(kāi)挖至基礎(chǔ)底面標(biāo)高，露出原條形基礎(chǔ).

3.2 埋設(shè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)

在每個(gè)頂升點(diǎn)位置埋設(shè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)，測(cè)站點(diǎn)位置為基礎(chǔ)頂標(biāo)高，共設(shè)置60個(gè)點(diǎn)位，詳見(jiàn)圖4.同時(shí)，此60個(gè)點(diǎn)位同時(shí)也是樁承臺(tái)、灌注樁樁位以及頂升點(diǎn)位置布置圖.

圖4 3～5單元垂直度觀(guān)測(cè)點(diǎn)、沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖

3.3 人工挖孔灌注樁和承臺(tái)的施工

本工程將樁徑為800 mm米的60根人工挖孔樁作為托換樁，樁端伸入持力層不小于0.5 m，樁端持力層為中風(fēng)化粗面巖，樁身采用強(qiáng)度為C30的免振混凝土.

3.4 墻體托換梁施工

在建筑物基礎(chǔ)頂部增設(shè)托換梁對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛度加強(qiáng)處理.依據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011中墻梁的計(jì)算方法.采用極限狀態(tài)下設(shè)計(jì)方法計(jì)算，將托換梁作為墻梁，是托換梁與上部砌體結(jié)構(gòu)成為整體結(jié)構(gòu).按照常規(guī)支撐點(diǎn)的距離取1.5 m.計(jì)算跨度取3個(gè)支撐點(diǎn)的距離，即3 m.通過(guò)試算后確定托換梁的截面尺寸為250 mm×500 mm，強(qiáng)度等級(jí)為C30，上下配328鋼筋，箍筋為10@100.

墻梁托換時(shí)要按照事先定好的順序，按編號(hào)先進(jìn)行橫墻托換，待橫墻全部托完畢再進(jìn)行縱墻托換.并且，需要分別托換同一側(cè)的墻體，待該側(cè)混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足要求后再按照同樣順序托換另一側(cè).

3.5 頂升糾偏

灌注樁、承臺(tái)、托換梁施工完成后，以灌注樁基為反力支座，在樁承臺(tái)與條形基礎(chǔ)之間布置千斤頂及鋼墊片，采用PLC液壓整體同步頂升系統(tǒng)對(duì)建筑物進(jìn)行同步頂升糾偏.頂升托換體系由樁基礎(chǔ)和托換梁組成.頂升到位后，用鋼墊片支撐并移出千斤頂，采用植筋方式連接樁承臺(tái)和條形基礎(chǔ)，并用C30的混凝土灌實(shí).

頂升量：建筑物糾偏前應(yīng)進(jìn)行各頂升點(diǎn)的垂直度觀(guān)測(cè)，確定各點(diǎn)的糾偏高度，為后續(xù)頂升方案做準(zhǔn)備.本案例垂直度觀(guān)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖4.

圖5 樁護(hù)壁配筋圖 圖6 樁身配筋詳圖 圖7 樁護(hù)壁配筋圖

圖8 托換梁做法截面圖 圖9 變形縫處托換梁做法截面圖

圖10 頂升示意圖 圖11 頂升到位后，鋼墊塊支撐示意圖 圖12 頂升到位后，條形基礎(chǔ)與樁承臺(tái)連接示意圖

圖13 1-1剖面圖 圖14 鋼墊片和千斤頂位置示意圖

3.6 糾偏完成后的工作

糾偏完成后應(yīng)對(duì)基坑及時(shí)回填，先清理基坑內(nèi)雜物，然后采用素土或者2∶8灰土在相對(duì)兩側(cè)或四周回填，分層夯實(shí)至設(shè)計(jì)高度.回填土壓實(shí)系數(shù)≥0.94.

恢復(fù)散水、一層臺(tái)階；地下室填充墻重新砌筑，砌筑要求滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)；對(duì)開(kāi)敞房間、門(mén)洞口處托換梁進(jìn)行拆除，不應(yīng)該影響建筑的使用功能.

3.7 裂縫處理

對(duì)于裂縫寬度<0.3 mm的情況，應(yīng)使用專(zhuān)用封縫膠對(duì)該裂縫進(jìn)行表面封閉處理，再采用如圖所示的方式處理.

對(duì)于裂縫寬度≥0.3 mm的情況，進(jìn)行灌漿修補(bǔ)裂縫，再采用如圖所示的方式進(jìn)行處理.

圖15 墻體裂縫加固示意圖

4 效果分析

根據(jù)完工后兩個(gè)月的跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果，該住宅樓西北角最大沉降僅為20 mm,結(jié)構(gòu)上未發(fā)生任何損壞現(xiàn)象，各方面情況良好，最大傾斜率僅為2‰，完成預(yù)定目標(biāo)值.

5 結(jié) 論

通過(guò)人工挖孔樁法對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固，在基礎(chǔ)頂部增設(shè)托換梁對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛度加強(qiáng)，采用頂升法對(duì)建筑物進(jìn)行糾偏，不僅順利完成糾偏目標(biāo)同時(shí)能保證建筑物的傾斜率不會(huì)增加，且不會(huì)發(fā)生反傾現(xiàn)象.

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Application of Jacking Rectification Technology in Rectification of a Residential Building

CUIJun-yi,WENGWei-su,WANGFeng,ZHIHong-yu

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou,Hebei Province 075000)

This paper introduces the principles,design and construction of the entire jack lifting and leaning rectification for a leaning six-layer brick-concrete structure building.Lifting method is used to rectify the buildings,and rectification recovery is used to reinforce the building foundation.By adding underpinning beam at the top of foundation to improve the basis of superstructure stiffness,the tasks of building rectification and foundation reinforcement are ultimately finished in this residential building.

jack lifting and leaning;foundation reinforcement;rectification recovery

2016-12-10

崔俊毅(1992-)，男，在讀碩士研究生.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.02.010

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