掏土迫降法在軟土地基房屋糾偏中的應(yīng)用

張 勤 羽

(上海長(zhǎng)凱巖土工程有限公司，上海 200093)

掏土迫降法在軟土地基房屋糾偏中的應(yīng)用

張 勤 羽

(上海長(zhǎng)凱巖土工程有限公司，上海 200093)

迫降糾偏是對(duì)建筑物沉降較小一側(cè)地基施加強(qiáng)制性沉降的措施，掏土迫降是目前軟土地區(qū)應(yīng)用較為廣泛的一種方法，通過在建筑物沉降少的一側(cè)的基底取土，人為地使該側(cè)地基土支撐面積減少，在上部結(jié)構(gòu)荷載作用下，使基底應(yīng)力增加，土體在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力的共同作用下，使該側(cè)的地基土發(fā)生變形，強(qiáng)迫該側(cè)基礎(chǔ)下沉。對(duì)于年代久遠(yuǎn)的房屋，增加基礎(chǔ)剛度后同樣可以采用該方法，且效果較好。通過具體案例介紹，說明這一技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

掏土迫降,房屋糾偏,軟土地基,錨桿靜壓樁

0 引言

隨著近年來我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大、城市人口迅速增長(zhǎng)，城市核心區(qū)的軌道交通和住宅項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模不斷增大。隨著新增工程建設(shè)項(xiàng)目的開展，軟土地區(qū)許多建造于20世紀(jì)的多層房屋受到臨近工程的影響，出現(xiàn)開裂、傾斜、不均勻沉降等問題。這些老舊房屋一般采用磚混結(jié)構(gòu)，大部分采用天然地基，整體性相對(duì)較差，容易受到外界環(huán)境的影響[1-4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)房屋的傾斜率達(dá)到4‰，房屋內(nèi)的住戶就會(huì)有居住不適、使用不便的感覺，如果傾斜率達(dá)到7‰，房屋就會(huì)有嚴(yán)重?fù)p壞的危險(xiǎn)。

迫降糾偏是對(duì)建筑物沉降較小一側(cè)地基施加強(qiáng)制性沉降的措施，使其在短期內(nèi)產(chǎn)生局部下沉，以扶正建筑物的一種糾偏方法，常見的迫降糾傾法[1-4]包括掏土法、水沖法、加壓法、振搗法、淤泥觸變法、樁基卸載法等。其中掏土糾偏法是指通過在建筑物沉降少的一側(cè)的基底取土，人為地使該側(cè)地基土支撐面積減少，在上部結(jié)構(gòu)荷載作用下，使基底應(yīng)力增加，土體在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力的共同作用下，使該側(cè)的地基土發(fā)生變形，強(qiáng)迫該側(cè)基礎(chǔ)下沉。同時(shí)使原建筑物沉降大的一側(cè)不再沉降，以達(dá)到調(diào)整兩側(cè)基礎(chǔ)沉降差的目的，恢復(fù)建筑物的垂直度到規(guī)范允許值。

本文涉及工程采用斜向掏土迫降方法，并在糾偏過程中結(jié)合錨桿靜壓樁技術(shù)，成功對(duì)房屋實(shí)施了糾偏，根據(jù)目前沉降觀測(cè)結(jié)果，糾偏效果十分理想，目前建筑物傾斜率滿足規(guī)范要求，且變形已經(jīng)穩(wěn)定，確保了居民的正常使用。

1 工程概況

上海某小區(qū)1號(hào)樓為6層建筑，建造于1982年，建筑平面近似呈矩形，長(zhǎng)約35.2 m，寬約13.2 m，高約16.8 m，層高為2.8 m。主體采用磚混結(jié)構(gòu)，樓板為預(yù)制板，采用坡屋頂。房屋基礎(chǔ)為大放腳基礎(chǔ)，天然地基，持力層為第②層粉質(zhì)粘土層，房屋整體呈現(xiàn)向北傾斜現(xiàn)象，在東西向無明顯規(guī)律。房屋向北傾斜率為7.1‰～12.6‰，東西向傾斜在0.7‰～1.2‰之間,見圖1。

2 土層特點(diǎn)

勘探深度范圍內(nèi)土層如表1所示。

第①層填土，局部表層為水泥地坪，下部以粘性土為主，夾碎石、磚塊及有機(jī)質(zhì)等，土質(zhì)松散且不均勻。

第②1層灰黃色粉質(zhì)粘土，含云母、氧化鐵斑點(diǎn)及鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部夾薄層粉性土，呈可塑～軟塑狀，中等壓縮性，土層厚度為1.7 m。

第③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粘質(zhì)粉土，含云母，夾粉質(zhì)粘土及薄層粉砂，土質(zhì)不均勻，呈流塑狀，高等壓縮性，土層厚度為5.7 m。

第④層灰色淤泥質(zhì)粘土，含云母，夾少量薄層粉砂，土質(zhì)均勻，呈流塑狀，高等壓縮性，土層厚度為7.9 m，該層為基礎(chǔ)沉降的主要壓縮層。

第⑤層灰色粉質(zhì)粘土，含云母、有機(jī)質(zhì)、泥鈣質(zhì)結(jié)核及半腐殖物根莖，局部夾粘土，呈軟塑狀，中等壓縮性，土層厚度為7.8 m。

第⑥層暗綠色粉質(zhì)粘土，含云母，夾細(xì)砂、粉砂、粘質(zhì)粉土及薄層粘性土，呈可塑～硬塑狀，具中等壓縮性，土層厚度為5.4 m。

勘察報(bào)告建議的各土層參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值和典型的靜力觸探比貫入阻力平均值見表1。

表1 土層參數(shù)及比貫入阻力平均值

3 糾偏設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)與分析

糾偏工程是一項(xiàng)復(fù)雜、高風(fēng)險(xiǎn)、高技術(shù)含量的特種工程，糾偏設(shè)計(jì)施工前應(yīng)充分掌握工程相關(guān)的資料和信息，對(duì)項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行充分分析：

1)經(jīng)調(diào)查，本工程主體采用磚混結(jié)構(gòu)，樓板為預(yù)制板，房屋基礎(chǔ)為大放腳基礎(chǔ)，房屋建造時(shí)間久遠(yuǎn)，整體性相對(duì)較差;

2)根據(jù)本工程勘察資料,場(chǎng)地為上海正常地層,地表以下14 m深度范圍內(nèi)以飽和軟弱粘性土為主，對(duì)沉降控制較為不利；

3)根據(jù)房檢報(bào)告，由于該房屋傾斜率較大(部分大于10‰)，已經(jīng)影響到該房屋的正常使用，且該房屋傾斜趨勢(shì)不穩(wěn)定，絕大部分的測(cè)點(diǎn)沉降速率大于0.011 mm/d；

4)該房屋處于密集居住區(qū)內(nèi)部，施工進(jìn)出相對(duì)不便;

5)目前房屋一樓內(nèi)部住戶、店鋪較多，為后期加固帶來很多不便，糾偏加固難度較大。

4 糾偏設(shè)計(jì)方案

糾偏工程設(shè)計(jì)是糾偏工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅需要理論計(jì)算，還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

綜合本工程實(shí)際情況，考慮采用斜向掏土技術(shù)，擾動(dòng)基礎(chǔ)持力層(②層粉質(zhì)粘土)下方的第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，并利用建筑物自重使建筑物沉降小的一側(cè)產(chǎn)生附加應(yīng)力集中效應(yīng)，使地基土產(chǎn)生附加變形，達(dá)到糾偏目的。該方法是利用抽取2層以下土體，所以對(duì)基礎(chǔ)持力層土體擾動(dòng)相對(duì)不大。

掏土孔外徑為150 mm，長(zhǎng)度10 m，孔距1.0 m，部分掏土孔具體位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理調(diào)整。

1)水平糾傾量計(jì)算。

本房屋高約16.8 m，根據(jù)JGJ 270—2012建筑物傾斜糾偏技術(shù)規(guī)程規(guī)定的糾傾標(biāo)準(zhǔn)[5]：當(dāng)室外地面算起的建筑物高度小于24 m或者不大于7層時(shí)，建筑物糾傾水平變形控制值不大于高度的4‰，即：

SH≤0.004Hg

(1)

式中各參數(shù)詳見規(guī)范中的規(guī)定。

取最大傾斜值12.6‰ 作為糾偏設(shè)計(jì)值，房屋傾斜滿足相應(yīng)規(guī)范要求時(shí)糾傾量為：

(2)

SH=(12.6‰-4.0‰)×16.8=144.5 mm。

2)豎向沉降量計(jì)算。

SV=(12.6‰-4.0‰)×13.2=113.5 mm。

3)掏土量估算。

根據(jù)房屋平面尺寸以及豎向沉降量，估算掏土方量：

為控制糾偏后建筑后期沉降，采用錨桿靜壓樁對(duì)房屋周邊及內(nèi)部進(jìn)行適當(dāng)加固，加固錨桿靜壓樁型采用φ219×6鋼管樁，樁長(zhǎng)28 m，樁端落于土層稍好的第⑥層粉質(zhì)粘土中，則沉降壓縮層調(diào)整為低壓縮性的⑥,⑦土層，可以有效控制基礎(chǔ)沉降。考慮到建筑物整體性較差，在掏土糾偏前新增400 mm厚底板，底板通過穿墻梁與承重墻有效結(jié)合，以增加整體剛度，見圖2，圖3。

5 糾偏方案實(shí)施

5.1施工流程

工況一：進(jìn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備，確定施工范圍，并對(duì)原有建筑物進(jìn)行復(fù)測(cè)，如與設(shè)計(jì)圖紙不符，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位；

工況二：埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行初始觀測(cè)；

工況三：對(duì)新增基礎(chǔ)梁區(qū)域進(jìn)行開挖，應(yīng)采取間隔分段施工的方式，每段長(zhǎng)度為6 m～8 m，并采用薄壁鉆機(jī)對(duì)穿墻梁開孔施工；

工況四：第一階段基礎(chǔ)梁綁扎鋼筋，預(yù)留壓樁孔，澆筑混凝土；

工況五：基礎(chǔ)梁強(qiáng)度達(dá)到70%，沉樁施工鋼管樁(同時(shí)采用C20混凝土進(jìn)行填芯)，每根樁壓樁完成后，采用C35微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行封樁。

5.2迫降施工及監(jiān)測(cè)

在該房屋南側(cè)沉降較小一側(cè)進(jìn)行掏土，釋放地基土體應(yīng)力，使建筑物在此邊沉降加大，并用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀對(duì)整個(gè)建筑物保持監(jiān)測(cè)，以便隨時(shí)對(duì)掏土孔數(shù)量及深度、掏土速率等進(jìn)行調(diào)整，直至建筑物傾斜度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

糾偏回傾率控制在2 mm/d～3 mm/d，盡量減小糾偏對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的影響。掏土完畢后對(duì)掏土孔注漿處理，確保地基土密實(shí)度，保證房屋沉降在控制范圍之內(nèi)。

在掏土過程中應(yīng)加強(qiáng)沉降觀測(cè)，做到信息化施工，合理控制糾偏速率，采用循序漸進(jìn)的方式，盡量減少對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的影響。

5.3錨桿靜壓樁施工要求

壓樁流程應(yīng)嚴(yán)格按照施工工況進(jìn)行，每一工況下壓樁順序采取跳壓施工方式。先在房屋北側(cè)進(jìn)行錨桿靜壓樁加固施工；而后進(jìn)行糾偏和其他部位的錨桿靜壓樁施工，錨桿靜壓樁暫不封樁，待糾偏達(dá)到預(yù)定目標(biāo)后再行封樁。

壓樁時(shí)樁段的垂直度偏差不得超過0.5%樁段長(zhǎng)(樁插入時(shí))，壓樁時(shí)要確保壓樁架垂直，壓樁采用樁長(zhǎng)控制為主，壓樁反力作為參考。封樁采用C35微膨脹早強(qiáng)混凝土，HEA型膨脹劑以8%比例替代水泥，封樁時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械振搗密實(shí)，封樁至基礎(chǔ)頂面；壓樁過程中，樁頂應(yīng)墊鋼板，防止樁頂局部破壞，壓樁施工一次到位，中間不得停歇。

6 監(jiān)測(cè)及結(jié)果分析

糾偏施工前對(duì)建筑物沉降及傾斜做一次全面測(cè)量，做好背景值記錄，糾偏期間每2 d沉降觀測(cè)1次，并即時(shí)做好整理，匯總及分析工作，做到信息化施工，據(jù)施工監(jiān)測(cè)、壓樁等反饋情況，不斷調(diào)整、不斷優(yōu)化施工程序。

從圖4～圖6看出，受錨桿樁施工影響，建筑物傾斜率增大，但隨著掏土施工的進(jìn)行，房屋沉降不斷增大，傾斜率逐漸減小，整個(gè)過程相對(duì)平緩，糾偏期間房屋上部結(jié)構(gòu)裂縫相對(duì)較少，項(xiàng)目順利實(shí)施。

7 結(jié)語

1)對(duì)于基礎(chǔ)整體性較差的建筑，在增加筏板基礎(chǔ)提高整體后，仍可以采用迫降法實(shí)現(xiàn)建筑物的整體均勻回傾。

2)掏土迫降速度是糾偏工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，建筑物回傾具有突變性，稍有不慎，將會(huì)造成結(jié)構(gòu)破壞，掏土過程中必須做到施工和監(jiān)測(cè)的有效結(jié)合，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，控制掏土速率，保證均勻沉降。

[1] 唐葉清.建筑物移位與增層改造[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008:356-420.

[2] 程冰潔，屈社民.多層樓房地基加固糾偏方法及工程實(shí)例[J].巖土工程技術(shù)，2002(2)：103-106.

[3] 鄭俊杰，張建平，劉志剛.軟土地基上建筑物加固及綜合糾偏[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001，20(1):123-125.

[4] 劉祖德，俞季民.地基應(yīng)力解除法的基本原理和工程實(shí)踐效果[A].第六屆全國(guó)土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].1991.

[5] JGJ 270—2012,建筑物傾斜糾偏技術(shù)規(guī)程[S].

Applicationofsoildumpingmethodinbuildingdeviationcorrectiononsoftsoilfoundation

ZhangQinyu

(ShanghaiChangkaiGeo-technicalEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200093,China)

The correction of forced landing is a measure of forced settlement of the ground on the smaller side of the building. Forced settlement in soft soil area is currently widely used method， through the settlement of the side for less in the building of the earth, make the side soil support area reduced, as the moon in the upper structure load， the basal stress increases in soil gravity stress and additional stress interaction next, make the lateral deformation of the foundation soil, the lateral force of foundation sinking. For older houses， the method can also be adopted by increasing the stiffness of the foundation， and the effect is better. This paper gives a brief introduction to this technology and illustrates the application of this technology in practical engineering.

soil dumping, building deviation correction, soft foundation, pressed pile by anchor rod

1009-6825(2017)32-0062-03

2017-09-03

張勤羽(1985- )，男，碩士，工程師，國(guó)家注冊(cè)土木工程師(巖土)，一級(jí)建造師(建筑)

TU471.8

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