淺議某辦公樓的地基加固

邢 華 雷

(煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030001)

1 概述

1.1 設(shè)計(jì)情況

該辦公樓建于2014年，為單層框架結(jié)構(gòu)，布置形式為中間走廊兩邊辦公室設(shè)置的常見形式，走廊寬2.2 m，兩邊辦公室進(jìn)深7.2 m，開間均為3.9 m，層高3.6 m，中間設(shè)置進(jìn)出門廳，開間為5.4 m。平面呈矩形布置,見圖1，總長36.6 m，總寬16.6 m，總建筑面積約600 m2。建筑抗震設(shè)防分類為乙類，抗震設(shè)防烈度為7度(0.15g，第二組)，場地類型為Ⅲ級(jí)，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí)；地基采用1.5 m厚的3∶7灰土換填墊層法進(jìn)行處理，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立柱基，埋深為2.4 m；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：基礎(chǔ)墊層C15，基礎(chǔ)C30，框架柱、梁、板C30，圈梁、構(gòu)造柱、現(xiàn)澆過梁C25；鋼材采用HPB300，HRB335及HRB400級(jí)鋼，填充墻體采用混凝土加氣砌塊砌筑。

1.2 損壞情況

個(gè)別房間地面存在下沉呈現(xiàn)緩坡狀現(xiàn)象，地磚拼縫變大，地面隆起現(xiàn)象明顯；衛(wèi)生間墻面瓷磚被地面擠壓后，出現(xiàn)嚴(yán)重的隆起開裂現(xiàn)象；南外墻大理石墻裙被散水?dāng)D壓后，出現(xiàn)隆起破損的現(xiàn)象。

該房屋墻體及框架梁均存在不同程度開裂的現(xiàn)象，根據(jù)裂縫所處的部位不同，可分為以下三種類型的裂縫：

第一種裂縫為填充墻體上的斜向貫通裂縫，大多數(shù)呈外高內(nèi)低狀(內(nèi)外指朝向室內(nèi)外)，長度介于0.6 m～3.5 m，寬度介于1.0 mm～12.0 mm。

第二種裂縫為框架梁、柱與填充墻體交接處貫通裂縫，呈水平或豎直狀，長度介于1.4 m～2.2 m，寬度介于1.0 mm～10.0 mm。

第三種裂縫為框架梁斜向裂縫，裂縫位置緊鄰框架柱，同樣呈外高內(nèi)低狀(內(nèi)外指朝向室內(nèi)外)，長度介于0.1 m～0.5 m，寬度介于0.1 mm～1.0 mm。

根據(jù)現(xiàn)場狀況分析，以上所述裂縫均為地基基礎(chǔ)的不均勻沉降而導(dǎo)致,見圖2。

1.3 原因分析

造成該建筑結(jié)構(gòu)裂縫的原因?yàn)楦咛罘綀龅氐鼗辆鶆蛐圆睿临|(zhì)具有 Ⅱ 級(jí)中等自重濕陷性，現(xiàn)場排水措施不足，加之該房屋下的3∶7灰土墊層的質(zhì)量稍差，部分水入滲至地基土層后產(chǎn)生濕陷變形，發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，最終引起了上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形、開裂。

2 加固設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，結(jié)合 JGJ 123—2012既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范的相關(guān)方法介紹，本工程主要涉及基礎(chǔ)加固、地基加固、修補(bǔ)裂縫。

2.1 基礎(chǔ)加固

增加整體剛度，控制不均勻沉降。由于要求加固期間不能干擾室內(nèi)數(shù)控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，故加固方式具有局限性。

2.1.1加固方式對(duì)比

1)樹根樁加固獨(dú)立柱基。

樹根樁直徑200，鋼筋混凝土成樁，在柱基內(nèi)部或周邊設(shè)置4根，樁體穿透軟弱土層，到達(dá)穩(wěn)定土層。并擴(kuò)大基礎(chǔ)面積，增加基礎(chǔ)上部受力鋼筋。但本工程由于基礎(chǔ)下軟弱土層不穩(wěn)定，擔(dān)心擾動(dòng)基礎(chǔ)及下部直接受力土層，導(dǎo)致下沉加劇，故放棄此法。

2)獨(dú)基改筏板。

在獨(dú)基底面增設(shè)300厚鋼筋混凝土筏板，利用植筋和焊接，使獨(dú)基連成片，增加基礎(chǔ)整體剛度，抵抗不均勻沉降。由于原基礎(chǔ)為局部換填，故新做筏板下部存在不均勻土層，并且新增的筏板基礎(chǔ)荷載對(duì)于軟弱土層不利，會(huì)帶來更大的沉降。而且此法會(huì)開挖全部室內(nèi)地面，造成室內(nèi)停工和破壞地下管線。故此法未采用。

3)增設(shè)支點(diǎn)法。

即在盡量少擾動(dòng)原基礎(chǔ)的情況下，在兩個(gè)柱之間增加一個(gè)支點(diǎn)，即用人工挖孔灌注樁穿透軟弱土層，支撐上部建筑，分擔(dān)原獨(dú)立柱基的受力。灌注樁上部設(shè)置承臺(tái)，在承臺(tái)上部新做拉梁，一來可以不用加固原有拉梁，保留原有墻體及裝修，節(jié)省造價(jià)；二來多一道拉梁，可以提高整體剛度，控制不均勻沉降。灌注樁直徑800，樁長6 m，設(shè)置在建筑外墻和內(nèi)走廊。

2.1.2需要注意的兩點(diǎn)

1)考慮鋼筋籠吊裝和施工的難度，可能會(huì)出現(xiàn)灌注樁偏心的問題，通過工地現(xiàn)場協(xié)調(diào)配合，可以保證新增地梁寬度范圍全部落在灌注樁上，樁直徑可能會(huì)達(dá)到1 m，存在多澆筑混凝土的情況；

2)還有就是樁長的問題，如建筑東面，原地基土密實(shí)度較好，土體穩(wěn)定，樁長會(huì)縮短，同樣西邊回填土密實(shí)度差，樁長可能會(huì)增加，我們會(huì)根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整樁長，保證灌注樁的端部進(jìn)入穩(wěn)定的老土層。保證加固效果，見圖3～圖5。

2.2 地基加固

爭取消除地基土濕陷性或防止外來水再次浸入地基。在建筑周邊圍打2排～3排灰土樁，樁徑400，樁長5 m～9 m不等。一來可以吸收土層水分，二來可以對(duì)原地基起到擠密圍箍效果。

需要注意的問題：因?yàn)閺默F(xiàn)有的樁基開挖情況可知，地基土層內(nèi)分布有砂石土層，砂石粒徑過大會(huì)造成灰土樁成孔困難，所以根據(jù)現(xiàn)場情況，對(duì)于未能施工灰土樁的區(qū)域我們會(huì)采用雙液注漿的方式加固地基。

2.3 其他加固

待加固工作結(jié)束后，建筑物沉降穩(wěn)定后，對(duì)開裂的墻體、梁、柱進(jìn)行灌膠填縫處理。

場地排水措施的修復(fù)和建筑周邊場地采用灰土封閉。

3 加固施工注意事項(xiàng)

1)人工挖孔灌注樁的施工：由于樁徑較大且土層中局部含有砂卵石層，所以在下挖過程中的成孔支護(hù)工作尤為重要，根據(jù)現(xiàn)場情況，工地采用弧形鋼板支護(hù)，從地面下2 m開始設(shè)置，成孔后馬上進(jìn)行鋼筋下孔的工序，由于室內(nèi)層高的限制，鋼筋籠采用分段下放分段綁扎。

2)為了灌注樁和承臺(tái)一同澆筑，先把地下部分的灌注樁澆筑完畢，再澆筑地上部分，可有效的控制振搗密實(shí)度的問題。

3)對(duì)于墻體開裂大于1 cm縫寬的，要重新砌筑，不可修復(fù)。

4 加固效果分析

該辦公樓在加固完畢后，很好的解決了高填方軟弱土層不均勻性及濕陷的問題。場地的硬化及灰土樁的補(bǔ)打，可以防止后續(xù)雨水滲入的情況。在保證室內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，保證施工質(zhì)量，控制加固成本不高于新建成本的60%。