某辦公樓飽和土地基加固方法

文/黃乾 蘭州市第一建設(shè)股份有限公司 甘肅蘭州 730000

1、工程概況

1.1 建筑工程概況

該辦公樓為某市某區(qū)區(qū)政府辦公用房，為地上四層砌體結(jié)構(gòu)雙面樓且用沉降縫分割為兩段，東段建于上1976年，西段建于上1980年，西段建筑總長度為34.38m，總寬度為13.17m，總高度為13.35m，房間開間尺寸均為3.5m，進(jìn)深為5.5m，辦公樓基礎(chǔ)形式均為墻下條形磚基礎(chǔ)，300厚鋼筋混凝土墊層，300厚3:7灰土換填地基。

1.2 建筑物現(xiàn)狀

2018年4月區(qū)政府工作人員發(fā)現(xiàn)辦公樓西側(cè)次入口臺階出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度為10mm～30mm，向外開啟的疏散門因臺階向內(nèi)側(cè)翻翹不能開啟，區(qū)政府立刻組織勘察、設(shè)計(jì)單位人員到現(xiàn)場踏勘，發(fā)現(xiàn)東西兩段沉降縫處散水上下錯開，外墻面沉降縫外包層被拉開，偏移向西側(cè)，室內(nèi)地面、樓面’沉降縫處裝飾層被拉開，且東西兩段地面、樓面出現(xiàn)30mm～40mm的高差，屋面沉降縫封閉層同樣被拉開，東西兩段同樣出現(xiàn)30mm～40mm的高差，一層衛(wèi)生間地面磚翹曲鼓包，上下錯開，一層南面主入口門廳處平臺地磚西側(cè)下沉與東側(cè)形成錯縫。

1.3 原因初步判定

從建筑現(xiàn)狀初步判定引起東西兩段上下錯縫的原因?yàn)槲鞫蔚鼗两翟斐?，地基沉降的原因可能是地基土浸水?dǎo)致地基土含水率增加、飽和度增大，地基土遇水軟化后力學(xué)性能急劇降低，從而引發(fā)建筑物變形沉降。因此應(yīng)立刻查找水源并切斷水源，并對建筑物進(jìn)行沉降觀測，觀測周期為一周，再對建筑物室外和室內(nèi)地基進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)勘探。

1.4 實(shí)施措施及得出結(jié)論

首先疏通場地北面排水不暢的情況，衛(wèi)生間管道損壞漏水應(yīng)切斷水源，建筑物西南角供水管道破損漏水切斷水源。根據(jù)一周沉降觀測數(shù)據(jù)可得建筑物為均勻沉降，地質(zhì)勘探結(jié)果可判斷室室外和室內(nèi)地基土含水率均在22.6～40.7之間（呈流塑狀態(tài)），建筑物西南角及東北角含水率最大，在30.0～40.7之間，探孔在12m深度范圍內(nèi)均為粉質(zhì)黏土。

由此可得引起建筑物沉降的原為地基土含水率較大形成飽和土使地基承載力下急劇降低，從而引發(fā)建筑物變形沉降。

2、加固方案設(shè)計(jì)及施工控制

2.1 加固方案設(shè)計(jì)

首先拆除建筑物四周散水、臺階、花池等，還需探明四周管網(wǎng)。

因地基土含水率較大，呈飽和流塑狀態(tài)，擬采用在建筑物周邊和室內(nèi)夯沖以石灰塊、砂夾石、水泥（比例為5:3:2）為填料的復(fù)合夯擴(kuò)樁，石灰塊有較強(qiáng)的吸水作用對周圍土體起到固化作用，且在熟化過程中體積膨脹，對周圍土體起到擠密效果，水泥同樣有吸水作用。砂夾石、水泥和熟化的石灰在水環(huán)境中固結(jié)成樁體，且體積約能膨脹為原來的2～3倍，樁體的承載力提高且對周圍土體的擠密作用，使地基土的力學(xué)性能得到很大的改善，從而起到地基加固作用。

樁成孔采用機(jī)械夯沖設(shè)備（噸位約在8～12T），要求樁直徑為150mm（可采用無縫鋼管，頭部做成圓錐體），利于進(jìn)入地基土，施工過程應(yīng)控制鋼管的垂直度，并應(yīng)做好沉降觀測，防止機(jī)械夯沖時的振動對建筑物造成二次沉降。復(fù)合樁長約為6.0米，樁下半部分4.5米為石灰塊(塊徑約為300 mm)、砂夾石、水泥填料部分，上部分1.5米為3:7灰土填料，3:7灰土的作用為防止下部分填料膨脹對基礎(chǔ)有抬升的，導(dǎo)致樓體傾斜。

填料的控制可用人工小推車控制，填入深度用米數(shù)控制，當(dāng)樁夯沖至6.0米時，提出鋼管，向孔內(nèi)填入4車填料，繼續(xù)夯沖至樁身長仍為6.0米，4車填料的作用為形成擴(kuò)大樁頭，繼續(xù)向孔內(nèi)填入填料，填入深度為1.0米，再夯沖使填料深度剩余為0.5米，以此為標(biāo)準(zhǔn)夯沖填料深度至-4.5米，剩余部分孔內(nèi)填入3:7灰土，要求壓實(shí)系數(shù)不小于0.97。

樁呈梅花型布置，樁間距為800mm，第一排與第二排排距為450mm，第二排與第三排排距為600mm，第一排樁孔距鋼筋混凝土墊層約為50mm，第一排樁、間隔成孔的目的為防止局部固化造成地基的不均勻沉降，

樁位平面布置圖見圖1。

2.2 施工控制

○1施工前先在最外排打一試樁，用人工小推車滿車填料為衡量標(biāo)準(zhǔn)，并記錄每米填入填料所用的車數(shù)，最外排樁擴(kuò)大頭按4車填料全部夯沖至底為標(biāo)準(zhǔn)，以上按1.0米填料夯沖至0.5米為密室度控制施工，樁上部1.5米全改為夯沖3:7灰土，外排樁，中排樁及內(nèi)排樁可以此為標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)場地施工情況可做調(diào)整。

○2打樁應(yīng)先從建筑物西面開始逐步向東面延伸，先打外排樁，再打中排，最后打內(nèi)排樁，等周邊樁全部施工完成后，恢復(fù)場的周邊散水，散水下部夯壓300mm厚3:7灰土，并恢復(fù)周邊管網(wǎng)。以一個月為沉降觀測周期對建筑物進(jìn)行為期半年的沉降觀測，以沉降觀測結(jié)果判斷看是否進(jìn)行室內(nèi)夯沖樁的施工，因?yàn)檗k公用房緊缺，不能同時破壞室內(nèi)地面成樁，施工周期長對政府辦公造成影響。

○3另外，一樓○10～^○11軸衛(wèi)生間地溝改建為防水地溝，做法見甘12C-G4第7也，衛(wèi)生間地面改建為防水地面，做法見05J909第LD16。

地面沉降縫處理：一至二層?xùn)|西段地面沉降縫外包層拉開部位拆除，清除沉降縫內(nèi)細(xì)石混凝土，用彈性材料裝修裝飾，縫口兩端做成企口縫，

沉降時互相不造成影響，做法見甘12J1-4第8頁○1。

過道處裂開裝飾層拆除用彈性材料裝修裝飾，同樣左右兩側(cè)做成企口縫，沉降時互相不影響，頂棚做法見甘12J1-4第12頁○1節(jié)點(diǎn)，吊頂做法見甘12J1-4第15頁。

屋頂沉降縫處理：屋頂沉降縫破壞封堵拆除，用彈性材料封堵裝飾，縫口兩端做成企口縫，沉降時互相不影響。一層窗下墻裂縫可不做處理。

外墻沉降縫處理：拆除原封堵層，新作封堵層左右兩端做成企口縫，沉降時互相不影響做法見甘12J7第22頁○1節(jié)點(diǎn)。

圖1

3、補(bǔ)充說明

3.1 施工時觀測建筑物及周邊環(huán)境的變化，如有異常立刻停止施工。

3.2 施工時觀察場地地面及建筑物的沉降量可調(diào)整填料的比例。

3.3 復(fù)合樁的填料厚度和填入量及夯壓深度應(yīng)進(jìn)行控制。

3.4 該加固方案在施工前甲方可組織地質(zhì)專家、結(jié)構(gòu)專家進(jìn)行方案論證。