上海市閔行區(qū)某辦公樓糾偏加固實例分析

胡洋

【摘 要】本文對軟土地區(qū)房屋基礎糾偏加固設計、施工及實施效果的實例進行了闡述分析，指出了軟土地區(qū)房屋基礎糾偏加固設計應遵守的原則及程序，對類似地區(qū)房屋基礎糾偏加固具借鑒意義。

【關鍵詞】實例；糾偏加固；掏土；錨桿靜壓樁；軟土地基

The Analysis of Rectification and Reinforce for Building in Minhang District of Shanghai

HU Yang

（Geocon Inter Civil end Consulting Ltd. Shanghai， Shanghai 200083， China）

【Abstract】The example of rectification， reinforce， construction and result of house foundation in the soft soil area is detailed discussed in this paper， indicate the principle and procedure that it must obey， and can be made use of in the house foundation in same area.

【Key words】Example； Rectification； Reinforce； Dig soil； Static pressure pile of anchorage bar； Foudation in the soft soil area

0 引言

軟土地區(qū)常因房屋上部荷重不一、或建筑物體型復雜形心與重心不一、或因為下部土層、軟弱層厚度不一，軟弱層分布不一，導致房屋不均勻沉降、傾斜。房屋糾偏的方法主要有：掏土糾偏、降水糾偏、浸水加壓糾偏、堆載糾偏、注漿抬升糾偏、頂升糾偏、應力解除法糾偏[7]、綜合糾偏等方法[1-12] 。20世紀80年代上海地區(qū)建造的多層住宅，大多采用天然地基，基礎沉降量偏大，不少亦發(fā)生不均勻沉降，傾斜超出規(guī)范要求，需糾偏加固。

本文系統(tǒng)介紹了軟土地區(qū)房屋由于地基變形大，引起不均勻沉降和傾斜超標的糾偏加固設計，采取鉆機掏土糾偏、錨桿靜壓樁加固施工，及實施效果監(jiān)測分析的成功實例。

1 工程概況

上海某公司辦公樓位于閔行區(qū)，房屋平面呈矩形，為六層磚混結構，占地約616m2，建筑面積約3688m2，建筑總高度為25m；墻下鋼筋混凝土條基，基礎埋深1.50m，外墻基礎寬度2m，墻下基礎厚度250mm，基礎邊緣厚度150mm。該樓建于1985年，2009年在其房旁側建另一樓，兩樓比較發(fā)現此樓傾斜，經檢測房屋由南向北傾斜，斜傾率8.5‰左右。

2 場地工程地質條件

場地土層分布情況如表1，該場地⑤2層以淺土層相對較差，性質相對較好樁基持力層為⑤3層，埋深約為19米。辦公樓北側原有一條近東西向的暗浜。場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型，其水位動態(tài)變化主要受控于大氣降水。地下水埋深在0.60-0.80米之間。本場地地下水及地基土對混凝土不具腐蝕性。

場地土層特性及主要力學性質指標見表1。

表1 土層特性主要力學性質指標

3 房屋沉降傾斜現狀與原因分析

引起房屋傾斜原因是房屋北側原有一條近東西向暗浜，其土層強度低、壓縮性高、土性差，暗浜處理未到位，持力層土層不均勻，導致房屋北側沉降大，引起房屋向北傾斜。平均傾斜率8.5‰。（見圖1）

圖1 房屋垂直度測量結果與檢測點、樁位掏土孔平面布置示意圖

注：1.圖中為錨桿靜壓樁，樁身斷面250×250mm，設計樁長200m；

2.圖中為掏土孔，每個掏土孔分三個方向掏土，中間空10m，分叉孔8m；

3.壓樁處基外挑1000mm，基礎邊緣厚度150mm，坡度為1：8；

4.圖中192房屋垂直度測量結果（單位為mm，箭頭表示傾斜方向）；

5.C6為監(jiān)測點.

4 房屋加固糾偏設計方案

4.1 房屋糾偏設計原則

糾偏是指對已發(fā)生較大傾斜的建筑物進行扶正的施工與監(jiān)測過程。對房屋基礎沉降已基本穩(wěn)定的建筑物可只采用糾偏對房屋進行直接扶正，對已發(fā)生較大傾斜且沉降速率仍較大，若想徹底根治房屋傾斜，不僅需糾偏，并且需要對基礎地基進行加固，這樣，施工后房屋才不會再次發(fā)生傾斜。

4.2 糾偏設計方案

據房屋傾斜狀況及沉降發(fā)展趨勢，擬采用對房屋進行糾偏并同時對地基進行加固的施工方案。

因房屋向北側傾斜，所以在南側布置掏土孔，進行糾偏；因為房屋北側沉降大，故在房屋南側按一墻一樁、北東角加樁的原則布置錨桿靜壓樁（共16根）加固，使其穩(wěn)定減少沉降；南側在掏土糾偏達到設計要求后亦進行錨桿靜壓樁加固，以起到穩(wěn)定房屋沉降的目的；因房屋整體性較差，故在西側亦可布置了2根錨桿靜壓樁，以起到穩(wěn)定、加固、止傾的作用。

（1）樁型、樁徑、樁長確定與單樁承載力設計值估算。

據房屋沉降傾斜狀況及場地工程地質條件，擬定本工程采用錨桿靜壓樁為250×250mm預制方樁，每節(jié)段長2-2.5m，有效樁長為20.0m（控制在17-21米之間），樁尖進入⑤3層。單樁承載力設計值為250-300kN（設計施工25根，群樁承載力設計為6500-7800kN，即總提供承載力為房屋總荷重的重量15%-20%，可達到對房屋糾傾加固要求。樁位布置見圖1。

（2）基礎底板抗沖切驗算

FL≤αftumh0

式中：FL——作用于沖切力破壞錐體上的沖切力設計值，取單樁承載力設計值；

ft——承臺混凝土抗拉強度設計值（fc=1.1N/mm2）；

um——沖擊波、破壞錐體一半有效高度處的周長（um=1632）；

h0——承臺沖切破壞錐體的有效高度（h0=181）；

α——沖切系數，α取0.6；

0.6×0.9×181×1632=159000N=159kN<300kN

由此可見，單樁承載力設計值大于基礎底板抗沖切力，基礎底板需加固處理。

（3）最終壓樁力的確定

P（pc）=Kp×Rd

式中：Rd——單樁承載力；

Kp——0.96-1.30砂土、粘性土，素填土為1.50。 Kp按地質勘察報告加權平均，取值為1.2；

最終壓樁力=單樁承載力設計值×1.2=360kN。

（4）、掏土量的計算

掏（排）土糾偏是指在傾斜建筑物基礎沉降的部分采取掏（排）土的迫降措施，形成基底下土體部分產生空洞，依靠結構物自重擠壓土體，產生一定側向擠出變形，迫使基礎下沉，使不均勻沉降得到調整，從而達到糾偏目的。

掏土量Q計量：

Q=K×L×B×ΔS =0.22×14.8×49.6×0.159=25m3；

式中：K——經驗系數， 經驗值取0.22（條基）；

L——基礎底面的長度；

B——基礎底面的寬度；

ΔS——差異沉降。

根據本建筑物情況及長度，共布置14個掏土孔，即每孔從不同方向掏土共計為1.8m3。具體每孔掏土量據沉降量及現場監(jiān)測反饋的信息來調整。

5 糾偏加固施工技術

5.1 錨桿靜壓樁施工

5.1.1 錨桿靜壓樁工作量

加固采用250×250mm的錨桿靜壓樁，本次壓樁樁長為20m，樁尖進入⑤3層，共壓樁25根。

5.1.2 錨桿靜壓樁施工流程

在房屋外側基礎開挖施工槽，將基礎暴露；

①因基礎厚度較薄（邊緣150mm），單樁承載力設計值大于基礎底板抗沖切力，所以應先澆注混凝土加固基礎，（澆注混凝土厚度大于150mm，應加早強劑）；

②樁孔定位；

③開鑿樁孔，尺寸350×350；

④安裝錨桿，采用M27×4，硫磺膠泥固結；

⑤安裝壓樁架；

⑥壓樁，樁頂進入底板50-100mm；

⑦采用電焊接樁，4#角鐵，長度20cm；

⑧封樁帽粱采用錨桿交叉焊？椎16鋼筋；

⑨帽梁尺寸700×500×200，混凝土強度C30，采用600#微膨脹水泥；

⑩在封樁時施加預應力。

5.1.3 錨桿靜壓樁施工技術[11-12]

①施工中開鑿樁孔尺寸上口≥300×300mm，下口≥350×350mm，樁孔應盡量靠近基礎梁。壓樁前用小鉆桿探明地下有無障礙物，保證樁能壓下去。

②采用M27×4錨桿，錨桿長度為450mm。

③樁架應與錨桿緊固到位，防止樁架晃動，樁架與基礎平面保持垂直。

④基樁樁尖就位時保持垂直，嚴禁偏心受壓，樁段就位后必須加以校正，保持與上節(jié)樁在同一軸線上，垂直偏差不超過1.5%的樁長。

⑤采用電焊接樁，為確保接頭質量，接樁前清除接樁角鐵鐵銹，焊接時予以滿焊。

⑥壓樁應一次到位，嚴禁超時停頓。

⑦施工前應做好原材料、預制構件的合格質檢證明及試驗報告，施工過程中認真記錄壓樁力及樁長，施工后做好隱蔽工程驗收。

⑧封樁前應清洗孔壁和排水，采用？椎16交叉鋼筋與錨桿焊接，保證樁與基礎連接可靠后封樁。

⑨采用C30早強微膨脹混凝土封樁并澆筑帽梁，帽梁尺寸700×500×200mm。

壓樁終止控制標準：①壓樁到設計樁長；②壓樁樁頂反力超過最終壓樁力。兩條滿足其中一條即可終止壓樁。

5.2 掏土施工技術

5.2.1 鉆機掏土工藝流程

鉆機就位→起吊鉆桿→鉆桿定向→鉆進→鉆桿定向調整→取土

5.2.2 鉆機掏土技術

①鉆機就位后應保持機身穩(wěn)定，防動。

取土采用Φ120的麻花鉆頭，采取多向鉆進取土，各掏土點含三孔，呈三叉形分布，中間孔8m，30度，分叉孔10m，40度。掏土順序為先中間孔，再分叉孔，掏土點順序均采取內插法。即：掏土均從房屋兩側開始，再掏中間掏土點，然后從兩側間隔掏土；首先干掏，若效果不明顯，再用水沖。

②嚴格控制第一次掏土量，每孔掏土量控制在0.2方。掏完第一遍后，按原來順序掏第二遍，以此類推。傾斜大處的反向多掏土，傾斜小處的反向少掏土；掏土變化敏感處，次日少掏，掏土變化不敏感處，次日多掏；據監(jiān)測數據，及時調整掏土部位。

③鉆孔定向一般與基礎呈30度至45度。

④鉆進時，一般應以低速、大扭距的檔位進行，以保證取土效果。

⑤在沉降指標達到設計要求后應對掏土孔進行回填，回填采用中粗砂。

由于建筑物掏土側環(huán)境比較復雜，為避免持續(xù)掏土對地下管線或相鄰建筑物造成損傷，掏土應盡量緩慢進行，每天的掏土糾編量應不大于5mm。

掏土孔與地面呈30°-45°斜直?？讖?00mm，間距約4m，掏土深度8-10m。見圖1。

5.3 監(jiān)測技術要求

采用二等精度閉合導線的水準測量，并用全站儀對房屋進行傾斜測量。

掏土側（房屋南側）在掏土期間的沉降速率控制在5mm/天以內，如沉降速率接近5mm/天，據現場情況停止或減慢掏土速率直到沉降速率下降至2mm/天以內，才能重新開始掏土。

同步監(jiān)測，反饋信息，指導施工；施工異常，及時分析，適時調整，從而達到優(yōu)化施工方案、信息化施工的目的。

施工采用信息化施工，要求每天對房屋進行沉降監(jiān)測，每天上午9時前將前一天沉降觀測結果報告業(yè)主與現場施工管理人員、現場項目經理根據前一天沉降結果，調整施工進度。如果沉降異常情況及時召開現場分析會，研究對策，指導施工。

5.4 施工順序安排

先在房屋北側進行錨桿靜壓樁加固，立即進行封樁，而后進行南側掏土，待南部掏土糾傾至接近設計要求后，再施工南部錨桿靜壓樁。南部暫不封樁，待建筑物糾傾快到預定目標后，再行封樁，封樁后還會適當回傾。

6 糾偏加固效果

糾偏歷時不足二月，糾正了偏移量，房屋整體傾斜率降到了3‰，達到了糾偏目的。

從沉降歷時曲線可知，歷時6月各點日沉降量均<0.001mm（見圖2、圖3），從而可知加固效果良好。

圖2 沉降監(jiān)測點變化曲線圖（C1、C3、C5與C7、C9比較）

圖3 沉降監(jiān)測點變化曲線圖（C2、C4與C6、C8比較）

7 結語

通過本例可歸結出：

（1）軟土地區(qū)房屋的糾偏加固設計施工應充分考慮場地工程地質條件、房屋沉降傾斜現狀及原因、與糾偏加固過程中房屋傾斜沉降的發(fā)展狀況等；

（2）軟土地區(qū)的糾偏應據房屋的傾斜狀況及糾偏過程中房屋傾斜糾正發(fā)展的情況進行：傾斜大處的反向多掏土，傾斜小處的反向少掏土；掏土變化敏感處，次日少掏，掏土變化不敏感處，次日多掏；據監(jiān)測數據，及時調整掏土部位。

（3）通過本例可歸結出：軟土地區(qū)房屋糾偏可由掏土實現；地基加固可采用錨桿靜壓樁工藝，在加固過程中可利用施工工藝兼顧房屋糾傾；糾偏過程應遵守緩慢、均勻、控制調整糾偏速率；實時監(jiān)測，信息化施工，不斷優(yōu)化施工方案，可事半功倍；該糾偏加固實例可為類似地區(qū)借鑒參考。

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[責任編輯：謝慶云]

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