某底框结构的纠偏加固分析

陈映棠 俞 清

(山西省建筑科学研究院，山西太原 030001)

1 工程概况

某办公楼位于山西省介休市新建路北，客运站附近，建于20世纪80年代，是一幢5层底框结构，局部6层(位于建筑西部)，地下1层及地上2层为框架结构，上部4层为砖混结构，建筑外包尺寸为:长×宽=38.8 m×12.6 m，建筑面积约3 000 m2。

根据地质勘察报告，地基土构成及地基承载力特征值见表1。

表1 土层分布

建筑场地现状西北侧地基土浸水，土体湿陷性部分消除，承载力降低，而建筑东侧地基土尚维持原状，土层深度在8.5 m以上仍具湿陷性，且地基土承载力相对较高;根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范规定，处于中、低压缩性土层的框架结构的基础倾斜率允许值为0.21%。

业主在装修该建筑物时，发现楼板找平厚度过大，鉴于这种情况，业主要求立即进行房屋的纠偏加固施工。我院对该建筑物进行了沉降观测，测点布置见图1。表2为最初三次沉降观测值。由于建筑物已使用有三十余年，下部土体湿陷基本消除，纠偏前南北最大倾斜率远低于规范要求，即目前建筑物沉降已经趋于稳定。由于采用条形基础且基础宽度较大，整体性较好，建筑物墙体和梁板未出现裂缝，具备纠偏的条件。

图1 建筑物沉降观测点

表2 本次纠偏前房屋沉降观测结果mm

2 房屋倾斜的原因分析

经过对现场情况的分析，房屋出现倾斜的主要原因如下:

1)建筑物北面地基防水处理不当，长期遭受雨水及管道污水的侵蚀。2)地基土南硬北软。南面的三七灰土明显比北面的厚、硬。由于北侧土的压缩性比南侧土高，因此房屋向北侧倾斜。

3 纠偏措施

通过对房屋倾斜原因的分析，制定如下措施:在南侧钻孔掏土促使其沉降，在北侧打灰土桩限制其沉降，这样北侧沉降得以减缓，南侧沉降适当加大，房屋倾斜得到基本纠正，达到可以继续使用的要求。如果仅从纠偏考虑，可以仅加固北侧地基，但当荷载再次增加，造成荷载重心和灰土桩重心出现较大偏离，这时房屋可能出现反向倾斜，即北向南倾斜。另外为防止钻孔掏土时发生突沉，在钻孔掏土到一定程度时，在南侧掏土后形成的基坑部位砌筑砖垛，且砖垛之间以及砖垛顶与基底间预留空隙，之后采用局部注水的方法，解除部分地基应力，迫使地基土中应力重新分配，引发注水孔周围地基土的变形，进而促使南侧缓慢下沉，达到纠偏的目的，见图2。

图2 基坑砌筑砖垛

4 纠偏施工

1)灰土桩的制作。北侧室内及室外打灰土桩加固地基，见图3，图4，采用洛阳铲挖取直径200 mm深5 m的桩孔，采用三七灰土拌制均匀，考虑到房屋西北侧长期受雨水及生活污水浸湿，生石灰尽量采用块状，因为生石灰膨胀可以更好的挤密地基。

采用跳打灰土桩的方式依次加固北侧室内及室外地基。

2)掏土并局部注水。北侧地基加固完成后，开始在南侧进行掏土迫降。首先沿着基础放脚边缘垂直向下掏土，之后往基础内侧掏土(见图3中粗实线与粗虚线所围区域)，进尺为300 mm的倍数递增，掏土间隔施工，并根据监测结果指导掏土深度，直至图中所示深度，采用直径50 mm的洛阳铲向内侧掏土至横墙底部或底框柱根部，图3中箭头示意掏孔位置及方向。掏孔完毕后，以房间为单位，向孔内间隔注水，并跟踪监测控制注水数量及速度。

图3 灰土桩布置图

3)掏土孔回填。2010年1月6日，沉降监测表明，不均匀沉降达到设计要求，停止注水，采用压力灌浆的方法，将之前砌筑砖垛周边的空间填实，防止建筑物有过大的附加沉降，如图4所示，最后采用三七灰土回填基坑并且恢复原先地面。

图4 灰土桩加固地基

4)纠偏监测结果。从掏土孔的开设、掏土顺序的安排、掏土量的控制以及掏土孔的回填，均需要以沉降监测作为依据。纠偏施工宜慢不宜快，且为了防止突沉现象发生，本工程根据现场情况采用掏土与局部注水结合的方法实现了迫降，现场施工时掏土速度必须严格控制，其快慢由沉降速率控制，一般控制在1 mm/昼夜～2 mm/昼夜。本工程速率多数都控制在2 mm/昼夜。最大为3 mm/昼夜，只出现2次，且不是连续出现。在纠偏过程中，对房屋各特征点的沉降进行了监测，监测结果见表3。

各位置的倾斜率变化情况如表4所示。表4中数据表明，纠偏后改善了房屋倾斜的现状。建筑东侧纠偏比较理想，原因在于建筑东部重量较轻，中部及西部其倾斜量减小，可以预见，房屋最终倾斜率将会达到规范要求。

表3 纠偏施工期间房屋沉降观测结果

表4 房屋倾斜量结果(南朝北倾) %

纠偏竣工一年后，经到实地多次检查，该办公楼使用状况良好。

5 结语

1)利用灰土桩止降，即对建筑物地基沉降量较大一侧打灰土桩进行加固，可以使建筑物倾斜率得到有效控制。2)实时监测是纠偏的重要环节。本工程采用掏土注水的方法进行纠偏，为防止纠偏过正，实时监测可以很有效的指导现场施工工作。3)在掏土一侧基底砌筑砖垛对于防止出现突沉以及反向倾斜十分重要。当掏土施工过快以及后续注水过多时，特别是在夜间无法利用光学仪器进行沉降观测时，极可能导致建筑物突然下沉。一旦出现该情况，纠偏将很难进行下去。所以掏土一侧增设砖垛，既是结构加固的需要，也是施工安全性的要求。

［1］JGJ 123-2000，既有建筑地基基础加固技术规范［S］.

［2］张永钧，叶书麟.既有建筑地基基础加固工程实例应用手册［M］.北京:中国建筑工业出版杜，2002.

［3］张新民，张立敏.建筑物倾斜纠偏成套施工技术的研发与应用［J］.建筑结构，2007，37(S1):89-92.

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