浅议某办公楼的地基加固

邢 华 雷

(煤炭工业太原设计研究院，山西 太原 030001)

1 概述

1.1 设计情况

该办公楼建于2014年，为单层框架结构，布置形式为中间走廊两边办公室设置的常见形式，走廊宽2.2 m，两边办公室进深7.2 m，开间均为3.9 m，层高3.6 m，中间设置进出门厅，开间为5.4 m。平面呈矩形布置,见图1，总长36.6 m，总宽16.6 m，总建筑面积约600 m2。建筑抗震设防分类为乙类，抗震设防烈度为7度(0.15g，第二组)，场地类型为Ⅲ级，框架抗震等级为三级，结构的设计使用年限为50年，结构的安全等级为二级；地基采用1.5 m厚的3∶7灰土换填垫层法进行处理，基础形式为独立柱基，埋深为2.4 m；混凝土强度等级：基础垫层C15，基础C30，框架柱、梁、板C30，圈梁、构造柱、现浇过梁C25；钢材采用HPB300，HRB335及HRB400级钢，填充墙体采用混凝土加气砌块砌筑。

1.2 损坏情况

个别房间地面存在下沉呈现缓坡状现象，地砖拼缝变大，地面隆起现象明显；卫生间墙面瓷砖被地面挤压后，出现严重的隆起开裂现象；南外墙大理石墙裙被散水挤压后，出现隆起破损的现象。

该房屋墙体及框架梁均存在不同程度开裂的现象，根据裂缝所处的部位不同，可分为以下三种类型的裂缝：

第一种裂缝为填充墙体上的斜向贯通裂缝，大多数呈外高内低状(内外指朝向室内外)，长度介于0.6 m～3.5 m，宽度介于1.0 mm～12.0 mm。

第二种裂缝为框架梁、柱与填充墙体交接处贯通裂缝，呈水平或竖直状，长度介于1.4 m～2.2 m，宽度介于1.0 mm～10.0 mm。

第三种裂缝为框架梁斜向裂缝，裂缝位置紧邻框架柱，同样呈外高内低状(内外指朝向室内外)，长度介于0.1 m～0.5 m，宽度介于0.1 mm～1.0 mm。

根据现场状况分析，以上所述裂缝均为地基基础的不均匀沉降而导致,见图2。

1.3 原因分析

造成该建筑结构裂缝的原因为高填方场地地基土均匀性差，土质具有 Ⅱ 级中等自重湿陷性，现场排水措施不足，加之该房屋下的3∶7灰土垫层的质量稍差，部分水入渗至地基土层后产生湿陷变形，发生不均匀沉降现象，最终引起了上部结构构件变形、开裂。

2 加固设计

根据现场实际情况，结合 JGJ 123—2012既有建筑地基基础加固技术规范的相关方法介绍，本工程主要涉及基础加固、地基加固、修补裂缝。

2.1 基础加固

增加整体刚度，控制不均匀沉降。由于要求加固期间不能干扰室内数控设备运转，故加固方式具有局限性。

2.1.1加固方式对比

1)树根桩加固独立柱基。

树根桩直径200，钢筋混凝土成桩，在柱基内部或周边设置4根，桩体穿透软弱土层，到达稳定土层。并扩大基础面积，增加基础上部受力钢筋。但本工程由于基础下软弱土层不稳定，担心扰动基础及下部直接受力土层，导致下沉加剧，故放弃此法。

2)独基改筏板。

在独基底面增设300厚钢筋混凝土筏板，利用植筋和焊接，使独基连成片，增加基础整体刚度，抵抗不均匀沉降。由于原基础为局部换填，故新做筏板下部存在不均匀土层，并且新增的筏板基础荷载对于软弱土层不利，会带来更大的沉降。而且此法会开挖全部室内地面，造成室内停工和破坏地下管线。故此法未采用。

3)增设支点法。

即在尽量少扰动原基础的情况下，在两个柱之间增加一个支点，即用人工挖孔灌注桩穿透软弱土层，支撑上部建筑，分担原独立柱基的受力。灌注桩上部设置承台，在承台上部新做拉梁，一来可以不用加固原有拉梁，保留原有墙体及装修，节省造价；二来多一道拉梁，可以提高整体刚度，控制不均匀沉降。灌注桩直径800，桩长6 m，设置在建筑外墙和内走廊。

2.1.2需要注意的两点

1)考虑钢筋笼吊装和施工的难度，可能会出现灌注桩偏心的问题，通过工地现场协调配合，可以保证新增地梁宽度范围全部落在灌注桩上，桩直径可能会达到1 m，存在多浇筑混凝土的情况；

2)还有就是桩长的问题，如建筑东面，原地基土密实度较好，土体稳定，桩长会缩短，同样西边回填土密实度差，桩长可能会增加，我们会根据现场情况调整桩长，保证灌注桩的端部进入稳定的老土层。保证加固效果，见图3～图5。

2.2 地基加固

争取消除地基土湿陷性或防止外来水再次浸入地基。在建筑周边围打2排～3排灰土桩，桩径400，桩长5 m～9 m不等。一来可以吸收土层水分，二来可以对原地基起到挤密围箍效果。

需要注意的问题：因为从现有的桩基开挖情况可知，地基土层内分布有砂石土层，砂石粒径过大会造成灰土桩成孔困难，所以根据现场情况，对于未能施工灰土桩的区域我们会采用双液注浆的方式加固地基。

2.3 其他加固

待加固工作结束后，建筑物沉降稳定后，对开裂的墙体、梁、柱进行灌胶填缝处理。

场地排水措施的修复和建筑周边场地采用灰土封闭。

3 加固施工注意事项

1)人工挖孔灌注桩的施工：由于桩径较大且土层中局部含有砂卵石层，所以在下挖过程中的成孔支护工作尤为重要，根据现场情况，工地采用弧形钢板支护，从地面下2 m开始设置，成孔后马上进行钢筋下孔的工序，由于室内层高的限制，钢筋笼采用分段下放分段绑扎。

2)为了灌注桩和承台一同浇筑，先把地下部分的灌注桩浇筑完毕，再浇筑地上部分，可有效的控制振捣密实度的问题。

3)对于墙体开裂大于1 cm缝宽的，要重新砌筑，不可修复。

4 加固效果分析

该办公楼在加固完毕后，很好的解决了高填方软弱土层不均匀性及湿陷的问题。场地的硬化及灰土桩的补打，可以防止后续雨水渗入的情况。在保证室内设备正常运转的前提下，保证施工质量，控制加固成本不高于新建成本的60%。