賴承光
有多種原因影響工程結構的安全性、適用性和耐久性。當結構構件的可靠性鑒定評為C級或D級時,應對結構采取加固補強措施。加固補強的方法、手段和材料很多,需要根據工程結構的具體情況合理采用。盡量利用原有結構,避免不必要的浪費。加固時必須保證后加部分與原有結構的協同作用,在保證結構安全的前提下提高經濟效益。本文介紹了某辦公樓加固方案。
某辦公樓4層磚混結構,基礎為C15混凝土剛性基礎,M7.5水泥砂漿一磚實砌,1層~4層M5混合砂漿一磚實砌。建筑面積1 642 m2。底層開間3.6 m,進深為6.8 m。北側外廊懸挑1.8 m。該樓總高度為14.4 m,房屋縱向長度為46.44 m,樓蓋采用現澆鋼筋混凝土,鋼筋混凝土條形基礎,基礎埋深1.50 m。
根據該辦公樓地質勘察報告情況揭示,地層分布情況為:第①層雜填土:雜色,稍濕,土質松散,層厚0.5 m~1.3 m。第②層粘土:灰色,局部黃紅色,可塑~硬可塑,粘性較好,層厚5.90 m~6.70 m,為該樓基礎持力層。第③層粉質粘土:混砂礫石,可塑~硬可塑,厚0.5 m~4.6 m。厚度變化較大,總體上呈東北面薄,西南面厚。第④層殘積土:含礫粘土,可塑~硬可塑,局部缺失,埋深呈東北面淺西南面深。
該樓西側墻體(①軸、②軸)多處開裂,縱墻(?軸)裂縫呈45°斜向,長約3 m,最大縫寬約10 mm。橫墻裂縫呈水平向,長約3 m,最大縫寬約15 mm。根據《危險房屋鑒定標準》,鑒定為危險構件,對整體建筑構成局部危險,應進行加固。
經分析,該樓西側為衛生間,使用年代較久,排水系統損壞漏水浸泡地基土,造成地基軟弱,引起地基不均勻沉降,從而使墻體開裂。要達到加固效果,必須先從排水管道修起。為保證安全,先對樓蓋進行必要的支撐,再挖開原地臺,重新敷設排水管道,最后對墻體和基礎進行加固處理。
由于承重墻體存在裂縫,必須對其進行加固才能保證安全性。加固時先清除原混合砂漿批擋層,清洗干凈,涂刷水泥漿縱橫各一道。墻體內外配雙向鋼筋φ6@300,并穿透墻體,配φ6@600拉筋。裂縫處加φ6@300箍筋,尺寸240×240。1∶2水泥砂漿灌縫,再用M10水泥砂漿批擋30厚(見圖1)。

由于地基長期浸水,基礎周圍區域的土含水量較大,需對地基進行處理。根據現場情況,擬訂了三種處理方案,并進行技術經濟分析。
方案一:
壓力灌漿加固:用鉆機在基礎上成孔至要加固的土層,然后用高壓灌漿設備將配制好的水泥化學漿液灌入地層,通過劈裂、擠壓作用,使土層與漿液產生物理化學反應而膠結,從而達到改善土體結構和性能的目的,提高土體的強度。但對于本工程條形基礎下土體承受上部荷載的作用,對土層產生較大壓應力,而基礎外的土層所受壓力較小,在灌漿過程中,水泥漿液將在小應力區擴散劈裂,難以到達基礎底部,而且地基土含水量較大,加固效果不好。
方案二:
靜力壓樁加固:利用建筑物的承重柱重力作為反力,通過一套液(油)壓設備,把預制樁分節壓入土中,上下節樁接駁用預埋角鐵焊接。壓樁由液壓控制,當壓力達設計荷載并基本滿足計劃樁長要求時則終樁,終樁時的單樁承載力可直接從壓樁設備的儀表中反映出來。終樁后將壓入樁的樁頭鋼筋與原基礎鋼筋焊接,并澆筑混凝土承臺與基礎連為一體,從而將上部結構的荷載通過樁直接傳遞到堅硬土層。效果雖然好,但施工復雜,需要專門施工機械,費用高。
方案三:
用壓力將碎石壓入地基土內,使地基土預先擠實,使局部軟弱地基得以加強,并澆筑混凝土加寬原基礎,使基礎從原600寬加大至900寬,地基應力從原來的180 kN減小為120 kN,從而避免不均勻沉降(見圖2)。

經綜合分析比較,方案三施工簡便,特別適合小范圍基礎加固,經濟合理,技術可行,決定按方案三進行施工。
加固施工于2008年8月結束后,又對該辦公樓進行了多次沉降觀測,根據一年多時間的觀測,辦公樓沉降處于穩定狀態。累計沉降量觀測值見表1。

表1 累計沉降量觀測值
對不均勻沉降造成的墻體裂縫,要從實際出發,分析原因,消除產生不均勻沉降的因素。對基礎的加固,要本著經濟合理,安全可靠的原則進行處理。實踐證明,對該辦公樓產生不均勻沉降分析和加固處理方案是合理有效的。
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