房屋基礎(chǔ)加固及糾偏施工案例分析

汪德信

1 工程概況

本工程為上海某三層結(jié)構(gòu)，片筏基礎(chǔ)，天然地基。該建筑物在準(zhǔn)備施工裝修時(shí)，發(fā)現(xiàn)有傾斜情況，從沉降觀測資料來看，傾斜率已超過7‰。為了保證建筑物今后的安全及正常使用，需對建筑物進(jìn)行糾偏加固處理，結(jié)合建筑物沉降資料，要求糾偏后建筑物的傾斜率小于2‰。

2 施工工藝

2.1 施工技術(shù)的選擇

在上海房屋基礎(chǔ)加固及糾偏施工中使用較多的施工技術(shù)為:鉆機(jī)干掏和濕掏法、沉井射水法、井點(diǎn)降水、堆載、抽漿等。針對該工程的特點(diǎn)，主要選用錨桿靜壓樁和鉆機(jī)掏土綜合法進(jìn)行房屋地基加固及糾偏處理。鉆機(jī)干掏法一般在糾偏量比較大的情況下使用，本工程房屋傾斜率超過7‰，要求糾偏量大，適于采用該方法;再者可以利用錨桿靜壓樁產(chǎn)生的拖帶沉降及特殊的封樁方法(有的樁可以自由沉降，有的樁壓完后即能承受上部結(jié)構(gòu)荷載)進(jìn)行控制，進(jìn)行一部分自然糾偏。

2.2 準(zhǔn)備工作

1)進(jìn)行施工前的技術(shù)交底工作;2)機(jī)械設(shè)備檢查，確保施工順利進(jìn)行;3)沉降觀測點(diǎn)的設(shè)置:根據(jù)JGJ 8-2007建筑變形測量規(guī)范的要求，該建筑物上原有的沉降觀測點(diǎn)不夠，所以施工前在建筑物外墻上增設(shè)沉降觀測點(diǎn)，并做好原始記錄，包括原有的17個(gè)沉降觀測點(diǎn)，共埋設(shè)43個(gè)沉降觀測點(diǎn)。

2.3 錨桿靜壓樁施工

錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁結(jié)合形成的一種樁基礎(chǔ)施工工藝，它是通過在基礎(chǔ)上埋設(shè)錨桿固定壓樁架，以建筑物所能發(fā)揮的自重荷載作為壓樁反力，用千斤頂將樁段從基礎(chǔ)上鑿出的壓樁孔內(nèi)逐段壓入土中，樁體達(dá)到設(shè)計(jì)樁長和設(shè)計(jì)最終壓樁力后，將樁與基礎(chǔ)連接在一起，從而達(dá)到地基加固的目的。錨桿靜壓樁具有施工機(jī)械輕便靈活，施工方便，作業(yè)面小，施工質(zhì)量容易控制，可在室內(nèi)施工，并且能耗低，無振動(dòng)，無噪聲，無污染等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于新老建筑物的地基處理。

2.3.1 壓樁施工工藝

測量放樣定位及挖土→開鑿壓樁孔→埋設(shè)錨桿及安裝壓樁架→樁段運(yùn)輸→吊樁入孔→壓樁施工→接樁→壓樁到設(shè)計(jì)標(biāo)高或達(dá)到設(shè)計(jì)最終壓樁力→做好施工記錄→移動(dòng)樁架→清孔→焊接交叉鋼筋→樁頂施加預(yù)應(yīng)力→澆搗C30微膨脹早強(qiáng)混凝土。

2.3.2 壓樁施工控制標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求

以設(shè)計(jì)最終壓樁力為控制標(biāo)準(zhǔn)，壓樁技術(shù)要求:

1)開鑿壓樁孔:為適應(yīng)抗沖剪要求，壓樁孔呈八字形，上口300×300，下口350×350;2)埋設(shè)錨桿及安裝壓樁架:錨桿底部要求墩粗;壓樁架要安裝牢固、垂直，千斤頂與樁身應(yīng)在同一中心線上，防止偏壓，接樁時(shí)應(yīng)用水平尺或垂線校正。壓樁時(shí)樁段垂直偏差小于1%;3)壓樁及接樁:壓樁時(shí)樁體保持垂直，接樁采用角鐵焊接，用水平尺或垂線進(jìn)行樁體垂直度的校正，接樁時(shí)角鐵要進(jìn)行除銹、滿焊，壓樁到設(shè)計(jì)樁長或最終壓樁力時(shí)，樁頂焊好插筋，就可送樁到設(shè)計(jì)標(biāo)高;樁頂標(biāo)高為底板下面以上50 mm～80 mm;4)封樁是壓樁技術(shù)中要求最高的一道工序，必須精心管理和施工，在封樁期間，首先要保證孔壁干凈，排除地下水，再焊好交叉鋼筋，經(jīng)檢查合格后再澆搗混凝土。

2.4 鉆機(jī)掏土施工

既有房屋應(yīng)力解除法糾偏，也稱為鉆孔排泥糾傾法，它適于軟土地基上建(構(gòu))筑物(尤其是片筏基礎(chǔ))糾傾。

2.4.1 掏土施工工藝

掏土施工工序:測量放樣定位布孔→鉆孔→掏土→封孔。

1)布孔:孔徑250，22只掏土孔，孔深約10 m～12 m。2)鉆孔:掏土孔、擴(kuò)孔施工時(shí)應(yīng)從房屋的兩端向中間、對稱間隔進(jìn)行。掏土孔的數(shù)量、間距在施工時(shí)可根據(jù)沉降觀測資料進(jìn)行調(diào)整，并在施工組織設(shè)計(jì)中逐步細(xì)化。既要確保糾偏有較好的靈敏度，又不會(huì)發(fā)生意外的沉降。3)掏土:首先采用干掏，如果效果不明顯，可用水沖、抽漿或鉆機(jī)復(fù)掏，根據(jù)沉降曲線指導(dǎo)掏土量，排淤應(yīng)采取措施嚴(yán)禁污染環(huán)境。4)封孔:掏土結(jié)束后，在掏土孔內(nèi)要回填中粗砂。

2.4.2 掏土施工控制標(biāo)準(zhǔn)

1)為確保應(yīng)力解除的均勻性，成孔時(shí)宜按間隔跳孔施工。

2)清孔應(yīng)力求均勻，分批、間隔進(jìn)行(一般可分3批～5批)。為保證應(yīng)力解除的均勻性，宜采用多臺(tái)設(shè)備同步作業(yè)。掏土的主要對象是下臥軟土層，如果地下水位高，淤泥擠出效果不佳，可輔以孔內(nèi)降水。

3)封孔一般采用中粗砂回填密實(shí)，有時(shí)可留下若干個(gè)孔不回填，達(dá)到微調(diào)目的。

4)監(jiān)控:沉降速率標(biāo)準(zhǔn)取決于地基和建筑物的剛度。沉降速率控制在1 mm/d～2 mm/d。如有翹曲、撓曲現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)通過增補(bǔ)鉆孔、調(diào)整掏土方量等方法予以消除。

2.5 施工流程控制

該工程施工流程為:房屋北側(cè)壓樁施工→南側(cè)鉆機(jī)掏土糾偏→雙橋靜探原位測試→房屋南側(cè)壓樁施工→封樁→實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測。

1)北側(cè)壓樁階段:從2011年3月27日～4月7日在北側(cè)壓樁，此階段施工的主要目的是控制房屋北側(cè)的沉降，為南側(cè)的糾偏施工做必要的技術(shù)準(zhǔn)備。為了迅速減少北側(cè)的沉降速率，北側(cè)封樁材料采用灌漿料。2)南側(cè)鉆機(jī)掏土糾偏階段:從4月8日～5月12日在南側(cè)分別從東、西向中間進(jìn)行掏土糾偏。為了保證糾偏過程中基礎(chǔ)底板不產(chǎn)生過大的撓度，南側(cè)的掏土孔布置了22個(gè)，即各軸線均有一個(gè)孔(含采光天井間的軸線)，每個(gè)孔6 m左右，共干掏土12次。3)由于本工程有地基加固的目的，原有勘探孔對天然地基來說是可以的，但作為樁基來說，原有勘探孔的間距就顯得過大，為了更好地掌握地層情況，于4月14日在?軸(南側(cè))的94號(hào)，105號(hào)，120號(hào)孔位中各做了雙橋靜探原位測試。4)南側(cè)壓樁:在建筑物傾斜率約為3‰時(shí)進(jìn)行南側(cè)的壓樁施工，利用南側(cè)壓樁過程中的拖帶沉降使得建筑物的傾斜率達(dá)到設(shè)計(jì)要求的2‰。本次施工共完成錨桿靜壓樁孔122個(gè)。在南側(cè)壓樁前，在掏土孔中回填中砂，以減少樁周土側(cè)摩阻力的損失。5)封樁:恢復(fù)基礎(chǔ)底板上層鋼筋，在基礎(chǔ)底板中部進(jìn)行植筋處理。6)跟蹤監(jiān)測:施工結(jié)束時(shí)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，樓房的糾偏加固效果十分明顯，達(dá)到了合同規(guī)定的效果。

3 沉降及傾斜監(jiān)測

迫降糾傾應(yīng)做到設(shè)計(jì)施工緊密配合，糾偏施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，監(jiān)控應(yīng)包括樓房沉降、傾斜及裂縫監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整迫降量及施工順序。本次工程該房屋進(jìn)行了實(shí)時(shí)觀測，包括沉降觀測和傾斜測量。表1為傾斜數(shù)據(jù);圖1為沉降觀測曲線圖;圖2～圖4為施工前、施工結(jié)束、施工過程中的沉降等值線圖。

表1 傾斜測量成果表

通過表1傾斜測量數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，通過采取壓樁和掏土等有效施工措施，房屋的傾斜率明顯下降，由初始值7.6‰降到1.9‰，達(dá)到了糾偏的目標(biāo)值。特別在掏土施工階段，沉降監(jiān)測頻率每天不少于一次，根據(jù)各測點(diǎn)的沉降量及沉降速率及時(shí)調(diào)整掏土孔位置及孔深，當(dāng)達(dá)到一定的沉降量時(shí)，停止干掏土施工;然后可以利用錨桿靜壓樁產(chǎn)生的拖帶沉降及特殊的封樁方法進(jìn)行一部分自然糾偏。結(jié)合上述兩種措施，可以發(fā)現(xiàn)，該工程取得了良好的糾偏效果。

圖1 沉降觀測曲線圖

通過圖1～圖4可以發(fā)現(xiàn)，在糾偏前，房屋持續(xù)沉降，北側(cè)沉降速度明顯大于南側(cè)沉降速度，導(dǎo)致房屋傾斜;在糾偏后，北側(cè)沉降速度減緩，南側(cè)沉降速度加快，最終南、北側(cè)沉降值一致，說明本工程采用的基礎(chǔ)加固糾偏措施是有效的。

圖2 施工前沉降等值線圖

圖3 施工結(jié)束沉降等值線圖

圖4 施工中沉降等值線圖

建議建設(shè)單位在糾偏施工結(jié)束后，進(jìn)行時(shí)間不少于半年的建筑物變形的監(jiān)測，直到房屋變形基本趨于穩(wěn)定為止，即達(dá)到停測標(biāo)準(zhǔn);隨時(shí)觀察地面、建筑物及周圍輔助結(jié)構(gòu)的變化，觀察進(jìn)出戶管線受保護(hù)情況。

4 結(jié)語

通過錨桿靜壓樁對建筑物的加固處理，鉆機(jī)干掏土等措施對南側(cè)進(jìn)行迫降施工，在施工結(jié)束后，建筑物的傾斜率達(dá)到目標(biāo)值，并小于建設(shè)單位的要求，取得較好的糾偏效果，更由于整個(gè)建筑物已經(jīng)進(jìn)行基礎(chǔ)托換處理，使得加固后建筑物傾斜率不會(huì)增大，更不會(huì)反傾。

[1]應(yīng)惠清.土木工程施工[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2007:9.

[2]張曉輝，尚正祥，楊海斌.利用灌注樁進(jìn)行地基加固糾偏的工程實(shí)例[J].陜西建筑，2009，2(164):50-52.

[3]可洪有，丁 輝.錨桿式靜壓樁技術(shù)在基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用[J].水利水電，2002(1):22-28.

[4]龍 衛(wèi).既有建筑物地基糾偏技術(shù)探析[J].科技信息，2009(5):317-318.