某辦公附屬樓裂縫分析及加固處理

陳澤之 劉海峰

1 工程概況

某辦事處附屬樓共4層，局部2層，平面形狀為矩形，總長約45.00 m，寬約11.00 m，總高度約16.05 m，其中 1 層層高 4.2 m，2層層高3.6 m，3層、4層層高均為3.3 m。附屬樓主體結構為鋼筋混凝土框架結構，基礎為樁基礎，其中44根錘擊沉管灌注樁，基礎的持力層為強風化泥灰巖，樁徑400 mm，110根機動洛陽鏟挖孔灌注樁，基礎的持力層為中風化泥灰巖，樁徑350 mm，單樁承載力特征值為180 kN，混凝土強度等級為C25。該工程建于2008年，于2010年發現墻體部分出現多處雙面貫穿裂縫，地基周圍以及1層部分樓地面出現明顯塌陷。

2 檢測結果

附屬樓傾斜測量結果為:

1)該樓實測傾斜最大值為200 mm，超過《建筑地基基礎設計規范》傾斜允許值要求;附屬樓相對高程差測量結果表明，該樓最大相對高程差值已超過《建筑地基基礎設計規范》規定的0.002L(L為兩測點之間的距離)限值要求(以上檢測值中均包含房屋原有施工誤差)。

2)通過對附屬樓結構進行檢查發現結構缺陷較嚴重，局部地面塌陷深度達到80 mm，外墻以及內墻體出現多處雙面貫通斜裂縫，最大裂縫寬度達到10 mm，部分外墻瓷磚已鼓曲或脫落，個別窗臺壓頂已經扭曲變形，部分混凝土柱及框架梁出現不同程度裂縫，上述裂縫產生的主要原因是由于地基產生不均勻沉陷所致。

3)附屬樓地基基礎已經產生不均勻沉降，墻體裂縫主要是由于地基的不均勻沉降引起，造成地基基礎不均勻的主要原因如下:根據地質勘察報告其場地填土11.6 m深，設計機動洛陽鏟挖灌注樁樁長為13.5 m～7 m，樁未達到設計的持力層是樁基過大變形附屬樓產生裂縫的主要原因。

3 結構缺陷原因分析

附屬樓地基基礎已經產生嚴重不均勻沉降，墻體裂縫主要是由于地基的不均勻沉降引起，造成地基基礎不均勻的主要原因如下:

1)樁型方案欠妥，樁布置不合理，基礎局部承臺梁承載力不滿足現行規范要求。由于該附屬樓基礎為錘擊沉管灌注夯擴樁與機動洛陽鏟挖孔灌注樁兩種樁型，錘擊沉管灌注夯擴樁為端承樁，機動洛陽鏟挖孔灌注樁為摩擦端承樁，但由于兩種樁的形式不同，設計承載力不同，兩種樁在荷載的作用下沉降變形不一致，這是地基基礎出現不均勻沉降的重要原因。

2)地質勘察報告其場地填土為11 m～6 m深，設計機動洛陽鏟挖灌注樁樁長為13.5 m～7 m，樁未達到設計的持力層是樁基過大變形附屬樓產生裂縫的主要原因。

4 加固措施

1)對附屬樓基礎進行灌漿加固處理:先采用地質鉆機在樁中進行鉆孔抽芯鉆孔，對樁身缺陷加固時需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1 m左右，對樁底持力層缺陷加固時根據設計樁底持力層要求從樁中或樁側鉆孔抽芯至完整持力層以下3 m左右。鉆孔孔徑開孔為110 mm，鉆孔垂直度保證小于1%，每樁鉆3孔，每樁均有一孔鉆入持力層3倍樁徑且不小于3 m。然后在注漿孔口建立注漿裝置。孔口注漿裝置采用預埋設的方式固定在樁頂注漿孔口，采用水泥水玻璃漿液將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。采用高壓旋噴方式噴射清水進行沖洗擴孔，旋噴后再進行靜壓灌漿加固樁底及樁身，高壓旋噴結束后，將孔口封住，利用旋噴鉆孔對樁底進行靜壓灌漿。漿液以525號高標號水泥為主劑。施工參數為:灌漿壓力為1.0 MPa～5.0 MPa，灌漿漿液水灰比為0.7～1.0。經靜壓灌漿后能對樁身與灌漿鉆孔連通的蜂窩有灌漿加固效果。而且經多次靜壓灌漿，可以防止旋噴灌漿漿液收縮。

施工結束后，經檢測單位對該樁進行高應變檢測表明，樁基承載力大幅度提高，加固后其承載力遠高于承載力設計值，加固效果明顯，完全滿足設計要求。

圖1 纖維水泥復合砂漿鋼筋網結構示意圖

2)對墻體裂縫采用纖維水泥復合砂漿鋼筋網進行加固處理(見圖1)。鋼筋網砂漿薄層加固補強的施工方法，包括如下步驟:

a.構件表面處理:用物理和化學方法對構件表面進行處理，去除表面油垢，使表面形成凹凸不平狀，提高粘結力;

b.構件表面植入剪切銷釘:先在原構件表面鉆孔，將灰塵清干凈，用無機材料或有機材料將銷釘植入孔內，待其固化;

c.鋪鋼筋網并進行固定:將鋼筋網片鋪到構件表面，并將鋼筋網與剪切銷釘進行固定;

d.在鋼筋網及原構件表面上涂抹砂漿層，以保證新抹砂漿層與舊混凝土表面緊密接觸。鋼筋網與剪切銷釘進行固定，增強了鋼筋網砂漿薄層與原構件之間抗剪性能，界面上不容易出現剪切剝離破壞，從而相應提高結構構件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強度。

5 結語

該工程利用上述方案對樁基和墻體裂縫進行加固處理，竣工后根據設置的長期沉降觀測點進行沉降觀測表明，該樓的不均勻沉降滿足有關規范要求，墻體也未發現有異常裂縫出現，希望本文能為此類建筑物的加固改造提供借鑒。

[1]GB/T 50344-2004，建筑結構檢測技術標準[S］.

[2]GB 50292-1999，民用建筑可靠性鑒定標準[S］.

[3]GB 50007-2002，建筑地基基礎設計規范[S］.

[4]GB 50003-2001，砌體結構設計規范[S］.

[5]王素花，郭群錄.建筑物常見裂縫分析及預防措施[J］.山西建筑，2010，36(12):132-133.