【摘 要】多層住宅傾斜的糾偏處理要堅持科學論斷,查清事故淵源,有的放矢的開展工作;同時,要認真總結事故的原因,為今后的工作提供預防與控制的經驗。
【關鍵詞】整體傾斜;不均勻沉降;糾偏
1 工程概況
該工程為一幢六層住宅工程,建筑物東西長118.18m,南北寬15.80m,地上總高度為18.20m(水平方向從①—○54軸,垂直方向從○A—○C軸),建筑面積8470㎡,其中地基采用天然地基,地基持力層屬于淤泥質粉質亞粘土層,地耐力為80KN/㎡,基礎為鋼筋砼筏板式基礎,砼強度為C30。主體為框架結構,其中首層框架柱砼強度為C30,其余結構砼強度為C25,框架填充墻體采用輕集料砼空心砌塊,且砌塊的容重應小于等于1200kg/m3 ,外墻設計為XPS保溫板材施工,外刷涂料。
2 事故調查
工程開工于2007年4月,2007年11月完工。之后陸續有業主開始入戶裝修,某日一業主反映其在裝修時發現室內南北兩房間的水平高差較大,于是我們就立即組織開發、施工等相關部門的技術人員利用專業設備對該建筑物進行現場測量,結果發現該建筑物的南北兩側平均沉降差為143mm左右,按照《建筑地基基礎技術規范》中規定:建筑物高度≤24m的多層和高層建筑的整體傾斜時,建筑物的基礎傾斜率(基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值)允許值≤0.004,而此時為143/15210=0.0094。鑒于此,可以認定該住宅業主反映的情況屬實,建筑物整體向北傾斜超標,為工程質量事故。
3 事故原因分析
為準確查找事故原因,我們在詳細的事故調查的基礎上,本著對工程質量負責,對業主安全使用負責的精神,成立了由相關專家組成的工作組,從工程地質勘察、圖紙設計、土建施工及竣工后業主裝修等幾個方面入手進行分析。
3.1 地質勘察方面,該工程采用的天然地基,且持力層地質為淤泥質粉質亞粘土層,屬于中、高壓縮性土,其承載力較低,經檢測其承載力僅為80KN/㎡,這為基礎的大沉降差提供了前提,后期經測量,該建筑物平均沉降達400mm左右。調查發現,勘察部門開始建議建設單位應對軟弱地基進行處理以提高地基的承載力,降低建筑物的沉降量,但建設單位為了縮短工期,降低造價未予采納;
3.2 設計方面,由于該建筑物屬于體形復雜的建筑,且施工時,采取的設計變更后未進行相關驗算,所以專家在對竣工后建筑物進行基礎形心與質量重心計算時發現,該建筑的基礎形心與質量重心相差較大,即向北偏移420mm,這也為后期建筑物的不均勻沉降并向北傾斜產生傾斜率超標提供了重要的條件;
3.3 施工方面,調查得知,由于工程施工工期特別是主體結構施工工期短,造成了建筑物前期沉降量小,而后期沉降較快,從而使建筑物的傾斜現象進一步加劇。另外,在施工過程中,由于建設單位要求對南側○A軸上的所有室內填充墻體予以全部取消,且相關單位在意識上只局限于減荷對結構有利,而忽略了荷載偏心的效應,所以這無疑又加大了建筑物基礎形心與建筑物質量重心的偏移,為建筑物的不均勻沉降創造了一個有利條件;同時,建設過程中,施工單位未能充分重視和利用沉降觀測這一質量控制手段,及早發現問題,最終使問題形成后才得以曝露;
3.4 業主裝修方面,由于該住宅平面設計上所有的衛生間、廚房等后期裝修荷載較大的房間均布置在建筑物的北側,加之業主后期的超荷載裝修,客觀上也加大了建筑物北側的固定荷載,也加大了基礎形心與建筑物質量重心的偏移程度。為建筑物的不均勻沉降又加了一碼;
以上因素即是造成該建筑物傾斜率超標的最直接、最主要原因。
4 結構可靠性鑒定
為了徹底地保證建筑的結構安全和建筑物的使用功能,我們專門聘請省相關部門專家組成事故鑒定專家組對工程結構進行全面鑒定,包括基礎砼強度,梁、板、柱等重要的結構的砼強度及其在受力狀態下是否存在結構裂縫以及存在結構裂縫的部位、長短、深度等情況,通過專家組成員多日的工作,最后,給出了科學的鑒定報告,報告認為,該建筑物整體結構完整性較好,但由于其整體向北傾斜且傾斜率超過規范要求標準,所以須經整體性糾偏處理,合格后方可交付使用。
5 處理方案設計及施工
根據上述分析結果及專家組給出的建議,處理該事故最有效的糾偏措施是確保該建筑物的基礎形心與質量重心盡可能地接近或重疊。我們根據該建筑物地基土的特性,采取了對建筑物南側加載,北側卸載的措施加以糾正。
因為該建筑物基礎設計為筏板式鋼筋砼基礎,其埋深1.5m左右,室內地面以下到基礎筏板上皮之間,采用素土回填后夯實,所以首先將北側○B—○C軸間的所有基礎回填土取出,代以80mm厚預制板為車庫地板,這樣就實現了北側卸荷的目的;而南側則盡可能地堆載以便對基礎進行壓迫式沉降,從而縮小了南北兩側的沉降差。
6 檢查驗收及結論
通過上述措施的實施,隔段時間后再進行實地觀測,該建筑物的南北兩側沉降差明顯縮小,最后降為45mm,傾斜率為0.0029,已滿足規范所允許的沉降傾斜率0.004要求,但考慮到建筑物后期使用,經設計院對基礎進行驗算后,采取將臨時平衡堆載(紅磚)變成永久性平衡荷載施加在砼筏板基礎上。具體做法為在南側○A—○Bnot;—①—○54區域內的砼筏板上面澆注1000mmC20砼,最后經省有關專家對該建筑物進行檢查驗收,結論為,該建筑物沉降基本穩定,傾斜率符合國家規范要求,為保證結構安全,業主后期裝修荷載應限制在0.3KN/㎡以內,在此條件下使用,該建筑物結構是安全可靠的。
7 經驗總結
7.1 勘察設計方面。必須充分重視和研究地質勘察報告所提供的地質詳情,有針對性選擇不同的地基和基礎類型,采取相應的地基處理措施,以利提高地基的承載力,有效地降低基礎的沉降量。如本工程所處的地質,我們可采取水泥噴粉樁對軟弱地基土進行加固處理,就可以提高地基的承載力,降低沉降量。同時要充分地重視建筑設計與結構設計的協調性,以防止建筑物基礎形心與質量重心不重疊而產生較大偏移,從而避免因上述原因所造成的不均勻沉降現象發生。另外,還要嚴把圖紙變更這一環節,特別是針對框架結構工程,消除人們在腦海中存在的普遍誤區。
7.2施工方面。要充分重視沉降觀測的重要性,切實做好建筑施工過程中的沉降觀測工作,嚴格執行規范規定,避免在實際工作中,因關人員對此重視不夠,而造成的工程隱患。要求施工技術人員,不僅應做到在施工過程中堅持層層觀測,而且在竣工后仍然按要求堅持觀測,盡早地發現不均勻沉降現象,從而做到早發現、早預防、早解決,為工程事故處理在時間上贏得主動。同時,針對軟弱土地基,應適當控制施工進度,實踐證明,加荷速率越慢,越有利于地基土承載力的提高,同時也有利于減少不均勻沉降發生。因此建議,在地基土較弱,同時又缺乏相應的技術措施的情況下,應適當控制施工進度。最后在施工中應堅持按圖施工,相關單位提出變更時應要求其提供相應的圖紙變更手續,以維護設計圖紙的權威性。
參考資料:
[1]建筑結構設計統一標準
[2]建筑地基基礎技術規范
[3]地基與基礎工程施工及驗收規范
[4]建筑工程質量檢驗評定標準
作者簡介:
宮新全(1968.4) 男 高級工程師 現從事建筑工程施工的管理與研究工作