建筑物基礎加固處理方案探析

【摘 要】本文對某小區住宅樓基礎不均勻沉降造成建筑物開裂的地基處理的實際案例分析，闡述灌漿加固和靜力壓樁加固在樓房地基沉降加固處理的應用，提出技術可行、質量可靠、安全穩妥、經濟合理最優方案。

【關鍵詞】建筑物；基礎加固；方案

前言

隨著房地產業的興起， ，建筑業迅速發展，建筑工程質量逐年提高，但工程質量事故還時有發生，造成了許多不應有的損失?；A不均勻沉降造成樓房開裂等質量問題也有存在；這是由于各地區的工程地質條件不同，土層分布、土的物理力學性質不同，既使同一建筑場地，往往土質也不均勻，在進行工程勘察、工程設計與施工中，如果對地基條件掌握不全，造成房屋基礎不均勻沉降和房屋開裂。處理不當，就可能導致事故的發生，這些都會給國家和人民造成不應有的損失。因此，準確分析事故，合理地處理事故，是當前建筑業亟待解決的一個大問題。

1 基礎加固處理方法

目前對建筑物基礎沉降加固處理的方法有許多種，但常用的有以下兩種:

1.1 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。

1.2 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，并澆注砼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。

建筑物出現不均勻沉降，無論是采取灌漿加固還是靜力壓樁加固，都會給工程造成一定的損失，此時應考慮的是如何將損失降到最低限度。

2 工程實例

2.1 工程概況：

某小區住宅樓一幢，高六層，框架結構的建筑物，長56.0ｍ，寬14.5ｍ，占地面積812ｍ，原設計采用人工挖孔樁基礎，由于場地工程地質情況復雜，住宅樓中段和東段分別分布有一層厚為3～6ｍ和7～9ｍ的流塑狀淤泥，使建筑區內部分地段挖孔樁方案無法實施，而改用條形基礎下的砂墊層方案(墊層厚度1.00ｍ)，而西段淤泥層較薄(厚1～2ｍ)，卻澆注了16條樁柱，于是同一建筑物采用了兩種在受力和變形方面完全不同的基礎型式。1995年建成使用，使用期間發現不均勻沉降，導致該住宅樓結構出現嚴重拉裂和剪切破壞，危及安全使用。

2.2 工程地質概況：

經對住宅樓場地進行工程地質勘察，其地層結構如下：由上至下依次為:(1)填土:黃褐色，土質松軟，層厚0.79～2.00ｍ。(2)粉質粘土:灰～灰黃色，上部0.40～0.60ｍ為耕土，軟塑，Ｎ=2擊，ｆｋ=80～90ｋＰａ。(3)淤泥(泥炭土):黑褐色，局部夾粉土，流塑，Ｎ=1～2擊，ｆｋ=40～60ｋＰａ，層厚0.00～7.87ｍ，層面埋深1.00～3.75ｍ。(4)沖積土;土性為砂質粘性土，灰白、淺黃色，含村細沙礫，可塑，Ｎ=5～13擊，ｆｋ=100～230ｋＰａ，層厚1.70～7.30ｍ，層面埋深2.10～9.07ｍ。(5)土性為砂質粘性土，淺黃褐色，含中粗砂，可塑～硬塑，Ｎ=13～24擊，ｆｋ=230～320ｋＰａ，層厚2.90～9.00ｍ，層面埋深4.00～12.26ｍ。(6)沖積中砂:Ｎ>50擊，層面埋深8.17～22.68ｍ。

2.3 沉降原因分析

2.3.1 地質因素:據鉆探揭露，住宅樓建造在第四紀遼河沖積平原上，地下水豐富，水位埋深約0.30ｍ，淤泥(含腐木)等軟土的分布極不均勻，層厚由西向東遞增，這是造成住宅樓不均勻沉降的客觀因素。

2.3.2 結構因素:同一住宅樓，采用了兩種不同的基礎型式，地質條件較好的西段，采用人工挖孔樁基礎，樁端支承在堅硬狀的殘積土層里，而地質條件極差的東段，則采用了條形基礎下的砂墊層，墊層厚僅1.0ｍ，未作壓密處理。根據推算，采用樁基礎的最終下沉量僅為2.4ｍｍ(設樁長9ｍ，進入堅硬狀土層)，而采用條形基礎下砂墊層處理的基礎經推算仍有180ｍｍ的沉降量，條形基礎的剛度起不到變形(沉降)調節作用，因此導致住宅樓的不均勻沉降，影響到樓房的安全使用，所以需要盡快處理。

3 加固方案：

為確保該樓房的安全使用，對該建筑物的處理宜把上部結構的加固和地基的處理結合起來進行。先處理地基，以控制地基的繼續沉降，后加固上部結構。根據鉆探和變形測量資料顯示，對廠房地基的加固可采用壓力灌漿補強和靜力壓樁等方法，但根據業主的要求以不影響生活為原則，同時受場地工程地質條件的影響，決定采用壓力灌漿加固法。

壓力灌漿加固本次加固目的旨在通過漿體的滲壓改善軟土地基的承載力和壓縮(變形)模量，逐漸減少地基的沉降量，以滿足樓房的使用要求。

3.1 機理：以一定的液壓，將水泥和化學漿通過雙液管注入土中，并使之迅速凝固，同時對軟土進行割裂、擴散擠壓和充填，并伴隨一定的物理化學作用，一方面促使漿體，在軟土中形成脈狀充填;另一方面又使軟土產生壓縮和脫水固結，從而達到加固的目的。

3.2 工藝流程：制漿→成孔下管→液壓注漿→割裂→擠壓與充填→固結。

3.3 技術措施-灌漿孔的布置:按每根柱位的四周布置5個孔，孔距1.5～1.9ｍ不等，加固深度6.0～9.5ｍ，深孔底部進入殘積土層。注漿采用低壓、慢灌、多量工藝，以便注入較多的漿體。重復注漿:在軟土較厚的孔段，為增強注漿效果，往往在第一次注漿中，使之在一定漿壓作用的范圍內形成一道不規則的帷幕，再沖洗灌漿孔進行二次注漿，使漿液充分而有效的充填。先下后上或先上后下分層注漿:先下后上是成孔后漿液漿管下落至孔底，并由孔底開始注漿，而后一邊注漿一邊上拔灌漿管，使漿液從孔底開始擴散，以利于加固軟土;先上后下是從基礎底板深度開始注漿，而后逐漸向孔底延伸，先使砂墊層獲得有效的加固。

3.4 施工效果監控：加固效果的好壞，直接關系到樓房的安全使用，為檢驗加固效果，主要采取的措施是沉降觀測，其成果也是本工程竣工驗收的主要技術依據。本次加固處理對沉降值的質量指標定為:被加固的柱位其施工期間的沉降值在正常情況下累計≤10ｍｍ(指開工至施工結束)，竣工后的沉降量應滿足≤2ｍｍ/月，凡滿足此質量指標者，均可判定為達到了加固效果。據施工后的觀測資料顯示，竣工后第一次(33ｄ)的沉降觀測，測得最大沉降量為-1.7ｍｍ，滿足加固后沉降值<2ｍｍ/月的質量指標，達到了加固的預期效果，質量良好。

4 結論：

目前較普遍的觀點認為，壓力灌漿加固法是一種投資相對較少，快速而又有效的方法;而靜力壓樁加固法是將樁壓至地基中的硬塑狀態的砂質粘性土層中，上部結構的荷載通過樁直接轉移到深部，由堅硬狀態的土層承受，這樣條基下的砂墊層和軟土層地基處于釋荷狀態，而樁的受力和傳力直接，故處理效果明顯。因此，遇到實際問題時應該具體問題具體分析，在采取加固措施前應從技術可行、質量可靠、安全穩妥、經濟合理四個方面作綜合分析，選出最優方案，否則將會使問題越來越復雜，造成的損失也會越大。

作者簡介：

馬玉祥，男，漢族，1986-，遼寧省盤錦市城市開發辦公室，長期從事城市開發建設及水文地質、工程地質工作。

紀永久，男，漢族2009-。遼河油田筑路工程公司，一直從事道路及橋梁施工管理工作