某底框結構的糾偏加固分析

陳映棠 俞 清

(山西省建筑科學研究院，山西太原 030001)

1 工程概況

某辦公樓位于山西省介休市新建路北，客運站附近，建于20世紀80年代，是一幢5層底框結構，局部6層(位于建筑西部)，地下1層及地上2層為框架結構，上部4層為磚混結構，建筑外包尺寸為:長×寬=38.8 m×12.6 m，建筑面積約3 000 m2。

根據地質勘察報告，地基土構成及地基承載力特征值見表1。

表1 土層分布

建筑場地現狀西北側地基土浸水，土體濕陷性部分消除，承載力降低，而建筑東側地基土尚維持原狀，土層深度在8.5 m以上仍具濕陷性，且地基土承載力相對較高;根據GB 50007-2002建筑地基基礎設計規范規定，處于中、低壓縮性土層的框架結構的基礎傾斜率允許值為0.21%。

業主在裝修該建筑物時，發現樓板找平厚度過大，鑒于這種情況，業主要求立即進行房屋的糾偏加固施工。我院對該建筑物進行了沉降觀測，測點布置見圖1。表2為最初三次沉降觀測值。由于建筑物已使用有三十余年，下部土體濕陷基本消除，糾偏前南北最大傾斜率遠低于規范要求，即目前建筑物沉降已經趨于穩定。由于采用條形基礎且基礎寬度較大，整體性較好，建筑物墻體和梁板未出現裂縫，具備糾偏的條件。

圖1 建筑物沉降觀測點

表2 本次糾偏前房屋沉降觀測結果mm

2 房屋傾斜的原因分析

經過對現場情況的分析，房屋出現傾斜的主要原因如下:

1)建筑物北面地基防水處理不當，長期遭受雨水及管道污水的侵蝕。2)地基土南硬北軟。南面的三七灰土明顯比北面的厚、硬。由于北側土的壓縮性比南側土高，因此房屋向北側傾斜。

3 糾偏措施

通過對房屋傾斜原因的分析，制定如下措施:在南側鉆孔掏土促使其沉降，在北側打灰土樁限制其沉降，這樣北側沉降得以減緩，南側沉降適當加大，房屋傾斜得到基本糾正，達到可以繼續使用的要求。如果僅從糾偏考慮，可以僅加固北側地基，但當荷載再次增加，造成荷載重心和灰土樁重心出現較大偏離，這時房屋可能出現反向傾斜，即北向南傾斜。另外為防止鉆孔掏土時發生突沉，在鉆孔掏土到一定程度時，在南側掏土后形成的基坑部位砌筑磚垛，且磚垛之間以及磚垛頂與基底間預留空隙，之后采用局部注水的方法，解除部分地基應力，迫使地基土中應力重新分配，引發注水孔周圍地基土的變形，進而促使南側緩慢下沉，達到糾偏的目的，見圖2。

圖2 基坑砌筑磚垛

4 糾偏施工

1)灰土樁的制作。北側室內及室外打灰土樁加固地基，見圖3，圖4，采用洛陽鏟挖取直徑200 mm深5 m的樁孔，采用三七灰土拌制均勻，考慮到房屋西北側長期受雨水及生活污水浸濕，生石灰盡量采用塊狀，因為生石灰膨脹可以更好的擠密地基。

采用跳打灰土樁的方式依次加固北側室內及室外地基。

2)掏土并局部注水。北側地基加固完成后，開始在南側進行掏土迫降。首先沿著基礎放腳邊緣垂直向下掏土，之后往基礎內側掏土(見圖3中粗實線與粗虛線所圍區域)，進尺為300 mm的倍數遞增，掏土間隔施工，并根據監測結果指導掏土深度，直至圖中所示深度，采用直徑50 mm的洛陽鏟向內側掏土至橫墻底部或底框柱根部，圖3中箭頭示意掏孔位置及方向。掏孔完畢后，以房間為單位，向孔內間隔注水，并跟蹤監測控制注水數量及速度。

圖3 灰土樁布置圖

3)掏土孔回填。2010年1月6日，沉降監測表明，不均勻沉降達到設計要求，停止注水，采用壓力灌漿的方法，將之前砌筑磚垛周邊的空間填實，防止建筑物有過大的附加沉降，如圖4所示，最后采用三七灰土回填基坑并且恢復原先地面。

圖4 灰土樁加固地基

4)糾偏監測結果。從掏土孔的開設、掏土順序的安排、掏土量的控制以及掏土孔的回填，均需要以沉降監測作為依據。糾偏施工宜慢不宜快，且為了防止突沉現象發生，本工程根據現場情況采用掏土與局部注水結合的方法實現了迫降，現場施工時掏土速度必須嚴格控制，其快慢由沉降速率控制，一般控制在1 mm/晝夜～2 mm/晝夜。本工程速率多數都控制在2 mm/晝夜。最大為3 mm/晝夜，只出現2次，且不是連續出現。在糾偏過程中，對房屋各特征點的沉降進行了監測，監測結果見表3。

各位置的傾斜率變化情況如表4所示。表4中數據表明，糾偏后改善了房屋傾斜的現狀。建筑東側糾偏比較理想，原因在于建筑東部重量較輕，中部及西部其傾斜量減小，可以預見，房屋最終傾斜率將會達到規范要求。

表3 糾偏施工期間房屋沉降觀測結果

表4 房屋傾斜量結果(南朝北傾) %

糾偏竣工一年后，經到實地多次檢查，該辦公樓使用狀況良好。

5 結語

1)利用灰土樁止降，即對建筑物地基沉降量較大一側打灰土樁進行加固，可以使建筑物傾斜率得到有效控制。2)實時監測是糾偏的重要環節。本工程采用掏土注水的方法進行糾偏，為防止糾偏過正，實時監測可以很有效的指導現場施工工作。3)在掏土一側基底砌筑磚垛對于防止出現突沉以及反向傾斜十分重要。當掏土施工過快以及后續注水過多時，特別是在夜間無法利用光學儀器進行沉降觀測時，極可能導致建筑物突然下沉。一旦出現該情況，糾偏將很難進行下去。所以掏土一側增設磚垛，既是結構加固的需要，也是施工安全性的要求。

［1］JGJ 123-2000，既有建筑地基基礎加固技術規范［S］.

［2］張永鈞，葉書麟.既有建筑地基基礎加固工程實例應用手冊［M］.北京:中國建筑工業出版杜，2002.

［3］張新民，張立敏.建筑物傾斜糾偏成套施工技術的研發與應用［J］.建筑結構，2007，37(S1):89-92.

［4］賴允瑾，周生華.上海某多層磚混結構的傾斜分析和糾偏加固［J］.建筑結構，2007，37(S1):111-115.