某教學(xué)樓地基基礎(chǔ)加固技術(shù)

陳銘生（廣東省廉江市第三建筑工程有限公司，廣東 廉江 524400）

某教學(xué)樓地基基礎(chǔ)加固技術(shù)

陳銘生
（廣東省廉江市第三建筑工程有限公司，廣東 廉江 524400）

摘要：本文以廣東省廉江市第三建筑工程有限公司施工的某教學(xué)樓工程為實(shí)例，介紹了地基基礎(chǔ)加固補(bǔ)強(qiáng)的施工技術(shù)，并對(duì)既有地基基礎(chǔ)的改造提出了見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：地基基礎(chǔ)；加固技術(shù)；工程實(shí)例

一、前言

我們知道，中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，仍處于快速發(fā)展階段；從建筑業(yè)來(lái)說(shuō)，有資料統(tǒng)計(jì)，我們國(guó)家每年消耗的建筑材料及資源約占全球的45%，而另一方面，我們國(guó)家大量的房屋建筑尚未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限即被拆除，壽命相對(duì)較短，而美國(guó)房產(chǎn)壽命約80年，北歐的丹麥、瑞士、挪威等國(guó)家為70年~90年，英國(guó)則為132年。

本文討論既有建筑地基基礎(chǔ)的改造，即加固補(bǔ)強(qiáng)。

既有建筑需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固的情況，大致可以分為以下幾類(lèi)：

（1）由于勘察、設(shè)計(jì)、施工或使用不當(dāng)，造成既有建筑開(kāi)裂、傾斜或損壞，而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。這在軟土地基、濕陷性黃土地基、人工填土地基、膨脹土地基和土巖組合地基上較為常見(jiàn)。

（2）因改變?cè)ㄖ褂靡蠡蚴褂霉δ埽枰M(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。如增層、增加荷載、改建、擴(kuò)建等。其中住宅以擴(kuò)大建筑使用面積為目的的增層較為常見(jiàn)，以不改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)傳力體系的直接增層為主。辦公樓增層改造，因一般需要增加的層數(shù)較多，故常采用外套結(jié)構(gòu)增層的方式，增層荷載由獨(dú)立于原結(jié)構(gòu)的新增設(shè)的梁、柱、基礎(chǔ)傳遞。公用建筑如會(huì)常、影院等因增加使用面積或改善使用功能而進(jìn)行增層、擴(kuò)建或擴(kuò)建改造等常需增加地下結(jié)構(gòu)。單層工業(yè)廠(chǎng)房和多層工業(yè)建筑，由于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，需要對(duì)原生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新，這種改造和更新勢(shì)必會(huì)引起荷載的增加，造成原有結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)承載力不足等等。

（3）因周?chē)h(huán)境改變，而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固，大致有以下幾種情況：

①地下工程施工可能對(duì)建筑造成影響；

②鄰近工程的施工對(duì)既有建筑可能產(chǎn)生影響；

③深基坑開(kāi)挖對(duì)既有建筑可能產(chǎn)生影響；

④由于地下水位變化過(guò)大對(duì)既有建筑可能產(chǎn)生影響。

（4）由于糾傾和移位施工，而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。

（5）由于古建筑的維修保護(hù)，而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。

（6）由于古建筑的維修保護(hù)，而需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)加固。

二、工程實(shí)例

1工程概況

某教學(xué)樓為6層（局部7層）磚混結(jié)構(gòu)。該教學(xué)樓在使用過(guò)程中，墻體出現(xiàn)明顯開(kāi)裂，四層局部梁體出現(xiàn)不同程度的裂紋，各層樓面面層也相繼出現(xiàn)裂縫，已經(jīng)嚴(yán)重影響到教學(xué)樓的正常使用，亟需對(duì)該教學(xué)樓進(jìn)行加固處理。

該教學(xué)樓抗震設(shè)防烈度為6度（第一組），建筑抗震設(shè)防類(lèi)別丙類(lèi)；建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限30年，場(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。

2事故原因分析

事故的原因是地基浸水軟化發(fā)生濕陷，建筑物基礎(chǔ)在使用過(guò)程中產(chǎn)生了不均勻沉降，最終導(dǎo)致教學(xué)樓產(chǎn)生開(kāi)裂。

該教學(xué)樓為磚砌體結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)大部為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)、局部為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，原地基采用灰土樁進(jìn)行了處理。經(jīng)事后分析調(diào)查：（1）灰土樁成孔采用洛陽(yáng)鏟排土法施工，灰土樁采用人工夯錘夯實(shí)，夯擊能量較小，灰土樁對(duì)樁間土不具擠密作用；（2）灰土樁夯實(shí)程度差異大，表現(xiàn)為均勻性差、密實(shí)度差異大，因而樁體承載力低；（3）灰土褥墊層厚度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此，灰土樁復(fù)合地基不具備隔水、增強(qiáng)地基土水穩(wěn)性的作用。此外，室外防水設(shè)施年久失修，排水溝堵塞、破損，屋頂雨水及地面積水常年下滲，導(dǎo)致地基土濕軟，含水量高，事后從人工開(kāi)挖的探井內(nèi)可看到有明水從灰土樁樁端滴滲。

原地基雖然采用灰土樁進(jìn)行了處理，但處理深度內(nèi)地基土的濕陷性并未消除。灰土樁復(fù)合地基在浸水后發(fā)生強(qiáng)度軟化，仍產(chǎn)生了濕陷性沉降。綜上分析，灰土樁復(fù)合地基對(duì)提高地基承載力、增強(qiáng)地基土水穩(wěn)性方面無(wú)明顯改善作用，建議復(fù)合地承載力仍按天然地基承載力采用。

圖1 基礎(chǔ)加固改造筏板平面布置圖

3加固方案設(shè)計(jì)與選擇

3.1加固方案

既有建筑地基加固可采用的方案主要有：①灰土樁擠密法；②注漿加固法；③錨桿靜壓樁法；④高壓旋噴注漿托換；⑤注漿型小樁托換等。

高壓旋噴樁托換法有地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，可用于本工程。由于旋噴樁施工過(guò)程中也會(huì)使既有建筑物產(chǎn)生附加沉降，因此，需要對(duì)施工速度進(jìn)行必要的控制，工期成為選擇加固方案的制約因素。

注漿型小樁可用于本工程基礎(chǔ)托換，本工程所涉及的是一種投石壓漿無(wú)砂混凝土小樁，采用的是先植入鋼管并與基礎(chǔ)鋼筋連接，后填入小粒徑級(jí)配碎石、封孔，再壓入水泥漿并進(jìn)行二次壓漿的施工工藝，該方法可以有效控制托換施工過(guò)程中基礎(chǔ)的附加沉降，由于注漿的作用，可有效減小地基浸水對(duì)樁側(cè)阻力的影響。

以上托換樁方案，經(jīng)造價(jià)與工期比較，認(rèn)為投石壓漿無(wú)砂混凝土小樁托換方法具有較好的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益，且在當(dāng)?shù)鼐哂写罅康牡貐^(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)為首選。

3.2加固設(shè)計(jì)

本教學(xué)樓加固采用地基基礎(chǔ)加固和上部結(jié)構(gòu)加固相結(jié)合的加固方案。

（1）上部結(jié)構(gòu)加固方案

①有裂縫處的砌體先進(jìn)行壓力灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固；

②外縱墻采用雙面鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固；

③內(nèi)縱墻以及部分內(nèi)橫墻采用單面鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固；

④衛(wèi)生間墻體采用砂漿面層加固；

⑤四層局部開(kāi)裂梁采用粘貼鋼板加固；

⑥鏟除樓面面層，重新做25mm厚的1：2水泥砂漿地面。

（2）地基基礎(chǔ)加固方案

①原基礎(chǔ)采用整片筏板進(jìn)行托換加固，可減少和控制基礎(chǔ)的不均勻沉降，筏板平面布置如圖1所示。考慮到基礎(chǔ)的整體受力形式發(fā)生改變，因此參照新建建筑計(jì)算地基反力。

②原柱下獨(dú)立基礎(chǔ)采用投石壓漿無(wú)砂混凝土小樁進(jìn)行托換加固，小樁能將荷載有效地傳遞于深層穩(wěn)定土體中并能提供一定的水平抗彎能力抗剪能力，小樁基礎(chǔ)加固剖面圖如圖2所示。考慮到小樁在基礎(chǔ)內(nèi)部，簡(jiǎn)化計(jì)算可認(rèn)為基礎(chǔ)的附加荷載完由新植入的小樁承擔(dān)。

圖2 無(wú)砂混凝土小樁基礎(chǔ)加固剖面圖

小樁的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式估算

Quk=Qsk+Qpk=u∑α0qsikli+αqpkAp（1）

式中：Quk——單樁豎立極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；

qpk，qsik——樁極限端阻力、樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；

Ap——柱底端橫截面面積（㎡）；

u——樁身周長(zhǎng)度（m）；

li—第i層土的厚度（m）；

ao——樁側(cè)阻力增大系數(shù)，取1.1；

a——樁端阻力發(fā)揮系數(shù)，取1.05。

經(jīng)計(jì)算得到小樁的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為194kN，取安全系數(shù)為2，則單樁豎向承載力特征值為97kN。

結(jié)語(yǔ)

（1）監(jiān)測(cè)結(jié)果

為保證加固施工質(zhì)量，檢驗(yàn)地基基礎(chǔ)加固效果，在加固施工過(guò)程中及后半年時(shí)間進(jìn)行了基礎(chǔ)沉降及應(yīng)力監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均在可控范圍。

（2）使用情況

已投入使用多年，未見(jiàn)異常情況發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]JGJ123-2012，既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S].

中圖分類(lèi)號(hào)：TU47

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A