掏土迫降法在軟土地基房屋糾偏中的應用

張 勤 羽

(上海長凱巖土工程有限公司，上海 200093)

掏土迫降法在軟土地基房屋糾偏中的應用

張 勤 羽

(上海長凱巖土工程有限公司，上海 200093)

迫降糾偏是對建筑物沉降較小一側地基施加強制性沉降的措施，掏土迫降是目前軟土地區應用較為廣泛的一種方法，通過在建筑物沉降少的一側的基底取土，人為地使該側地基土支撐面積減少，在上部結構荷載作用下，使基底應力增加，土體在自重應力和附加應力的共同作用下，使該側的地基土發生變形，強迫該側基礎下沉。對于年代久遠的房屋，增加基礎剛度后同樣可以采用該方法，且效果較好。通過具體案例介紹，說明這一技術在實際工程中的應用。

掏土迫降,房屋糾偏,軟土地基,錨桿靜壓樁

0 引言

隨著近年來我國城市化進程的不斷加快，城市規模不斷擴大、城市人口迅速增長，城市核心區的軌道交通和住宅項目建設規模不斷增大。隨著新增工程建設項目的開展，軟土地區許多建造于20世紀的多層房屋受到臨近工程的影響，出現開裂、傾斜、不均勻沉降等問題。這些老舊房屋一般采用磚混結構，大部分采用天然地基，整體性相對較差，容易受到外界環境的影響[1-4]。據統計，當房屋的傾斜率達到4‰，房屋內的住戶就會有居住不適、使用不便的感覺，如果傾斜率達到7‰，房屋就會有嚴重損壞的危險。

迫降糾偏是對建筑物沉降較小一側地基施加強制性沉降的措施，使其在短期內產生局部下沉，以扶正建筑物的一種糾偏方法，常見的迫降糾傾法[1-4]包括掏土法、水沖法、加壓法、振搗法、淤泥觸變法、樁基卸載法等。其中掏土糾偏法是指通過在建筑物沉降少的一側的基底取土，人為地使該側地基土支撐面積減少，在上部結構荷載作用下，使基底應力增加，土體在自重應力和附加應力的共同作用下，使該側的地基土發生變形，強迫該側基礎下沉。同時使原建筑物沉降大的一側不再沉降，以達到調整兩側基礎沉降差的目的，恢復建筑物的垂直度到規范允許值。

本文涉及工程采用斜向掏土迫降方法，并在糾偏過程中結合錨桿靜壓樁技術，成功對房屋實施了糾偏，根據目前沉降觀測結果，糾偏效果十分理想，目前建筑物傾斜率滿足規范要求，且變形已經穩定，確保了居民的正常使用。

1 工程概況

上海某小區1號樓為6層建筑，建造于1982年，建筑平面近似呈矩形，長約35.2 m，寬約13.2 m，高約16.8 m，層高為2.8 m。主體采用磚混結構，樓板為預制板，采用坡屋頂。房屋基礎為大放腳基礎，天然地基，持力層為第②層粉質粘土層，房屋整體呈現向北傾斜現象，在東西向無明顯規律。房屋向北傾斜率為7.1‰～12.6‰，東西向傾斜在0.7‰～1.2‰之間,見圖1。

2 土層特點

勘探深度范圍內土層如表1所示。

第①層填土，局部表層為水泥地坪，下部以粘性土為主，夾碎石、磚塊及有機質等，土質松散且不均勻。

第②1層灰黃色粉質粘土，含云母、氧化鐵斑點及鐵錳質結核，局部夾薄層粉性土，呈可塑～軟塑狀，中等壓縮性，土層厚度為1.7 m。

第③層灰色淤泥質粉質粘土夾粘質粉土，含云母，夾粉質粘土及薄層粉砂，土質不均勻，呈流塑狀，高等壓縮性，土層厚度為5.7 m。

第④層灰色淤泥質粘土，含云母，夾少量薄層粉砂，土質均勻，呈流塑狀，高等壓縮性，土層厚度為7.9 m，該層為基礎沉降的主要壓縮層。

第⑤層灰色粉質粘土，含云母、有機質、泥鈣質結核及半腐殖物根莖，局部夾粘土，呈軟塑狀，中等壓縮性，土層厚度為7.8 m。

第⑥層暗綠色粉質粘土，含云母，夾細砂、粉砂、粘質粉土及薄層粘性土，呈可塑～硬塑狀，具中等壓縮性，土層厚度為5.4 m。

勘察報告建議的各土層參數標準值和典型的靜力觸探比貫入阻力平均值見表1。

表1 土層參數及比貫入阻力平均值

3 糾偏設計施工難點與分析

糾偏工程是一項復雜、高風險、高技術含量的特種工程，糾偏設計施工前應充分掌握工程相關的資料和信息，對項目的重點和難點進行充分分析：

1)經調查，本工程主體采用磚混結構，樓板為預制板，房屋基礎為大放腳基礎，房屋建造時間久遠，整體性相對較差;

2)根據本工程勘察資料,場地為上海正常地層,地表以下14 m深度范圍內以飽和軟弱粘性土為主，對沉降控制較為不利；

3)根據房檢報告，由于該房屋傾斜率較大(部分大于10‰)，已經影響到該房屋的正常使用，且該房屋傾斜趨勢不穩定，絕大部分的測點沉降速率大于0.011 mm/d；

4)該房屋處于密集居住區內部，施工進出相對不便;

5)目前房屋一樓內部住戶、店鋪較多，為后期加固帶來很多不便，糾偏加固難度較大。

4 糾偏設計方案

糾偏工程設計是糾偏工程的關鍵環節，它不僅需要理論計算，還需要根據實際情況進行調整。

綜合本工程實際情況，考慮采用斜向掏土技術，擾動基礎持力層(②層粉質粘土)下方的第③層淤泥質粉質粘土，并利用建筑物自重使建筑物沉降小的一側產生附加應力集中效應，使地基土產生附加變形，達到糾偏目的。該方法是利用抽取2層以下土體，所以對基礎持力層土體擾動相對不大。

掏土孔外徑為150 mm，長度10 m，孔距1.0 m，部分掏土孔具體位置可根據現場情況合理調整。

1)水平糾傾量計算。

本房屋高約16.8 m，根據JGJ 270—2012建筑物傾斜糾偏技術規程規定的糾傾標準[5]：當室外地面算起的建筑物高度小于24 m或者不大于7層時，建筑物糾傾水平變形控制值不大于高度的4‰，即：

SH≤0.004Hg

(1)

式中各參數詳見規范中的規定。

取最大傾斜值12.6‰ 作為糾偏設計值，房屋傾斜滿足相應規范要求時糾傾量為：

(2)

SH=(12.6‰-4.0‰)×16.8=144.5 mm。

2)豎向沉降量計算。

SV=(12.6‰-4.0‰)×13.2=113.5 mm。

3)掏土量估算。

根據房屋平面尺寸以及豎向沉降量，估算掏土方量：

為控制糾偏后建筑后期沉降，采用錨桿靜壓樁對房屋周邊及內部進行適當加固，加固錨桿靜壓樁型采用φ219×6鋼管樁，樁長28 m，樁端落于土層稍好的第⑥層粉質粘土中，則沉降壓縮層調整為低壓縮性的⑥,⑦土層，可以有效控制基礎沉降。考慮到建筑物整體性較差，在掏土糾偏前新增400 mm厚底板，底板通過穿墻梁與承重墻有效結合，以增加整體剛度，見圖2，圖3。

5 糾偏方案實施

5.1施工流程

工況一：進場施工準備，確定施工范圍，并對原有建筑物進行復測，如與設計圖紙不符，應及時通知設計單位；

工況二：埋設沉降觀測點，進行初始觀測；

工況三：對新增基礎梁區域進行開挖，應采取間隔分段施工的方式，每段長度為6 m～8 m，并采用薄壁鉆機對穿墻梁開孔施工；

工況四：第一階段基礎梁綁扎鋼筋，預留壓樁孔，澆筑混凝土；

工況五：基礎梁強度達到70%，沉樁施工鋼管樁(同時采用C20混凝土進行填芯)，每根樁壓樁完成后，采用C35微膨脹細石混凝土進行封樁。

5.2迫降施工及監測

在該房屋南側沉降較小一側進行掏土，釋放地基土體應力，使建筑物在此邊沉降加大，并用經緯儀和水準儀對整個建筑物保持監測，以便隨時對掏土孔數量及深度、掏土速率等進行調整，直至建筑物傾斜度達到設計要求。

糾偏回傾率控制在2 mm/d～3 mm/d，盡量減小糾偏對房屋結構的影響。掏土完畢后對掏土孔注漿處理，確保地基土密實度，保證房屋沉降在控制范圍之內。

在掏土過程中應加強沉降觀測，做到信息化施工，合理控制糾偏速率，采用循序漸進的方式，盡量減少對現有結構的影響。

5.3錨桿靜壓樁施工要求

壓樁流程應嚴格按照施工工況進行，每一工況下壓樁順序采取跳壓施工方式。先在房屋北側進行錨桿靜壓樁加固施工；而后進行糾偏和其他部位的錨桿靜壓樁施工，錨桿靜壓樁暫不封樁，待糾偏達到預定目標后再行封樁。

壓樁時樁段的垂直度偏差不得超過0.5%樁段長(樁插入時)，壓樁時要確保壓樁架垂直，壓樁采用樁長控制為主，壓樁反力作為參考。封樁采用C35微膨脹早強混凝土，HEA型膨脹劑以8%比例替代水泥，封樁時應進行機械振搗密實，封樁至基礎頂面；壓樁過程中，樁頂應墊鋼板，防止樁頂局部破壞，壓樁施工一次到位，中間不得停歇。

6 監測及結果分析

糾偏施工前對建筑物沉降及傾斜做一次全面測量，做好背景值記錄，糾偏期間每2 d沉降觀測1次，并即時做好整理，匯總及分析工作，做到信息化施工，據施工監測、壓樁等反饋情況，不斷調整、不斷優化施工程序。

從圖4～圖6看出，受錨桿樁施工影響，建筑物傾斜率增大，但隨著掏土施工的進行，房屋沉降不斷增大，傾斜率逐漸減小，整個過程相對平緩，糾偏期間房屋上部結構裂縫相對較少，項目順利實施。

7 結語

1)對于基礎整體性較差的建筑，在增加筏板基礎提高整體后，仍可以采用迫降法實現建筑物的整體均勻回傾。

2)掏土迫降速度是糾偏工程的重點和難點，建筑物回傾具有突變性，稍有不慎，將會造成結構破壞，掏土過程中必須做到施工和監測的有效結合，根據監測結果，控制掏土速率，保證均勻沉降。

[1] 唐葉清.建筑物移位與增層改造[M].北京：中國建筑工業出版社，2008:356-420.

[2] 程冰潔，屈社民.多層樓房地基加固糾偏方法及工程實例[J].巖土工程技術，2002(2)：103-106.

[3] 鄭俊杰，張建平，劉志剛.軟土地基上建筑物加固及綜合糾偏[J].巖石力學與工程學報，2001，20(1):123-125.

[4] 劉祖德，俞季民.地基應力解除法的基本原理和工程實踐效果[A].第六屆全國土力學及基礎工程學術會議論文集[C].1991.

[5] JGJ 270—2012,建筑物傾斜糾偏技術規程[S].

Applicationofsoildumpingmethodinbuildingdeviationcorrectiononsoftsoilfoundation

ZhangQinyu

(ShanghaiChangkaiGeo-technicalEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200093,China)

The correction of forced landing is a measure of forced settlement of the ground on the smaller side of the building. Forced settlement in soft soil area is currently widely used method， through the settlement of the side for less in the building of the earth, make the side soil support area reduced, as the moon in the upper structure load， the basal stress increases in soil gravity stress and additional stress interaction next, make the lateral deformation of the foundation soil, the lateral force of foundation sinking. For older houses， the method can also be adopted by increasing the stiffness of the foundation， and the effect is better. This paper gives a brief introduction to this technology and illustrates the application of this technology in practical engineering.

soil dumping, building deviation correction, soft foundation, pressed pile by anchor rod

1009-6825(2017)32-0062-03

2017-09-03

張勤羽(1985- )，男，碩士，工程師，國家注冊土木工程師(巖土)，一級建造師(建筑)

TU471.8

A