淺議某辦公樓的地基加固

邢 華 雷

(煤炭工業太原設計研究院，山西 太原 030001)

1 概述

1.1 設計情況

該辦公樓建于2014年，為單層框架結構，布置形式為中間走廊兩邊辦公室設置的常見形式，走廊寬2.2 m，兩邊辦公室進深7.2 m，開間均為3.9 m，層高3.6 m，中間設置進出門廳，開間為5.4 m。平面呈矩形布置,見圖1，總長36.6 m，總寬16.6 m，總建筑面積約600 m2。建筑抗震設防分類為乙類，抗震設防烈度為7度(0.15g，第二組)，場地類型為Ⅲ級，框架抗震等級為三級，結構的設計使用年限為50年，結構的安全等級為二級；地基采用1.5 m厚的3∶7灰土換填墊層法進行處理，基礎形式為獨立柱基，埋深為2.4 m；混凝土強度等級：基礎墊層C15，基礎C30，框架柱、梁、板C30，圈梁、構造柱、現澆過梁C25；鋼材采用HPB300，HRB335及HRB400級鋼，填充墻體采用混凝土加氣砌塊砌筑。

1.2 損壞情況

個別房間地面存在下沉呈現緩坡狀現象，地磚拼縫變大，地面隆起現象明顯；衛生間墻面瓷磚被地面擠壓后，出現嚴重的隆起開裂現象；南外墻大理石墻裙被散水擠壓后，出現隆起破損的現象。

該房屋墻體及框架梁均存在不同程度開裂的現象，根據裂縫所處的部位不同，可分為以下三種類型的裂縫：

第一種裂縫為填充墻體上的斜向貫通裂縫，大多數呈外高內低狀(內外指朝向室內外)，長度介于0.6 m～3.5 m，寬度介于1.0 mm～12.0 mm。

第二種裂縫為框架梁、柱與填充墻體交接處貫通裂縫，呈水平或豎直狀，長度介于1.4 m～2.2 m，寬度介于1.0 mm～10.0 mm。

第三種裂縫為框架梁斜向裂縫，裂縫位置緊鄰框架柱，同樣呈外高內低狀(內外指朝向室內外)，長度介于0.1 m～0.5 m，寬度介于0.1 mm～1.0 mm。

根據現場狀況分析，以上所述裂縫均為地基基礎的不均勻沉降而導致,見圖2。

1.3 原因分析

造成該建筑結構裂縫的原因為高填方場地地基土均勻性差，土質具有 Ⅱ 級中等自重濕陷性，現場排水措施不足，加之該房屋下的3∶7灰土墊層的質量稍差，部分水入滲至地基土層后產生濕陷變形，發生不均勻沉降現象，最終引起了上部結構構件變形、開裂。

2 加固設計

根據現場實際情況，結合 JGJ 123—2012既有建筑地基基礎加固技術規范的相關方法介紹，本工程主要涉及基礎加固、地基加固、修補裂縫。

2.1 基礎加固

增加整體剛度，控制不均勻沉降。由于要求加固期間不能干擾室內數控設備運轉，故加固方式具有局限性。

2.1.1加固方式對比

1)樹根樁加固獨立柱基。

樹根樁直徑200，鋼筋混凝土成樁，在柱基內部或周邊設置4根，樁體穿透軟弱土層，到達穩定土層。并擴大基礎面積，增加基礎上部受力鋼筋。但本工程由于基礎下軟弱土層不穩定，擔心擾動基礎及下部直接受力土層，導致下沉加劇，故放棄此法。

2)獨基改筏板。

在獨基底面增設300厚鋼筋混凝土筏板，利用植筋和焊接，使獨基連成片，增加基礎整體剛度，抵抗不均勻沉降。由于原基礎為局部換填，故新做筏板下部存在不均勻土層，并且新增的筏板基礎荷載對于軟弱土層不利，會帶來更大的沉降。而且此法會開挖全部室內地面，造成室內停工和破壞地下管線。故此法未采用。

3)增設支點法。

即在盡量少擾動原基礎的情況下，在兩個柱之間增加一個支點，即用人工挖孔灌注樁穿透軟弱土層，支撐上部建筑，分擔原獨立柱基的受力。灌注樁上部設置承臺，在承臺上部新做拉梁，一來可以不用加固原有拉梁，保留原有墻體及裝修，節省造價；二來多一道拉梁，可以提高整體剛度，控制不均勻沉降。灌注樁直徑800，樁長6 m，設置在建筑外墻和內走廊。

2.1.2需要注意的兩點

1)考慮鋼筋籠吊裝和施工的難度，可能會出現灌注樁偏心的問題，通過工地現場協調配合，可以保證新增地梁寬度范圍全部落在灌注樁上，樁直徑可能會達到1 m，存在多澆筑混凝土的情況；

2)還有就是樁長的問題，如建筑東面，原地基土密實度較好，土體穩定，樁長會縮短，同樣西邊回填土密實度差，樁長可能會增加，我們會根據現場情況調整樁長，保證灌注樁的端部進入穩定的老土層。保證加固效果，見圖3～圖5。

2.2 地基加固

爭取消除地基土濕陷性或防止外來水再次浸入地基。在建筑周邊圍打2排～3排灰土樁，樁徑400，樁長5 m～9 m不等。一來可以吸收土層水分，二來可以對原地基起到擠密圍箍效果。

需要注意的問題：因為從現有的樁基開挖情況可知，地基土層內分布有砂石土層，砂石粒徑過大會造成灰土樁成孔困難，所以根據現場情況，對于未能施工灰土樁的區域我們會采用雙液注漿的方式加固地基。

2.3 其他加固

待加固工作結束后，建筑物沉降穩定后，對開裂的墻體、梁、柱進行灌膠填縫處理。

場地排水措施的修復和建筑周邊場地采用灰土封閉。

3 加固施工注意事項

1)人工挖孔灌注樁的施工：由于樁徑較大且土層中局部含有砂卵石層，所以在下挖過程中的成孔支護工作尤為重要，根據現場情況，工地采用弧形鋼板支護，從地面下2 m開始設置，成孔后馬上進行鋼筋下孔的工序，由于室內層高的限制，鋼筋籠采用分段下放分段綁扎。

2)為了灌注樁和承臺一同澆筑，先把地下部分的灌注樁澆筑完畢，再澆筑地上部分，可有效的控制振搗密實度的問題。

3)對于墻體開裂大于1 cm縫寬的，要重新砌筑，不可修復。

4 加固效果分析

該辦公樓在加固完畢后，很好的解決了高填方軟弱土層不均勻性及濕陷的問題。場地的硬化及灰土樁的補打，可以防止后續雨水滲入的情況。在保證室內設備正常運轉的前提下，保證施工質量，控制加固成本不高于新建成本的60%。