某住宅工程檢測鑒定及基礎(chǔ)加固和抬升糾偏

趙 鋼 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽 合肥 230000）

0 引言

地基加固常用于已建結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的基礎(chǔ)病害，或由于加層改造增加設(shè)備等引起的基礎(chǔ)承載力不足，或者在工程建設(shè)中由于勘察、設(shè)計、施工或使用不當(dāng)，或增加荷載、糾傾、移位、改建、古建筑保護，遭受鄰近新建建筑深基坑開挖，新建地下工程或自然災(zāi)害的影響等需要對地基和基礎(chǔ)進行加固。基礎(chǔ)加固的方法大致有以下幾種：增大截面法、增加埋深法、改變基礎(chǔ)類型法、壓力注漿法、靜壓樁法和樹根樁法等，每種方法各有各的使用范圍。其中靜壓樁法的適用性較廣，此法將荷載向深層土體傳遞，可直達基巖持力層，但壓樁力應(yīng)小于上部結(jié)構(gòu)自重的80%，近些年得到了大力推廣。筆者以某住宅工程基礎(chǔ)加固和糾偏為例，采用基礎(chǔ)鋼管樁加固，上部結(jié)構(gòu)整體抬升糾偏，并增加整體筏板進行整體脫換，結(jié)果顯示：沉降趨于穩(wěn)定，房屋回歸正位，加固糾偏效果良好。

1 工程檢測

1.1 工程概況

本工程為地上9層異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)，主要建筑功能為住宅，建筑高度26.50m，一層層高3.00m，二～九層層高2.90m。建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度為0.05g，抗震設(shè)防類別為丙類，結(jié)構(gòu)框架的抗震等級為4級，剪力墻的抗震等級為3級，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限50年。基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)，樁基設(shè)計等級為乙級，單樁承載力特征值為950kN，設(shè)計有效樁長26.0m，樁端持力層為⑤層粉質(zhì)粘土層。該工程沉降觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，為確保結(jié)構(gòu)安全對其進行檢測。

1.2 工程地質(zhì)概況

根據(jù)本工程巖土工程勘察報告顯示：建筑場地類別為Ⅳ類場地，場地土類型為軟弱場地土，場地位于抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)。

場地土自上而下分布為：第①層素填土(Q4ml)；第②層粉質(zhì)粘土夾粉土 (Q4al)：fak=120kPa，Es=5.0MPa；第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂 (Q4al)：fak=85kPa，Es=3.5MPa；第④層粉土與粉質(zhì)粘土互層(Q3al)：fak=210kPa，Es=12.5MPa；第⑤層粉質(zhì)粘土(Q3al)：fak=280kPa，Es=10.5 MPa。

1.3 樁基工程施工概況

樁基工程施工驗收記錄資料顯示：樁基工程施工質(zhì)量主控項目(樁體質(zhì)量檢驗、樁位偏差、承載力)符合規(guī)范要求，一般項目(成品樁質(zhì)量、硫磺膠泥質(zhì)量、接樁、電焊條質(zhì)量、壓樁壓力、接樁時上下節(jié)平面偏差接樁時節(jié)點彎曲矢高、樁頂標(biāo)高)符合設(shè)計要求。管樁檢測報告顯示：被檢測樁的外觀質(zhì)量、尺寸偏差、破碎法、抗彎性能檢測項目中，各項檢測內(nèi)容均滿足規(guī)范要求。

1.4 建筑物沉降觀測及頂點側(cè)向位移

沉降觀測報告顯示：該工程6個沉降觀測點中最大累計下沉量為86.3mm，最大累計上升量為30.8mm，相鄰觀測點間最大累計沉降差已達到103.3mm，近15天最大沉降速率為0.12mm/d，沉降尚未趨于收斂。

經(jīng)現(xiàn)場檢測：建筑物整體向北傾斜，且各觀測點實測頂點側(cè)向位移值均已超出《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-2015)不適于承載的界限值。

1.5 梁及填充墻裂縫

梁裂縫位于一層頂～九層頂15-18/C軸、一層頂31-34/C軸梁構(gòu)件，主要分布于主、次梁交接處，裂縫沿主梁豎向開展，部分裂縫向下延伸梁底。

墻體裂縫位于六層～九層21-23/(2/D)軸墻體上，裂縫為填充墻門洞上角開展的豎向或斜向裂縫，裂縫為貫穿裂縫，鑿開粉刷層后發(fā)現(xiàn)為砌塊與灰縫、過梁之間開裂。

1.6 工程質(zhì)量抽檢

抽檢混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度推定值達到設(shè)計強度等級要求；抽檢框架柱截面尺寸及鋼筋配置符合設(shè)計要求；抽檢構(gòu)件除部分梁附加箍筋設(shè)置不符合設(shè)計要求外，其余截面尺寸、箍筋平均間距基本滿足設(shè)計要求；抽檢現(xiàn)澆板板底鋼筋平均間距符合設(shè)計要求。

1.7 裂縫成因分析

結(jié)合裂縫分布特征、建筑物頂點位移觀測結(jié)果、施工質(zhì)量檢測結(jié)果以及沉降觀測資料綜合分析：被測構(gòu)件裂縫主要由于地基基礎(chǔ)局部不均勻沉降變形造成，同時材料收縮、溫度應(yīng)力以及施工質(zhì)量偏差（梁附加箍筋設(shè)置）等因素促進了部分裂縫的產(chǎn)生與開展。

1.8 加固處理意見

鑒于目前建筑物基礎(chǔ)沉降尚未趨于收斂，應(yīng)加強對建筑物基礎(chǔ)沉降、傾斜變形以及裂縫發(fā)展的觀測。建議對本工程地基基礎(chǔ)采用有效加固措施處理，待基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定后，再對存在裂縫的構(gòu)件進行有效處理。

2 加固方案

2.1 方案總體思路

結(jié)合本工程情況加固采用基礎(chǔ)鋼管樁加固，上部結(jié)構(gòu)整體抬升糾偏，并增加整體筏板進行整體脫換。首先對原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承臺進行增大截面處理，然后對基礎(chǔ)增加錨桿靜壓鋼管樁進行加固，使其沉降穩(wěn)定或趨于穩(wěn)定。基礎(chǔ)加固結(jié)束后再在房屋承臺頂部增設(shè)鋼筋混凝土抬升牛腿，在抬升牛腿與承臺間布置千斤頂，然后切除上部結(jié)構(gòu)墻、柱對上部結(jié)構(gòu)進行抬升糾偏，糾偏完成后，撤出千斤頂并恢復(fù)上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)承臺的連接。

2.2 錨桿靜壓鋼管樁流程（見圖1）

2.3 糾偏流程（見圖2）

2.4 抬升法糾傾

2.4.1 千斤頂頂升法糾傾原理

千斤頂頂升抬升法是在房屋房屋地基基礎(chǔ)加固后，對房屋底層墻體進行切割使上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)部分分離，在結(jié)構(gòu)分離部位設(shè)置一定數(shù)量的千斤頂，采用千斤頂頂升，通過調(diào)整房屋各部位的抬升量，基礎(chǔ)沉降大的部位抬升，從而達到糾傾的目的。

2.4.2 上部結(jié)構(gòu)處理

圖1 錨桿靜壓鋼管樁流程

圖2 糾偏流程圖

采用抬升法施工時，應(yīng)保證上部抬升結(jié)構(gòu)具有一定的剛度、整體性和抵御局部變形的能力，根據(jù)對該房屋結(jié)構(gòu)體系進行分析，該房屋結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度、整體性及抵御變形的能力很強，能夠滿足本次抬升要求，不需要對上部結(jié)構(gòu)進行加固處理。

2.4.3 抬升托換體系

根據(jù)設(shè)計要求本次抬升托換將利用原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承臺作為抬升千斤頂?shù)撞恐吸c，在承臺上部新增鋼筋混凝土牛腿作為抬升上部結(jié)構(gòu)支撐點。

2.4.4 抬升牛腿施工及千斤頂安設(shè)

根據(jù)設(shè)計要求，本次新增抬升牛腿布置在原基礎(chǔ)承臺頂部500mm處，牛腿寬度墻邊向外300mm，牛腿高度600mm。為保證抬升要求，抬升牛腿與原結(jié)構(gòu)面需鑿毛處理，并植入對穿鋼筋。

本次抬升千斤頂選用額定荷載500kN螺旋式千斤頂，根據(jù)設(shè)計要求共需布置千斤頂288臺，千斤頂?shù)牟荚O(shè)要求如下：①千斤頂布置時保證其豎直，在頂部及底部均應(yīng)放置鋼墊板，并用H40灌漿料找平；②千斤頂安裝完成后，對其進行施壓，施壓荷載根據(jù)墻體應(yīng)變變化情況確定，既施壓至需切斷部位墻體應(yīng)變值為零；③每段墻體千斤頂安裝完成后，應(yīng)對墻體的應(yīng)變情況和豎向位移情況進行調(diào)整，使其應(yīng)力分布均勻，避免局部應(yīng)力集中或變形過大而造成結(jié)構(gòu)損傷。

2.4.5 結(jié)構(gòu)分離

為了盡量減小墻體分離后對房屋結(jié)構(gòu)的整體影響，分離和抬升施工應(yīng)避開大風(fēng)、地震等極端天氣進行施工。抬升千斤頂全部安裝完成后，檢測各千斤頂施荷情況并對其進行鎖緊固定，并設(shè)置臨時支撐墊塊進行保護，檢測結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、豎向位移及傾斜情況，均未發(fā)現(xiàn)異常情況后，首先采用小型電錘剝離墻體鋼筋保護層露出鋼筋并切斷，通過機械式千斤頂施壓，分離該部位混凝土。分離部位選擇在抬升孔高度范圍的中間位置，待抬升糾傾結(jié)束后，修理分離位置，進行恢復(fù)。

2.4.6 連接恢復(fù)

房屋抬升至設(shè)計值后，臨時鎖定抬升千斤頂恢復(fù)墻體連接。焊接抬升洞口處斷開鋼筋，并采用加固型微膨脹混凝土進行澆筑，待澆筑混凝土強度滿足設(shè)計要求后，再分段撤除千斤頂，直至全部完成。

為保證抬升斷開處墻體連接效果，連接前先剔除連接部位墻體混凝土，沿分離縫上、下各剔鑿100mm混凝土保護層，露出結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋，將鋼筋清理干凈后，采用同規(guī)格短筋將原結(jié)構(gòu)鋼筋焊接連接。鋼筋連接完成后，對斷開區(qū)域鑿毛清理，采用高強、微膨脹加固型混凝土進行澆筑。

3 結(jié)束語

本工程鋼管樁靜壓施工過程中的沉降觀測數(shù)據(jù)顯示：觀測后期該工程沉降速度為0.002㎜/d，根據(jù)JGJ 8-2007規(guī)程相關(guān)規(guī)定，建筑物沉降已處于穩(wěn)定狀態(tài)。上部結(jié)構(gòu)整體抬升糾偏后經(jīng)觀測建筑物各觀測點實測頂點側(cè)向位移值均未超出《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-2015)不適于承載的界限值。事實證明采用基礎(chǔ)鋼管樁加固和上部結(jié)構(gòu)整體抬升糾偏方法可靠，效果良好，值得大力推廣。