軟土地區房屋劈裂注漿糾傾技術研究與應用★

陳 念 智

(1.上海久岸置業有限公司，上海 200031; 2.上海市非開挖建造工程技術研究中心，上海 200433)

0 引言

在軟土地區，下部土層含水量高，壓縮性大，強度較低，淺基礎房屋往往沉降大，沉降時間長，即使采取換填或采用短樁進行基礎加強，鄰近大面積堆載或基坑開挖卸載沉降就容易出現問題。本文對上海某別墅群部分房屋傾斜原因進行分析，介紹劈裂注漿糾傾技術在該工程的成功應用，為類似工程提供參考和借鑒。

1 工程概況

某工程位于上海青浦區，由若干淺基礎2層～3層低層別墅組成，鋼筋混凝土框架結構，半地下室，筏板—樁基復合基礎，筏板厚度300 mm，預制小方樁200 mm×200 mm，樁長16 m。小區道路將別墅圍合成不同組團區域，組團由南北兩排房屋組成，在房屋之間通過填土形成宅間花園。施工前場地主要為農田和魚塘，魚塘底部有0.5 m厚淤泥土，清除淤泥后用粗砂石換填。地下室底板由②層褐黃～灰黃色粉質黏土硬殼層作為筏板基礎持力層。下臥層土體主要是黏性土軟弱土層，含水量高、孔隙比大、壓縮模量小。各土層特性如表1所示。

表1 土層特性表

2 房屋傾斜情況

建成后住戶裝修時發現地坪有傾斜，檢測報告表明部分房屋傾斜率超過GB 50007建筑地基基礎設計規范中4.0‰的限值，最大值達到6.7‰，傾斜方向全部朝向宅間花園方向。房屋結構完好，沒有發現裂縫等情況。由于施工沉降原始資料缺失，無法在短時間內判明沉降變形速率和不均勻沉降發展情況，發現傾斜后立即在所有房屋四周布設一定數量的鋼釘作為沉降觀測點由專業單位定期跟蹤監測沉降變形。

3 傾斜原因分析

通過分析，傾斜主要原因為以下2點：1)建筑規劃布局；2)基礎設計。

3.1 建筑規劃布局

建筑規劃布局通過宅間花園和小區道路高低錯落力求營造別墅區的層次感，但缺乏對土體荷載影響的基本認識和預估。

各花園堆土完成面與道路完成面的高差1.15 m～1.35 m不等，土體重度γ若按20 kN/m3計，兩側荷載差至少達到了23 kPa。在魚塘清淤回填地基處理工藝不完善的情況下，地基土仍存在固結沉降及次固結壓縮空間，容易產生較大壓縮變形。從上海某倒樓事件可知，近距離附加荷載對臨近基礎影響十分明顯，甚至可能導致傾覆，因此本工程土體附加荷載導致地基不均勻沉降，是房屋出現傾斜的直接原因。

3.2 基礎設計

低層建筑一般采用條基或筏基，為更好地控制沉降，本工程采用復合基礎。然而基礎—樁基復合基礎往往需要考慮基礎下土的作用，一旦土體附加荷載過大會使筏板基礎底部土層變形過大，進而影響基礎—樁—土的共同作用。

沉降控制復合樁基為摩擦型樁，主要起控制沉降的作用，上海市DG/T J08—40—2010地基處理技術規范中規定沉降控制復合樁基宜采用樁身截面邊長不大于250 mm、長細比80左右的預制混凝土小樁。本工程采用200 mm預制小方樁，尺寸偏小，樁端只進入⑤1-1黏土層，該層壓縮性較高，樁基尚有一定的刺入變形量，在上部堆土荷載較大的情況下對沉降控制作用不明顯。

從樁位布置角度分析，某四聯排屋樁位布置如圖1所示，設計單位僅考慮群樁形心和建筑形心基本保持對應，但并未考慮在靠近南面花園堆土側增加樁位，致使該側樁位數量偏少，不能起到控制不均勻沉降的作用，這同樣是造成傾斜的重要原因。

4 糾傾技術方案

4.1 糾傾方案選型

本工程若對房屋靠近小區道路側單邊迫降，會對燃氣、給排水、強弱電等大量配套入戶管線造成嚴重影響，修復代價和風險很大，因此不適用迫降法。抬升法主要方式有注漿和錨桿靜壓樁等，因部分房屋已交付業主使用，地下室裝修也已完成，錨桿靜壓樁需打穿地下室筏板基礎開洞作業，現場也不具備建筑外施打條件。結合工程實際選用注漿抬升方式。

注漿抬升主要有高壓旋噴樁、壓密注漿或劈裂注漿等幾種方案。場地內除②-3粉砂層外，其余黏性土層的滲透系數普遍在10-7cm/s左右，一般壓密注漿難以達到理想效果，而劈裂注漿在透水性差的土體中也能有良好效果。高壓旋噴樁成本較高，易污染環境。經研究后本工程最終選用劈裂注漿方案糾傾，經歷先壓密后劈裂再滲透的過程，注漿階段會有明顯的頂升效應，初期以水平擠壓為主，后期會將漿液高壓劈裂入土體中，形成漿脈，并對土體產生豎向擠壓，最終構成堅實的地基加固體網架，長遠來看可以更好地改善土體物理性質。

4.2 注漿糾傾方案設計

以某四聯排屋為例，首先在南側外墻外0.6 m和1.2 m處布置兩排隔斷，梅花形布孔，孔距1.2 m，注漿段為地表下2.5 m～16.5 m。其次在外墻外1.2 m處布置一排190°加固注漿斜孔，注漿段為地表下9.5 m～15 m，主要作用于③層淤泥質粉質黏土，此區段地基土承載力特征值和壓縮模量都很低，僅為60 kPa和2.8 MPa，需要注漿加強以減少后續變形。最后在外墻外2.2 m處布置一排210°糾傾抬升斜孔直接抬升，注漿段為地表下7 m～12 m。劈裂注漿剖面如圖2所示。

漿液材料為普通硅酸鹽水泥加粉煤灰配置的懸濁液，采用單向止逆噴漿頭，黏性土和砂性土地基注入率為15%和20%，注漿壓力最大約0.5 MPa，隔孔跳注，自上而下分段注漿，防止冒漿。注漿過程中實時動態監測，嚴格控制注漿速度和壓力，各點抬升速率控制在5 mm/d～10 mm/d，保證均勻平穩抬升，防止對結構產生影響。

4.3 糾傾控制目標

上海地區軟土地基土受荷后沉降變形根據地基類型的不同主要分為3類，本工程屬Ⅱ類區，施工期和竣工后1年～2年 內累計固結沉降最高可達總沉降量的80%，之后較長時間可能會有少量次固結，沉降趨穩。劈裂注漿實際重新起算了部分建筑施工期和竣工后固結初始時點。

由于部分住戶已入住裝修，而部分房屋仍處于毛坯狀態，因此糾傾目標不在于強行將建筑結構抬升至水平，這會導致已裝修住戶地坪反傾，而是側重于適度糾傾，避免反傾。在考慮初始傾斜程度、固結沉降等方面因素后將各房屋注漿抬升完畢時點的傾斜率控制在0.5‰～2‰。在1年～2年土地固結沉降基本完成后，劈裂注漿形成的地基土加固體網架會發揮作用，使沉降趨穩，次固結基本沒有或者很小，使遠期傾斜幅度穩定在2.5‰～3.5‰區間，即小于《建筑地基基礎設計規范》中規定的4‰限值和CECS 225:2007建筑物移位糾傾增層改造技術規范中4.5‰的合格標準，也不至于矯枉過正出現反傾。

5 糾傾實施效果

以傾斜率6.7‰的某四聯排屋為例，糾傾前不均勻沉降已超過90 mm，布置7處沉降觀測鋼釘，1號～3號靠近道路側，4號～7號靠近堆土側，其差異沉降趨勢如圖3所示。糾傾前兩側差異沉降約為3 mm/半年～4 mm/半年，第7個月實施糾傾，當月整體抬升72 mm～82 mm不等，在第18個月，即糾傾一年后整體糾傾量為42 mm～49 mm，此后差異沉降減小至3 mm/半年，逐漸趨穩。

通過一系列劈裂注漿，分別起到隔斷、加固和抬升作用，該四聯排屋成功實現糾傾，傾斜率由6.7‰最終穩定在3.5‰左右。本工程需要糾傾的各建筑采取劈裂注漿加固抬升糾傾技術，均成功達到了預期效果。

6 結語

許多工程都試圖通過外總體地勢高差營造出錯落有致的視覺效果，然而建筑總體規劃布局時，往往會忽視與結構尤其是地基基礎之間的關聯性。景觀綠化等大面積堆土對鄰近基礎會產生較大的附加荷載，從而使土體產生附加壓縮變形進而導致房屋傾斜變形。

考慮基礎下土體共同作用是一種較為經濟合理的設計，但原建筑場地的地基處理效果好壞也對筏板—樁基復合基礎有一定的影響。在上海地區軟土地基本身壓縮性高的情況下，樁基設置于高壓縮性土層有一定的風險性，在附近有不均勻荷載的情況下容易產生不均勻沉降，從而破土體—筏板—樁基共同作用機制，并可能導致基礎破壞。在前期規劃設計時一定要對此充分評估和分析，根據地質條件等情況統籌設計，充分考慮各類堆土產生的附加荷載及其可能的影響范圍，通過調整局部平面布置、對地基或者基礎形式進行加強、合理布置樁位等一系列手段來避免不良后果發生。