某住宅樓基礎沉降病害成因分析及基礎加固、樓體糾傾技術應用

杜全云，王 丹

（1.甘肅中鐵建設工程有限公司,甘肅 蘭州 730000；2.陜西電建工程咨詢有限責任公司,陜西 西安 710000）

1 工程概況

某住宅樓樓體長度為50.0m，寬度為14.00m，建筑總高度為36.6m，總建筑面積為9850m2，其中地下室建筑面積為680m2。樓體為地下1 層，地上13層住宅樓，共設四個單元。結構型式為鋼筋混凝土框架剪力墻結構。

2 工程地質條件

建筑場地南側為山坡，北側為溝谷，溝谷發育，切割較深。后經人工挖填整平作為建筑場地。地層主要由回填土、卵石、砂巖及片麻巖組成。回填土主要成分為砂泥巖塊石，空隙較大，厚度約35m。在鉆探揭露深度內未見地下水，可不考慮地下水對基礎的影響。

3 基礎沉降病害及成因分析

3.1 沉降病害

因該住宅樓樁基承載力不足及填土地基滲水后濕陷造成地基基礎不均勻下沉、樓體傾斜及墻體、梁柱出現裂縫。經結構安全性檢測鑒定：該住宅樓樁基底端未做擴大頭，樁端未進入持力層，樁基承載力不滿足要求；結構構件裂縫及相鄰柱基沉降變形均已超出國家規范規定的限制要求，綜合結構構件安全評定等級為Du 級。

3.2 成因分析

（1）原樁基數量不足，且未按要求設置承臺；

（2）樁底未做擴大頭，且樁底位于填土中，未進入持力層，樁基承載力不滿足；

（3）樁基承載力不足及地基滲水后濕陷造成樓體不均勻沉降變形，致使上部結構變形。

4 結構建模分析

該建筑結構采用PKPM 建模計算、分析，主要分析結構與地基基礎變形協調及框架柱軸力計算，依據《建筑地基基礎設計規范》第3.0.5 條中第1 項規定，按單樁承載力確定樁數時，傳至基礎上的作用效應應按正常使用極限狀態下作用的標準組合，控制柱軸力計算結果見表1。

表1 控制柱軸力計算結果表

5 加固糾傾方案

5.1 加固糾傾總方案

由于住宅樓傾斜是樁基承載力不足所致，根據傾斜方向、沉降量及基礎形式，將樓體基礎分為兩部分，一側為迫降區，另一側為調整區。綜合考慮施工安全可靠、技術可行及工程造價，該工程采用靜壓樁和鋼管樁相結合的方法對樓體地基基礎進行加固處理。靜壓樁主要布設在傾斜方向一側，靜壓樁主要用以止傾，并通過壓樁對基土進行擠密處理，增大地基土的密實度。當靜壓樁起到止傾目的時，施作鋼管樁，最終在靜壓樁、鋼管樁頂部增設承臺與樓體下部受力構件連為一體，使樓體上部荷載傳至新增樁體，達到鋼管樁、靜壓樁與原樁基同時受力的目的。樓體糾傾優先采用掏除樓體迫降區樁周土來降低樁基承載力來回傾，若該方法不能完全達到糾傾目的時，結合割樁來進行糾傾。

5.2 樁基加固

因建筑地基填土厚度大，樁基未進入持力層,樁底未做擴大頭，導致樁基豎向承載力不夠，地基土滲水后濕陷下沉，造成樁基的不均勻沉降，最終使樓體傾斜變形和填充墻開裂變形，因此本著利用原有樁基剩余承載力的原則，首先對樁基進行加固，提高樁基承載力，防止樓體進一步變形。

1）靜壓樁。靜壓樁由Φ168×5 鋼管及管內灌注細石混凝土制作而成，靜壓樁的間距依據上部結構傳力進行布設，樁長不小于30m，壓樁軸力為600kN。為達到初期止傾目的及加固效果，靜壓樁由樁長和壓樁軸力同時控制，同時考慮到地基填土厚度較大為確保壓樁后承載力的持久性，以壓樁長度進行校核。

2）鋼管樁加固。依據鋼管樁單樁靜載荷試驗和上部結構與地基基礎整體建模驗算、分析結果，在地下室樁頂基礎梁下部施作鋼管樁，其樁成孔直徑為200mm，內置φ180×6 鋼管，孔內灌注高強度水泥漿，強度不低于M50。其樁底穿過填土層進入持力層不小于2.5m。本著利用原有樁基剩余承載力的原則，鋼管樁盡量靠近原有樁基形成明確傳力路徑，同時考慮到下部受力構件位置及鉆孔設備與地下室作業空間的關系進行布設。

3）鋼管樁承臺。鋼筋混凝土承臺布設于靜壓樁、鋼管樁頂部，同時通過承臺與原有樁基相連成為一個整體，使新增鋼管樁與原有樁基共同承受上部樓體豎向荷載，達到地基基礎加固目的。

5.3 樓體糾傾

在地基基礎加固完成的基礎上，在樓體沉降量小的一側進行通道開挖，為糾傾工作做準備。具體糾傾工作如下：

1）掏土。在傾斜樓體沉降較小的一側計劃有序的掏除樁基周邊土體，目的解除樁與土的相互摩擦力，故而是樁基承載力降低，從而引起該側樁基下沉，最終達到糾傾的目的。

2）割樁。若樁基周邊掏土不能完全達到樓體糾傾目的時，采用割樁法進行樓體糾傾，根據樓體的下沉量，精確計算出每根樁基的糾傾割樁量和割樁截面形式。本次割樁采用不同直徑的水磨鉆來開孔割樁，同一根樁基割樁時要在同一截面對稱開孔，孔與孔之間要預留樁體混凝土，其目的是利用樓體自重，使預留的樁體混凝土在可控范圍內塑形變形至破壞，最終使樓體逐漸緩慢下沉達到糾傾目的，滿足規范要求。

6 結束語

1）在大厚度填土地基中，與以往其他加固措施相比,鋼管樁加固技術具有可操作性強、適應能力強、安全可靠、施工周期短、環境影響小和經濟性好等優點。

2）因該地基基礎加固受地下室空間限制及地基填土厚度大基礎底端難以進入穩定地層，同時考慮到加固技術快速有效，故而采用靜壓樁止傾、鋼管樁加固。

3）為了經濟合理、技術安全可靠，該地基基礎加固在原有樁基剩余承載力的基礎上進行補強加固，這樣可以利用原有樁基承載力及側向剛度，尤其是在大厚度填土地基中混凝土樁基可以彌補鋼管樁側向剛度的不足。

4）樓體基礎加固與糾傾同等重要，快速加固地基基礎止傾，防止樓體繼續傾斜變形和結構破壞；糾傾過程中，確保該樓體“慢速、平穩、安全、線性”回傾，不致二次或多次結構損傷。

5）應把監測工作貫穿于施工的全過程，并及時反饋信息和信息處理，做到“動態設計、信息化施工”，確保樓體結構及施工安全。