建筑物糾偏加固技術(shù)分析

王敬堂，田智高

（1.冶金工業(yè)部華東勘察基礎(chǔ)工程總公司，安徽 合肥 230088；2.中新蘇州工業(yè)園區(qū)華園科技發(fā)展有限公司，江蘇 蘇州 215000）

0 引言

建筑物糾偏加固根據(jù)建筑物現(xiàn)狀如下：差異沉降但沒有超過標(biāo)準(zhǔn)，一般采用基礎(chǔ)托換和后壓樁處理，差異沉降但已超過超過標(biāo)準(zhǔn)，一般采用基礎(chǔ)托換和頂升處理，差異沉降已超過超過標(biāo)準(zhǔn)，建筑物傾斜，一般采用基礎(chǔ)托換和頂升或掏土糾偏處理。本文就差異沉降已超過超過標(biāo)準(zhǔn)并且建筑物傾斜探討具體工程中的使用技術(shù)。

1 工程概況

山東濱州某廠區(qū)綜合辦公樓：主體（該單體面積2751.27m2，地上結(jié)構(gòu)4層，東西長度40.44m，南北寬度15.94m，建筑高度18m，框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為獨立承臺淺基礎(chǔ)）；在綜合辦公樓主體基本完工時才開工建設(shè)辦公樓北側(cè)的雨水事故水池，雨水事故水池與綜合辦公樓位置關(guān)系見圖1，而雨水事故水池基礎(chǔ)埋深較深，為超一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程，臨近綜合辦公樓一側(cè)的基坑采用了鋼板樁支護(hù)，且支護(hù)方案經(jīng)專家論證通過后實施。而雨水事故水池事故因受跨寒冷冬季等因素影響，施工周期長達(dá)一年；在雨水施工水池施工過程中，建設(shè)單位委托當(dāng)?shù)赜匈Y質(zhì)的測繪單位對基坑及臨近建筑進(jìn)行變形監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)綜合辦公樓基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，且局部沉降差超過國家規(guī)范相關(guān)要求。建筑物基礎(chǔ)差異沉降（差異沉降達(dá)到8.643cm），如圖2所示。

圖1 雨水事故池基坑支護(hù)

圖2 建筑物基礎(chǔ)差異沉降（差異沉降達(dá)到8.643cm）

在雨水事故水池施工完成后，施工單位對辦公樓和基坑之間采用了摻4%水泥的黃沙回填并夯實，對辦公樓基礎(chǔ)外側(cè)土方進(jìn)行了注漿加固，對鋼板樁樁孔進(jìn)行了注漿封堵。糾偏前建筑物傾斜度如表1所示。

表1 糾偏前建筑物傾斜度

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，該樓所檢構(gòu)件混凝土強(qiáng)度、截面尺寸及鋼筋配置情況均滿足《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50204—2015）及原設(shè)計圖紙的要求；該樓沉降量呈現(xiàn)北側(cè)大于南側(cè)的現(xiàn)象，該樓整體傾斜已超過《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007—2011）第5.3.4條“Hg≤24m建筑的整體傾斜允許值應(yīng)不大于4‰，呈現(xiàn)整體向北傾斜現(xiàn)象。

綜上所述，該建筑物整體結(jié)構(gòu)良好，可以進(jìn)行糾偏加固。

2 工程地質(zhì)條件

4層粉質(zhì)黏土（Q4al）：灰色，灰褐色，含云母片，可塑，稍有光澤反應(yīng)，有搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等。場區(qū)普遍分布，厚度為1.90～7.20m。

該場地地下水的類型為第四系孔隙潛水，補(bǔ)給來源以大氣降水為主，排泄途徑以地面蒸發(fā)為主。勘察時提供：平均水位埋深為2.95m，相當(dāng)于標(biāo)高為7.01m；水位變化受季節(jié)影響明顯，建筑物北側(cè)基坑開挖時地下水流失影響較大。

3 原因分析

（1）建筑物持力層以粉土為主，局部有粘土層，在外力作用下，會產(chǎn)生搖振反應(yīng)，不均勻受力會產(chǎn)生承載力變化而發(fā)生差異沉降。本項目辦公樓北側(cè)后施工基坑，北側(cè)污水處理水池開挖深度達(dá)到地面以下6.7m，辦公樓基礎(chǔ)埋深2.5m，高差4.2m，辦公樓基礎(chǔ)邊距離基坑邊水平距離7.5m，造成辦公樓北側(cè)基礎(chǔ)沉降并呈現(xiàn)整體向北傾斜現(xiàn)象，主要是基坑開挖降水造成建筑物持力層失水壓縮。

（2）基坑采取了錨索加鋼板樁支護(hù)形式，錨索鉆孔15m，其中7m進(jìn)入承臺底部土層，對承臺持力層產(chǎn)生擾動，是產(chǎn)生沉降原因之一。

（3）在基坑支護(hù)及土方開挖工過程中的不規(guī)范施工也是影響因素之一，根據(jù)現(xiàn)場了解，土方開挖沒有遵循分層開挖工序，在錨索施工不到位的情況下，存在一挖到底現(xiàn)象，雖然及時制止并進(jìn)行了回填，但已造成辦公樓持力層變形。布置在基礎(chǔ)底部的錨索施工過程中，鉆孔與布索、注漿不連貫，曾出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，也對綜合辦公樓獨立基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生極大影響。

4 本工程采取的施工工藝

4.1 糾偏目標(biāo)控制值

本工程最終糾偏處理結(jié)果應(yīng)保證辦公樓各獨立承臺基礎(chǔ)的沉降差縮減到0.020m以內(nèi)且不對辦公樓主體結(jié)構(gòu)造成任何損傷。

4.2 糾偏方案的選擇

綜合樓基礎(chǔ)形式為柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底標(biāo)高為-2.400，且北側(cè)1~2軸、3~5軸之間存在條基。基礎(chǔ)在地下水位之上。建筑物持力層土層為粉質(zhì)土，采用水鉆掏土和堆載加壓法結(jié)合糾偏。

沉降超標(biāo)基礎(chǔ)采用注漿加固，阻止后期沉降。

4.3 施工工藝

4.3 ．1施工監(jiān)測

基準(zhǔn)點作為變形監(jiān)測的起始依據(jù)，其穩(wěn)定性十分重要，基準(zhǔn)點要求穩(wěn)定可靠，本項目分別南北兩側(cè)分別布設(shè)基準(zhǔn)點，基準(zhǔn)點選擇在相對穩(wěn)定且遠(yuǎn)離加固樓房。

（1）建筑物傾斜監(jiān)測：本工程采用2臺徠卡機(jī)器人進(jìn)行建筑物傾斜監(jiān)測。

建筑物的傾斜監(jiān)測應(yīng)測定建筑物頂部監(jiān)測點相對于底部監(jiān)測點或上部相對于下部監(jiān)測點的水平變位值和傾斜方向，并計算建筑物的傾斜率。

傾斜監(jiān)測方法應(yīng)根據(jù)建筑物特點、傾斜情況和監(jiān)測環(huán)境條件等選擇確定。

傾斜監(jiān)測點布置在建筑物的角點和傾斜量較大的部位，并應(yīng)埋設(shè)明顯的標(biāo)志。

傾斜監(jiān)測報告內(nèi)容包括傾斜監(jiān)測點位布置圖、傾斜監(jiān)測成果表、主體傾斜曲線圖，傾斜監(jiān)測成果分析與評價。

糾偏工程施工沉降監(jiān)測應(yīng)測定建筑物的沉降值，并計算沉降差、沉降速率、傾斜率、回傾速率。

糾偏沉降監(jiān)測等級不應(yīng)低于二級沉降觀測。

沉降監(jiān)測應(yīng)設(shè)置高程某準(zhǔn)點，基準(zhǔn)點設(shè)置不應(yīng)少于3個；基準(zhǔn)點的布設(shè)應(yīng)設(shè)置在建筑物和糾偏施工所產(chǎn)生的沉降影響范圍以外、位置穩(wěn)定、易于長期保存的地方，并應(yīng)進(jìn)行復(fù)測。

沉降監(jiān)測點布設(shè)應(yīng)能全面反映建筑物及地基變形特征，除滿足現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ 8—2016）的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)沿外墻不大于3m間距布設(shè)。

沉降監(jiān)測報告內(nèi)容包括基準(zhǔn)點布置圖、沉降監(jiān)測點布置圖、沉降監(jiān)測成果表、沉降曲線圖、沉降監(jiān)測成果分析與評價。

（2）監(jiān)測頻率：傾斜監(jiān)測3次/d，沉降監(jiān)測2次/d，施工部位實時監(jiān)測。

4.3.2 建筑物北側(cè)已沉降承臺加固

（1）承臺周邊注漿加固：建筑物北側(cè)6個承臺已沉降，首先進(jìn)行承臺邊進(jìn)行注漿加固[1]。

（2）承臺加固：承臺周邊注漿加固水泥固結(jié)后，開挖承臺上部土體，在承臺上鉆孔，放入注漿管，固結(jié)后注漿。

（3）注漿：雙液注漿的工藝流程為布孔→鉆孔→封口→注漿→封孔。

布孔。根據(jù)地質(zhì)報告，擬定本方案注漿孔距為1m，按基礎(chǔ)邊緣均勻布孔。承臺布孔1~2個。

布孔注意事項：結(jié)合現(xiàn)場實際情況，應(yīng)先熟悉原建筑圖紙，掌握其基礎(chǔ)特點，孔位應(yīng)避開原混凝土基礎(chǔ)。現(xiàn)場實際操作過程中應(yīng)該綜合考慮各種安全因素，并盡可能做到均勻布孔。

注漿是先在待加固地基中按規(guī)定的位置鉆孔，在孔深達(dá)到規(guī)定位置以后，封口進(jìn)行注漿。注漿壓力控制在0.2Mpa~0.5Mpa之間，宜先小后大，逐漸增加，達(dá)到設(shè)定值后穩(wěn)定40min再進(jìn)行下段施工，直到整個孔注完為止，再進(jìn)行下個孔的施工。

每個孔注漿完后，拔出注漿管，注漿孔用1☆2水泥砂漿或細(xì)沙礫石填塞密實；亦可用原漿壓漿堵口。

注漿填充率要根據(jù)加固土要求達(dá)到的強(qiáng)度指標(biāo)，加固深度、注漿流量、土體的孔隙率和滲透系數(shù)等因素確定。飽和軟黏土的一次注漿填充率不宜大于0.15~0.17。因本工程視現(xiàn)場情況確定，直到注漿將土體中的空洞填實注滿為止。

注漿加固土的強(qiáng)度具有較大的離散性，加固土的質(zhì)量檢驗宜采用面積平均法進(jìn)行評判，在施工過程中，根據(jù)注漿壓力大小的變化，調(diào)整局部區(qū)域的孔距，以達(dá)到加固效果均勻的目的。

4.3.3 水沖法掏土

（1）建筑物南側(cè)開挖工作坑開挖圖帶水鉆孔。

（2）掏土孔注漿。

4.3.4 迫降施工

根據(jù)現(xiàn)場施工情況及沉降觀測情況確定迫降方案，在綜合樓的南側(cè)進(jìn)行堆載，采用迫降點堆載方案使其迫降達(dá)到糾偏的目的。迫降時及時測量各觀測點的沉降情況，以確定迫降行程。

堆載加壓法施工應(yīng)符合以下規(guī)定。

（1）堆載材料選擇應(yīng)遵循就地取材的原則，選擇重量較大、易于搬運碼放的材料。

（2）堆載前應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固或增設(shè)臨時支撐，加固材料強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后方可堆載。

（3）堆載應(yīng)分級進(jìn)行，每級堆載應(yīng)從建筑物沉降量最小的區(qū)域開始，堆載重量不應(yīng)超過設(shè)計規(guī)定的重量，當(dāng)回傾速率滿足設(shè)計要求后方可進(jìn)行下一級堆載。

（4）卸載時間和卸載量應(yīng)根據(jù)監(jiān)測的回傾情況、沉降量和地基土回彈等因素確定。

5 技術(shù)分析

5.1 掏土沉降量控制

掏土采用帶水陶土法，可以根據(jù)觀測沉降數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)給水量控制出土量。控制單日沉降量小于5mm。

5.2 沉降承臺注漿加固

沉降滿足要求后立刻采用雙液注漿加固承臺，漿液初凝時間控制在10min，初注后48h進(jìn)行二次注漿[2]。

5.3 小結(jié)

通過本次工作，達(dá)到了糾偏目標(biāo)，滿足設(shè)計要求。本工程采用了掏土、加壓、注漿加固復(fù)合法。糾偏后各承臺差異沉降如圖3所示，糾偏后建筑物傾斜度如表2所示。

圖3 糾偏后各承臺差異沉降

表2 糾偏后建筑物傾斜度