摘要：某多層住宅樓由于地基存在較厚的軟弱土層，竣工以來(lái)發(fā)現(xiàn)有較大沉降、上部結(jié)構(gòu)有明顯開(kāi)裂等現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)房檢鑒定公司判定該房屋處于危險(xiǎn)狀態(tài)，針對(duì)發(fā)生不均勻沉降致使結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的現(xiàn)實(shí)，指出勘察設(shè)計(jì)工作不足。根據(jù)工程地質(zhì)和現(xiàn)場(chǎng)施工條件，通過(guò)方案優(yōu)選，采用錨桿靜壓樁對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固，實(shí)施效果良好。
1工程概況
昆明某小區(qū)有7層框架結(jié)構(gòu)住宅樓，基礎(chǔ)形式為29m靜壓預(yù)制管樁基礎(chǔ)。該樓于2006年建成，建筑面積為5567.24平方米，住宅樓長(zhǎng)67.79m，寬13.24m；一、二層層高為3.0m，其余層為2.9m及3.0m相間，每層都設(shè)有挑出1.2m的陽(yáng)臺(tái)，相互錯(cuò)開(kāi)。該工程竣工后，建筑物整體有較大沉降和不均勻沉降，且沉降速率較大。截至2008年1月12日，該建筑累計(jì)最大沉降為131.1mm，累計(jì)最小沉降為77.6mm，累計(jì)最大沉降差為53.5mm，最大傾斜為49.0mm；同一軸線上，橫向最大沉降差為34.6mm，縱向最大沉降差為38.8mm，另外該建筑物一側(cè)的沉降均明顯大于建筑物另一側(cè)的沉降，這與建筑物上的裂縫發(fā)展走向是一致的。截止2008年2月15日，建筑累計(jì)最大沉降達(dá)138.4mm，累計(jì)最小沉降達(dá)78.7mm，最大沉降速率達(dá)0.302mm/d，遠(yuǎn)大于規(guī)范規(guī)定0.01mm/d的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，而且沉降還在進(jìn)一步發(fā)展之中，目前傾斜率達(dá)3.24‰，已經(jīng)接近建筑物規(guī)定允許傾斜值4‰。因此必須進(jìn)行地基加固處理，以控制沉降的進(jìn)一步發(fā)展。
根據(jù)有關(guān)資料和巖土工程地質(zhì)勘察報(bào)告，該建筑物地位于昆明湖積盤地的西南邊緣地帶，沉積環(huán)境復(fù)雜，根據(jù)鉆探揭露深度范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)及成因類型表明該場(chǎng)地內(nèi)地基土層條件較為復(fù)雜，地層結(jié)構(gòu)屬多層型。
2開(kāi)裂情況與鑒定意見(jiàn)
住宅樓從竣工起來(lái)，一單元一層到六層樓梯間墻壁上產(chǎn)生寬為0.1～0.3mm，長(zhǎng)為320～2060mm的空鼓和龜裂，出屋面樓梯間裂縫長(zhǎng)度達(dá)到5000mm，有大面積滲水現(xiàn)象；房間墻壁上產(chǎn)生寬為0.05～0.2mm，長(zhǎng)為200～2300mm的裂縫，局部梁柱有寬為0.1mm，長(zhǎng)為300～550mm的裂縫，樓板也產(chǎn)生少量裂縫，鑒定數(shù)據(jù)由云南安檢房屋檢測(cè)鑒定有限公司提供。依據(jù)房屋現(xiàn)有裂縫性狀，可確定房屋裂縫多屬不均勻沉降裂縫，這與委托方提供的沉降觀測(cè)資料反映的情況一致，另有部分墻面各型裂縫則由于抹灰層收縮空鼓引起。
3事故原因分析
3.1勘察方面
任何一個(gè)單體工程或者主體工程都必須經(jīng)過(guò)勘察單位對(duì)擬建建筑物的基礎(chǔ)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)勘察，目的是以各種勘察手段和方法，調(diào)查、分析、評(píng)價(jià)建筑物的場(chǎng)地和基礎(chǔ)的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)和施工提供所需的工程地質(zhì)資料。該住宅樓地基分布為軟弱土，且分布不均勻，該房屋實(shí)際位置與地勘探孔位置不一致，實(shí)際地質(zhì)資料不明，巖土計(jì)算參數(shù)的選取存在一定差異。
3.2設(shè)計(jì)施工方面
（1）設(shè)計(jì)中對(duì)勘察資料分析不足，設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)勘察報(bào)告提供的地質(zhì)資料，對(duì)建筑物的瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降加以計(jì)算，從而對(duì)建筑物的最終沉降量有所預(yù)測(cè)，做到心中有數(shù)。施工后期，場(chǎng)地表面堆填6.0m左右的素填土，負(fù)摩阻力對(duì)樁基承載力產(chǎn)生不利影響，樁基承載力只達(dá)到設(shè)計(jì)的80℅。
?。?）該住宅樓上部荷載，根據(jù)原有結(jié)構(gòu)型式，通過(guò)PKPM軟件建模分析計(jì)算可得出：A軸線邊柱最大荷載達(dá)2461.2kN，最大者為3747.2kN，角柱達(dá)1657.9kN；而中間走廊兩排柱子中，B軸線臨近房間進(jìn)深較大的中柱荷載達(dá)2223.5kN，大者達(dá)到3734.8kN，邊柱荷載達(dá)2106.3kN；C軸線臨近房間進(jìn)深較小的中柱荷載達(dá)1682.6kN，邊柱荷載達(dá)1143.0kN；D軸線邊柱最大荷載可達(dá)1515.2kN，角柱荷載達(dá)1113.2kN。由計(jì)算結(jié)果可知上部荷載存在很大的不均勻性，與沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)相吻合，荷載大者沉降量大，A軸線觀測(cè)點(diǎn)達(dá)到138.4mm，荷載小沉降量小，D軸線觀測(cè)點(diǎn)達(dá)到78.7mm。
?。?）施工圖設(shè)計(jì)預(yù)制砼管樁樁長(zhǎng)為29m，依據(jù)小應(yīng)變檢測(cè)施工設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為26m，場(chǎng)地地質(zhì)情況實(shí)際打樁可能進(jìn)入④2-1粉土、④3-1粉土、④2粘土三種土層，三種土層的地基承載力不同。從樁基的施工程序來(lái)看，該樁基礎(chǔ)施工時(shí)，采用接樁，分段壓入，這樣，由于擠土效應(yīng)，或者施工時(shí)接樁質(zhì)量不能很好的保證，則很容易出現(xiàn)接樁錯(cuò)位或斷樁，造成實(shí)際有效樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的情況，從而影響其承載力。
4地基加固
本工程采用錨桿靜壓樁進(jìn)行地基加固處理，由錨桿靜壓樁和原有樁基礎(chǔ)共同來(lái)承擔(dān)上部荷載。
4.1錨桿靜壓樁的設(shè)計(jì)
4.11單樁的承載力
(1)按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1](GB50007-2002)估算錨桿靜壓樁單樁承載力特征值可用下式估算：
(1)
式中：Ｒk為單樁豎向承載力特征值；qP為樁端土承載力特征值；AP為樁身橫截面面積；uP為樁身周邊長(zhǎng)度；qsi為樁周土摩阻力特征值；li為按土層劃分的各段樁長(zhǎng)。
(2)按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ9494)[2]估算
單樁豎向極限承載力特征值按下式計(jì)算
(2)
基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算(3)
式中：Quk為單樁豎向極限承載力特征值；u為樁身周長(zhǎng)；li為第i層土極限側(cè)阻力特征值；qpk為樁端阻力特征值；rsp為樁側(cè)阻端阻綜合抗力分項(xiàng)系數(shù)。
(3)按終止壓樁力估算。終止壓樁力與承載力有著本質(zhì)的區(qū)別，根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范和既有建筑物加固規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，對(duì)于壓入式樁，由于壓樁過(guò)程是動(dòng)摩擦，因而壓樁力能滿足設(shè)計(jì)要求的單樁承載力特征值的1．5倍，則定能滿足靜載荷試驗(yàn)時(shí)安全系數(shù)為2的要求。單樁承載力可按下式估算：
?。襨=Pap/K(4)
式中：Rk為承載力特征值；Pak為終止壓樁力；K為安全系數(shù)取1.5。
4.12靜壓樁的設(shè)計(jì)數(shù)量[4、5]
根據(jù)樁材強(qiáng)度及地基土的承載力，在確定托換樁的承載力特征值(Rk)后，按照下式計(jì)算所需樁數(shù)n：
n=m(F+G)/Rk(5)
式中：F為上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值；G為基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值加基礎(chǔ)上的土重特征值；m為基礎(chǔ)底面積托換率，選值與托換的性質(zhì)有關(guān)。
4.13終壓控制標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)中根據(jù)工程的性質(zhì)和地質(zhì)條件，終壓標(biāo)準(zhǔn)可以按壓樁力、設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，單項(xiàng)或兩項(xiàng)同時(shí)控制。
4.2錨桿靜壓樁施工
經(jīng)計(jì)算，樁基承臺(tái)厚度由原來(lái)的700mm增加到900mm，周邊均加寬650～850mm，其邊緣距錨桿靜壓樁邊緣的距離應(yīng)不小于200mm，滿足抗沖切設(shè)計(jì)要求。樁頭應(yīng)伸入樁基承臺(tái)1OOmm，壓樁孔內(nèi)應(yīng)采用C30微膨脹土，澆搗密實(shí)，以使樁與樁基承臺(tái)形成一個(gè)整體。
錨桿靜壓樁施工工序?yàn)椋海?）清除基礎(chǔ)面及周邊設(shè)計(jì)范圍內(nèi)覆土，排除積水。（2）錨桿埋設(shè)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖放線定位，確定壓樁孔位置，壓樁預(yù)留成上小下大的棱錐形，以利于基礎(chǔ)抗沖剪。滿足錨桿與壓樁孔的最小間距及錨桿或壓樁孔邊緣至基礎(chǔ)承臺(tái)邊緣的最小間距下，在樁孔周邊預(yù)埋好4M24錨桿，養(yǎng)護(hù)后再安裝反力架。（3）采用電動(dòng)千斤頂壓樁。壓樁過(guò)程中應(yīng)保持樁段垂直且不能中途停頓過(guò)久。（4）當(dāng)每節(jié)樁段壓至基礎(chǔ)頂面時(shí)，采用硫磺膠泥進(jìn)行接樁。（5）封樁。當(dāng)壓樁力達(dá)到300kN，并且進(jìn)入持力層深度大于0.8m后可進(jìn)行封樁。封樁前應(yīng)將壓樁孔內(nèi)雜物清理干凈，并在樁頂用鋼筋與錨桿對(duì)角交叉焊牢，然后再澆筑C30早強(qiáng)微膨脹混凝土。錨桿靜壓樁施工實(shí)際壓樁169根（1352節(jié)），在施工中要求先施工沉降量較大一側(cè)的樁，壓樁結(jié)束后馬上進(jìn)行封樁；后施工沉降較小一側(cè)的樁，壓樁結(jié)束后暫不封樁以適當(dāng)調(diào)整不均勻沉降。
5沉降觀測(cè)
為指導(dǎo)加固施工，減小建筑物附加沉降，在加固前，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度在建筑物上布設(shè)14個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)；加固時(shí)，每天至少觀測(cè)兩次；加固完成，根據(jù)建筑物的沉降變化，每天觀測(cè)一次[6、7]。地基加固前，住宅樓最大沉降速率為0.302mm/d，錨桿靜壓樁施工期間沉降速率為0.516mm/d，錨桿靜壓樁施工后一個(gè)月沉降速率為0.0053mm/d，最近沉降觀測(cè)發(fā)現(xiàn)最大沉降速率為0.0028mm/d，傾斜率達(dá)到2.15‰。隨著時(shí)間增長(zhǎng)，沉降速率已明顯下降，沉降基本穩(wěn)定。
6結(jié)論
6.1錨桿施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、移動(dòng)靈活，可在場(chǎng)地和空間狹窄的條件下施工，既可用于舊房地基加固和托換，也可用于新建房屋在軟弱地基上的設(shè)計(jì)。
6.2在錨桿靜壓樁施工過(guò)程中應(yīng)控制壓樁順序和速度，以減小對(duì)土體的擾動(dòng)和土中的超孔隙水壓力，這樣可以減小壓樁過(guò)程的工后沉降，調(diào)整不均勻沉降。
6.3基礎(chǔ)加固方案采用基礎(chǔ)加寬方案，為了使新加寬部分與原基礎(chǔ)有很好的連接，將原基礎(chǔ)表面鑿毛，并在澆混凝土?xí)r在接縫處刷界面劑處理。
6.4對(duì)已開(kāi)裂的墻體，采用鋼絲網(wǎng)片用C25混凝土補(bǔ)澆，對(duì)梁柱開(kāi)裂處用C30混凝土補(bǔ)澆。
6.5在進(jìn)行地基加固工程中應(yīng)加強(qiáng)沉降觀測(cè)，以指導(dǎo)施工和加固效果。
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