多层框架商住楼加固纠偏实际工程案例

多层框架商住楼加固纠偏实际工程案例

金关松

金关松浙江中腾建设有限公司浙江省杭州市桐庐县邮编：311500

摘要：本文通过介绍某商住楼群中的多幢楼房因不均匀沉降较大而进行的地基加固和建筑物纠偏的工程实例。通过工程实践，加固与纠偏获得成功，也有一些教训，可供同行参考借鉴。

关键词：多层框架；深厚软基；纠偏

1引言

我国沿海地区软土地层分布较广，由于地质勘察不明、下卧层承载力低、地层变化大、上部结构荷载偏心及施工质量等原因，易造成建筑物沉降过大或沉降不均匀，从而导致建筑物出现倾斜，严重者危及上部结构安全使用，这种工程实例是很多的，本文涉及的工程在加固纠偏上取得了一些成功，也有不少教训，现提供从事这项专业工作者参考。

2工程概况

某小区工程，E1区编号为5、6、7的3座9层钢筋混凝土框架商住楼，基础为800mm厚钢筋混凝土筏板，置放于采用粉体喷射水泥深层搅拌桩复合地基上。粉喷桩桩径500mm、桩长18m及12m、间排布置，置换率分别为23．01%、12．17%。2001年12月11日至2002年1月9日地基处理，2002年开始施工基础及上部结构，2004年1月主体结构封顶后，作了近两年的沉降观测，发现3栋建筑物总体沉降量已超过设计要求，且尚未稳定，并发现板角裂缝多条，地面抹灰空鼓开裂，楼梯板出现裂缝。为此，根据当时沉降最大的6座，于2005年8月2日～12月29日采用压密注浆工艺对下卧层软弱地基进行加固处理，其后沉降速率呈下降趋势，根据建筑变形测量规程(JGJ／TB一97)按2002年观测资料，6座、7座两幢建筑沉降速率及倾斜率均达到要求。

现着重介绍E1区5座加固纠偏中的一些问题。由于5座未及时处理，其沉降值及东、西向的差异沉降不断增加，2008年6月19日的沉降观测资料显示，西南角L1点累计沉降值达到533．28mm，东南角E1点达到451．0lmm，沉降差为82．27mm，沉降斜率已达到3．43‰，超过国家规定的3．0‰标准。为遏制建筑物的沉降，于2008年11月~2009年2月，连同E1区7座，采用锚杆静压桩对地基进行部分托换加固处理。锚杆静压桩为预制方桩，250mm×250rnm断面，分段长2～2．5m，接桩采用∠40×5角钢焊接，要求桩端穿透所有软土层进入⑥中砂层，最终压桩力为750kN。布桩原则为地层条件差、建筑物沉降量大的一侧(西侧)、柱荷载较大的柱基周围多布桩，共压入66根桩(图1)。

E1区5座虽进行了锚杆静压桩地基加固处理，但其沉降及向西倾斜的差异沉降，并未得到有效遏制。2009年1月31日的沉降观测显示，东西向最大倾斜率达4．0‰，特别是在施工期间最大沉降速率达0．68mm／d、平均沉降速率为0．163mm／d，为此又决定对该栋建筑采取在沉降较小的东侧的基础筏板下深层钻孔取土，进行迫降纠偏。

纠偏加固工程从2009年6月8日开始，到11月8日，共钻孔33个(施工平面布置详见图1)，掏土采用250B一50变电泵，在深18~28m问冲水取土，至2007年12月观测，沉降较大的西侧，特别是沉降最多的西南角，由于原压入的锚杆静压桩的阻沉作用，只呈现很小的沉降，基本上已趋于稳定。沉降较小的东侧，虽掏土迫降不显著，倾斜值尚未调整到国家规范允许的范围之内，这说明了沉降已趋于稳定，如利用停止掏土后的滞后效应，随着时间的推移，倾斜情况还会缓慢地得到改善，因而取得一定效果。

图1施工平面布置图

3原因分析

3．1先期沉降

造成既有建筑物沉降大、沉降不均匀的原因：

(1)下卧淤泥层厚，东西向厚薄不均，起伏变化大。2001年底至2002年初，采用粉喷桩复合地基加固地基时，所提供的地质资料较粗，孔距50m，已超出规范规定的控制间距；孔深也不足，部分孔未钻穿淤泥层，故未能完全了解软弱下卧层的变化。

从2005年所作补充地质钻探看(图2)，场地地基土层分布为：①人工填土层，厚3．2～3．7m；②细砂层，层厚2．7～5．2m；③淤泥层，层厚2．5～71m；④淤泥质粘土层，层底埋深东侧为18~22m、西侧28．6m。锚杆静压桩进行地基托换加固时，东侧桩持力于⑤粘土混砂层(贯入击数N一26．7、较硬)，桩尖持力平均深度为24．7m，西侧持力于⑥中砂层(N一25．0)，桩尖持力平均深度为33m，也说明软弱下卧层起伏较大。

(2)地基承载力取值偏大，不足以抗衡上部结构荷载。E1区5座商住楼(筏板底面积1472．75m3)下面2层为商场，层高9m，其上为7层住宅，层高2．8m，合计高度28．6m，局部最高处32．9m，因而荷载大，设计筏板基底地基承载力160~170kPa，取值偏大，实际上下卧层的强度是很低的。

(3)建筑荷载偏心。东侧商场屋顶留有3．4m的走道，住宅向西推移，端轴线与西侧边缘压齐，造成东轻西重，建筑物的重心向西偏离形心，后期又增加楼层和在西北侧增加电梯井一座(设计荷载16400kN)，荷载偏心同下卧层底部的偏斜相一致。

图2E1区与座东西面地质剖面图

3．2锚杆静压桩的施工沉降

(1)沉降较大的西侧，淤泥软卧层深厚，西南角有个别桩深达46．0m、50．5m仍未穿透淤泥层而中途停压。压桩过程中，相应部位随之下沉，主要是桩压入土中时，对原处于平衡状态的地层有扰动，产生挤土效应，应力被暂时解除，原浮沉于厚层淤泥软土层中的水泥搅拌桩便随之下沉。

(2)施工工艺未采用对地基施加预压力。当压入桩达到750kN设计值，施压千斤顶卸除压力后，即刻出现回弹，西侧桩回弹值一般为110mm，其值与桩的深浅有关，随同桩的深浅而增减。

(3)对沉降较小的东侧过早压入少量桩，持力于④粘土混砂层内，很快确立了不利的阻沉作用，也促使了建筑向西侧的倾斜。

3．3掏土沉降

沉降较小的东侧采用深层掏土迫降纠偏，效果不显著的原因：

(1)由于倾斜使结构产生附加力矩。该幢建筑基底面积大，体积大(3．1×104m3)，多层且高，荷载重，具有一定刚度，因而倾斜力矩相应也加大，纠倾本身，不仅要克服原有的不平衡，还得克服逐渐增加的倾斜力矩。

(2)沉降较小的东侧，水泥喷粉桩处理的复合地基，作为桩体整体，桩底-18m，距较硬的④粘土混砂层顶-22m仅为4m，建筑竣工后经过6年的压缩，沉降值已逐渐稳定，尽管将东侧面14根锚杆静压桩封桩混凝土凿除，意在解除这部分阻力，也无济于事；况且，掏土孔距较大，多数为3．15m，掏土深度较深，多数掏土是在桩尖以下的-22～-30m钻孔取土，此处土层硬，灵敏性差，即或形成空穴，由于随着深度的增加，附加应力减小，以及土拱作用，难以出现较大土层变形拉动基础下沉。这是造成深层掏土迫降效果不显著的主要原因。

4结论

(1)地质勘察要规范，勘探点数要能满足设计的需要，不良地质现象要查明。

(2)按上部结构类型、荷载大小与分布情况，结合地层构造和土质情况，选用合理的地基处理方案。我们认为采用喷粉深层搅拌桩作为建筑物的复合地基处理方案要慎用，如出现过大沉降及不均匀沉降后，处理非常困难。

(3)施工程序上，先在沉降较大一侧压桩，优选施加预应力的工艺，阻止或减少桩的回弹；沉降较小一侧，待掏土迫降调整沉降差，达到所需要求后，再适当压入保护桩，防止出现调整过度。