房屋基础加固及纠偏施工案例分析

2011-06-13汪德信

山西建筑 2011年33期

汪德信

1 工程概况

本工程为上海某三层结构，片筏基础，天然地基。该建筑物在准备施工装修时，发现有倾斜情况，从沉降观测资料来看，倾斜率已超过7‰。为了保证建筑物今后的安全及正常使用，需对建筑物进行纠偏加固处理，结合建筑物沉降资料，要求纠偏后建筑物的倾斜率小于2‰。

2 施工工艺

2.1 施工技术的选择

在上海房屋基础加固及纠偏施工中使用较多的施工技术为:钻机干掏和湿掏法、沉井射水法、井点降水、堆载、抽浆等。针对该工程的特点，主要选用锚杆静压桩和钻机掏土综合法进行房屋地基加固及纠偏处理。钻机干掏法一般在纠偏量比较大的情况下使用，本工程房屋倾斜率超过7‰，要求纠偏量大，适于采用该方法;再者可以利用锚杆静压桩产生的拖带沉降及特殊的封桩方法(有的桩可以自由沉降，有的桩压完后即能承受上部结构荷载)进行控制，进行一部分自然纠偏。

2.2 准备工作

1)进行施工前的技术交底工作;2)机械设备检查，确保施工顺利进行;3)沉降观测点的设置:根据JGJ 8-2007建筑变形测量规范的要求，该建筑物上原有的沉降观测点不够，所以施工前在建筑物外墙上增设沉降观测点，并做好原始记录，包括原有的17个沉降观测点，共埋设43个沉降观测点。

2.3 锚杆静压桩施工

锚杆静压桩是锚杆和静力压桩结合形成的一种桩基础施工工艺，它是通过在基础上埋设锚杆固定压桩架，以建筑物所能发挥的自重荷载作为压桩反力，用千斤顶将桩段从基础上凿出的压桩孔内逐段压入土中，桩体达到设计桩长和设计最终压桩力后，将桩与基础连接在一起，从而达到地基加固的目的。锚杆静压桩具有施工机械轻便灵活，施工方便，作业面小，施工质量容易控制，可在室内施工，并且能耗低，无振动，无噪声，无污染等优点，广泛用于新老建筑物的地基处理。

2.3.1 压桩施工工艺

测量放样定位及挖土→开凿压桩孔→埋设锚杆及安装压桩架→桩段运输→吊桩入孔→压桩施工→接桩→压桩到设计标高或达到设计最终压桩力→做好施工记录→移动桩架→清孔→焊接交叉钢筋→桩顶施加预应力→浇捣C30微膨胀早强混凝土。

2.3.2 压桩施工控制标准及技术要求

以设计最终压桩力为控制标准，压桩技术要求:

1)开凿压桩孔:为适应抗冲剪要求，压桩孔呈八字形，上口300×300，下口350×350;2)埋设锚杆及安装压桩架:锚杆底部要求墩粗;压桩架要安装牢固、垂直，千斤顶与桩身应在同一中心线上，防止偏压，接桩时应用水平尺或垂线校正。压桩时桩段垂直偏差小于1%;3)压桩及接桩:压桩时桩体保持垂直，接桩采用角铁焊接，用水平尺或垂线进行桩体垂直度的校正，接桩时角铁要进行除锈、满焊，压桩到设计桩长或最终压桩力时，桩顶焊好插筋，就可送桩到设计标高;桩顶标高为底板下面以上50 mm～80 mm;4)封桩是压桩技术中要求最高的一道工序，必须精心管理和施工，在封桩期间，首先要保证孔壁干净，排除地下水，再焊好交叉钢筋，经检查合格后再浇捣混凝土。

2.4 钻机掏土施工

既有房屋应力解除法纠偏，也称为钻孔排泥纠倾法，它适于软土地基上建(构)筑物(尤其是片筏基础)纠倾。

2.4.1 掏土施工工艺

掏土施工工序:测量放样定位布孔→钻孔→掏土→封孔。

1)布孔:孔径250，22只掏土孔，孔深约10 m～12 m。2)钻孔:掏土孔、扩孔施工时应从房屋的两端向中间、对称间隔进行。掏土孔的数量、间距在施工时可根据沉降观测资料进行调整，并在施工组织设计中逐步细化。既要确保纠偏有较好的灵敏度，又不会发生意外的沉降。3)掏土:首先采用干掏，如果效果不明显，可用水冲、抽浆或钻机复掏，根据沉降曲线指导掏土量，排淤应采取措施严禁污染环境。4)封孔:掏土结束后，在掏土孔内要回填中粗砂。

2.4.2 掏土施工控制标准

1)为确保应力解除的均匀性，成孔时宜按间隔跳孔施工。

2)清孔应力求均匀，分批、间隔进行(一般可分3批～5批)。为保证应力解除的均匀性，宜采用多台设备同步作业。掏土的主要对象是下卧软土层，如果地下水位高，淤泥挤出效果不佳，可辅以孔内降水。

3)封孔一般采用中粗砂回填密实，有时可留下若干个孔不回填，达到微调目的。

4)监控:沉降速率标准取决于地基和建筑物的刚度。沉降速率控制在1 mm/d～2 mm/d。如有翘曲、挠曲现象应及时通过增补钻孔、调整掏土方量等方法予以消除。

2.5 施工流程控制

该工程施工流程为:房屋北侧压桩施工→南侧钻机掏土纠偏→双桥静探原位测试→房屋南侧压桩施工→封桩→实时跟踪监测。

1)北侧压桩阶段:从2011年3月27日～4月7日在北侧压桩，此阶段施工的主要目的是控制房屋北侧的沉降，为南侧的纠偏施工做必要的技术准备。为了迅速减少北侧的沉降速率，北侧封桩材料采用灌浆料。2)南侧钻机掏土纠偏阶段:从4月8日～5月12日在南侧分别从东、西向中间进行掏土纠偏。为了保证纠偏过程中基础底板不产生过大的挠度，南侧的掏土孔布置了22个，即各轴线均有一个孔(含采光天井间的轴线)，每个孔6 m左右，共干掏土12次。3)由于本工程有地基加固的目的，原有勘探孔对天然地基来说是可以的，但作为桩基来说，原有勘探孔的间距就显得过大，为了更好地掌握地层情况，于4月14日在Ⓑ轴(南侧)的94号，105号，120号孔位中各做了双桥静探原位测试。4)南侧压桩:在建筑物倾斜率约为3‰时进行南侧的压桩施工，利用南侧压桩过程中的拖带沉降使得建筑物的倾斜率达到设计要求的2‰。本次施工共完成锚杆静压桩孔122个。在南侧压桩前，在掏土孔中回填中砂，以减少桩周土侧摩阻力的损失。5)封桩:恢复基础底板上层钢筋，在基础底板中部进行植筋处理。6)跟踪监测:施工结束时根据监测结果，楼房的纠偏加固效果十分明显，达到了合同规定的效果。

3 沉降及倾斜监测

迫降纠倾应做到设计施工紧密配合，纠偏施工时应加强监控，监控应包括楼房沉降、倾斜及裂缝监测。根据监测结果调整迫降量及施工顺序。本次工程该房屋进行了实时观测，包括沉降观测和倾斜测量。表1为倾斜数据;图1为沉降观测曲线图;图2～图4为施工前、施工结束、施工过程中的沉降等值线图。

表1 倾斜测量成果表

通过表1倾斜测量数据可以发现，通过采取压桩和掏土等有效施工措施，房屋的倾斜率明显下降，由初始值7.6‰降到1.9‰，达到了纠偏的目标值。特别在掏土施工阶段，沉降监测频率每天不少于一次，根据各测点的沉降量及沉降速率及时调整掏土孔位置及孔深，当达到一定的沉降量时，停止干掏土施工;然后可以利用锚杆静压桩产生的拖带沉降及特殊的封桩方法进行一部分自然纠偏。结合上述两种措施，可以发现，该工程取得了良好的纠偏效果。