某砖混房屋纠倾方案研究

王秉文，李 佳

（河北建研科技有限公司，石家庄 050021）

1 工程概况

某住宅楼建于1982年，为5层砖混结构，平面形状为一字型。有3道纵墙和11道横墙，总建筑面积为1 200m2。基础为毛石基础，埋深为－3.4m，基础垫层采用1 000mm厚素土垫层。在实际使用过程中，伴随着墙体出现裂缝，该建筑出现倾斜的现象。据了解建筑东侧中部地基发生过自来水渗水现象。经检测，上部结构整体发生倾斜变形，最大量达200mm，并使大部分墙体出现裂缝，裂缝最大宽度达7.0mm，整体呈正“八”字形。

观测该建筑物主体结构四角测点的倾斜值，见图1。该楼整体向东南倾斜，地基变形倾斜量为1.23%，超过了《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）［1］规定的0.4%的地基变形允许值。因此需对该楼进行纠倾加固处理。

2 倾斜原因

在建筑物外墙外1.50～2.00m布设人工探井8处，探井深9.0～9.6m，布置情况详见图2。根据地质勘测报告，该场地处于山前坡洪积裙地貌单元，场地南部地基填土较厚，层厚约为3m，北部地基填土较薄，层厚约为1m，且北部地基填土下方存在厚约1.5m的角砾夹层。地基持力层为粉土，具有湿陷性，场地条件较为复杂。

通过各人工探井湿陷量及平均含水量（表1）可以看出，建筑物北部地基含水量较大，南部地基含水量较小，说明北区受外来水影响较为严重。建筑物北部湿陷量较小，南部湿陷量较大，建筑物整体向南部倾斜。

表1 各探井湿陷量与平均含水量

综上，地基土质压缩变形不均匀且具有湿陷性，加之外来水的侵蚀造成的湿陷，是导致该建筑向南发生倾斜变形的主要原因。

3 加固纠倾方案设计

3.1 地基及基础加固

校核原设计图纸，在正常使用荷载作用下，地基承载力不足；原基础为刚性基础，结构的整体性相对较差。为满足承载力要求和纠倾过程中对结构整体性的要求，对原毛石基础进行加固处理。采用混凝土围套加宽底面积的方法，见图3，这种方式施工工艺简单，适用于对既有建筑物基础的加固。经计算，基础每侧需加宽300～500mm。

其中南侧1轴外墙对应的基础下部为3m左右回填土层，经计算，该处基础承载力严重不足。对基础进行加固的同时，考虑采用素混凝土桩复合地基的处理方法。素混凝土桩的桩径和桩长应根据施工工艺确定，布置间距根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79—2002）［2］中复合地基承载力的公式计算得出。设计桩径300mm，有效桩长6m，桩应沿基础两侧对称布置，桩位宜在条形基础新增截面的范围内，间距1.5m。

3.2 纠倾方法

该倾斜建筑物纠倾采用掏土迫降，与保护桩和止倾桩相结合的方式，见图4。即在沉降较大一侧，采用素混凝土桩作为止倾桩，防止该侧建筑物继续下沉；在沉降较小一侧，采用素混凝土桩作为保护桩，以防止该侧建筑物在掏土纠倾过程中下沉过快。素混凝土桩的桩径均为300mm，有效桩长为6m。

止倾桩的布置范围不宜过大和过小，范围过大会使基础刚性不均匀，建筑物不易回倾，严重的会导致建筑物整体断裂，范围过小起不到限制基础沉降的作用。止倾桩桩身为素混凝土桩，在桩头设置200mm厚褥垫层后封闭桩孔。

待建筑物回倾到预期目标后，保护桩即可封桩，封桩前在桩头设置200mm厚褥垫层。由于桩位置与扩截面的基础位置重合，条形基础应预留出桩孔，施工时可将钢筋甩出绑扎好，封桩时一并浇筑。保护桩桩头距离条形基础地面的距离不应小于460mm。

在沉降较小一侧采用掏土的方法，人为地使该侧地基土支撑面积减少，在上部结构荷载的作用下，基底应力相应增加，利用土体自重应力和附加应力的作用，地基土产生塑形变形，迫使该侧基础下沉，建筑物回倾，达到纠倾目的。掏土孔的数量与纠倾量有关。该工程中掏土孔孔径为300mm，孔距600mm，挖孔深度6～9m。

回倾量达预期目标后，在条形基础周围设置夯实水泥土桩消除地基土的湿陷性，达到对地基进行加固处理的目的，见图5。夯实水泥土桩设计桩径300mm，有效桩长6m，外围基础的桩距为800mm，其余桩距为2～3d。

3.3 计算纠倾量

假定上部结构及基础是刚性的，当地基出现轻微不均匀下沉时，上部结构及基础仍为平面［1］。根据式（1）计算纠倾需调整的沉降差，该工程纠倾需调整的设计沉降差为260mm。

式中，SH为纠倾工程中水平位移控制值；Hg为建筑物的高度；b为建筑物在纠倾方向的宽度；ΔS′为纠倾工程中需调整的沉降差，ΔS＝ΔS′－a；ΔS指的是建筑物实际沉降差；a为考虑施工等因素而预留的沉降差，示意图见图6。

4 纠倾施工方案

4.1 纠倾施工流程图

纠倾施工流程图为：增设止倾桩、部分基础加固→增设保护桩、部分基础加固→ 掏土纠倾→设置夯实水泥土桩保护。

4.2 止倾桩、保护桩及基础加固施工方法及顺序

止倾桩灌注完毕后，封桩与基础加固同时进行，见图7。保护桩灌注完毕后，可进行基础混凝土围套加宽底面积的加固，但应在对应桩位置处预留150mm×150mm的方孔，待建筑物回倾到预期目标后再进行封桩处理，见图8。

止倾桩和保护桩均为素混凝土桩，施工方法为：采用人工洛阳铲成孔，并做好垂直测量，保证桩身垂直度偏差不大于允许值；待孔合格后，连续灌注C25素混凝土；桩顶铺设不小于200mm厚的褥垫层。

4.3 掏土方案及施工方法

采用挖工作沟、人工洛阳铲水平成孔的方法掏土。东南侧沉降得到控制后，为促使建筑物向西北侧回倾，在该楼西侧、东侧和北侧的部分范围工作坑内布置掏土孔。平面图见图9。掏土应分批进行，为确保纠倾的均匀性，成孔时宜间隔跳孔施工。可适当采用注水的方式，辅助建筑物沉降。整个纠倾过程中，对建筑物的沉降、倾斜、裂缝进行系统观测，掌握建筑物各部位的沉降情况，以便指导掏土施工。同时也应严格遵守缓慢、均匀的纠倾原则，回倾沉降率控制在4～5mm/d。当该住宅楼倾斜率小于4‰、倾斜值小于60mm时停止掏土。待沉降速度小于1.0mm/d，且纵向观测点沉降均匀后，向掏土孔内填砂，并灌注水泥浆。

4.4 纠倾后处理

掏土纠倾工作完成后，在条形基础周围设置夯实水泥土桩。施工方法为：采用人工洛阳铲成孔，并对桩身做好垂直测量，保证垂直度偏差不大于允许值；夯实孔底后，再填水泥土料，每次填料厚度为70～100 mm，每层填土夯击1次以上；桩顶铺设不小于200mm厚的褥垫层。

在纠倾施工结束后，继续沉降观测，直至连续3d沉降速度平均值小于0.5mm/d后，停止沉降观测。

5 加固和纠偏后的效果

纠倾后该工程的最大倾斜率为0.133%，符合我国现行技术标准的要求，满足正常使用状态的要求。该工程于2013年8月施工完毕，至今一年时间，经多次复测，房屋倾斜率基本不变，使用情况良好。

［1］ GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范［S］.

［2］ JGJ 79—2002，建筑地基处理技术规范［S］.

［3］ 龚晓南.地基处理手册（第三版）［M］.中国建筑工业出版社，2008.