【摘要】 本文通过定向掏土纠偏和锚杆静压桩加固一幢住宅楼的工程实例,为类似的工程事故提高参考。
【关键词】倾斜 掏土纠偏锚杆静压桩 预应力封桩 注浆
1工程概况
上海市西南郊某住宅楼为砖混结构6 层住宅, 建筑物长46.8m, 宽11.4m,采用片筏基础,下设200*200微型方桩,基础埋深1. 5m。房屋竣工后不久发生倾斜,建设单位准备采取措施进行处理,但由于和业主迟迟未达成协议,一直未对房屋进行处理,直到4年后才确定对房屋进行纠偏和加固处理。
2工程地质简况
岩土工程地质勘察报告显示,有一条暗浜平行穿过该住宅楼北侧(约1/3面积),场地土层结构自上而下依次为:
①1素填土: 以黏性土为主, 夹杂少量碎石子, 植物根茎,土质松散, 层厚1.10~ 1.60m;
①2浜填土:底部以黑色淤泥为主,有臭味,流塑,层厚2.1~ 3.20m;
②1褐黄色粉质黏土: 含铁锰质结核和氧化铁斑点, 中等压缩性, 湿、可塑, 层厚0~ 1.40m;
②2 灰黄色粉质黏土: 含少量铁锰质结核, 高压缩性, 很湿, 软塑, 层厚0~ 1.2m;
③ 灰色淤泥质粉质黏土夹砂质粉土: 含有机质, 少量腐植物, 高压缩性, 饱和, 流塑状, 层厚3. 20~ 4.10m;
④ 灰色淤泥质黏土: 含少许贝壳碎屑, 高压缩性, 饱和, 流塑性, 层厚7. 80~ 8.50m;
⑤1灰色砂质粉土: 含云母及少量贝壳碎屑, 中等压缩性, 饱和,稍密, 层厚3.6~ 4.2m;
⑤2 灰色粉质黏土: 含钙质结核及少许腐植物 ,很湿, 软塑状, 中等~ 高压缩性, 层厚12.3~ 14.4m.
3住宅楼沉降倾斜原因分析
从外观看,房屋部分墙体及门窗角开裂,北侧台阶和室内地坪明显脱开,经房屋鉴定单位测量,住宅楼整体向南倾斜,最大倾斜率14.84‰,而且沉降尚未稳定,沉降速率达0.025mm/d。由于部分地基处于暗浜区域,原设计采用8米长200预制小方桩对房屋北侧暗浜进行处理,桩基施工时锤击数非常低,施工单位建议桩加长,设计单位同意加长至16米,同时南侧非暗浜区采用8米桩加固,桩长不一是建筑物发生倾斜的主要原因。
4住宅楼纠偏加固方案
1) 纠偏目标的确定: 建筑物倾斜近15‰ ,居民大部分仍住该楼未搬出,且紧临该住宅楼北侧1.0米处有平行该楼的300口径的煤气管道穿过,多方讨论确定纠偏目标为�7‰。
2) 纠偏加固方案: 南侧采用锚杆静压桩加固控制沉降,单桩承载力设计值250kN,北侧定向掏土(掏桩尖持力层⑤2层灰色砂质粉土), 掏土孔布置距离原16米桩0.4米,使北侧发生较大沉降, 建筑物回倾; 其中南侧锚杆静压桩采用预应力封桩,达到纠偏要求后, 北侧掏土孔注浆封孔。
5住宅楼纠偏加固施工过程和效果
1) 锚杆静压桩采用截面250预制方桩,长度 16米,单节长2-2.5米,桩身混凝土强度等级C30,硫磺胶泥接头,每压完一根桩,马上采用200KN预应力封孔,防止房屋南侧产生新的沉降。
2) 掏土施工:用钻机成孔,埋设口径150PVC管,长度15米,然后用下高压管冲孔, 为防止建筑物不均匀沉降出现裂缝, 严格控制掏土速度(即冲孔时间), 使建筑物沉降速率< 3mm/ d。纠偏历时约3个月,纠偏达到目的后掏土孔采用普硅42.5水泥注浆封孔, 防止土体后期压缩变形产生较大沉降。
3)纠偏过程采用信息化施工,全过程的沉降和倾斜动态跟踪监测,包括房屋北侧煤气管线。如房屋沉降速率超过3mm/d,现场停止或减慢掏土速率,煤气管累计沉降不容许超过2mm。根据沉降结果, 调整施工进度, 指导施工。纠偏施工结束后继续跟踪监测房屋的变形, 每月监测一次, 直至沉降速率小于2mm/半年,停止监测。
4) 纠偏结束后7 个月, 对房屋进行了沉降倾斜观测, 沉降速率收敛为0. 01mm/ d,倾斜率6.8‰, 沉降曲线已趋于收敛(见附图),周边管线安全,房屋未产生新的裂缝,说明掏土纠偏和锚杆桩加固方案非常成功。
6结语
1)此工程的房屋倾斜事故是完全可以避免的,主要由于设计草率和在施工过程异常因素重视不够造成的,这就要求设计和施工人员必须根据具体地质条件、工况等各种因素认真对待,进行必要的验算,否则都将对企业的社会效益和经济效益产生很大的损失。
2) 锚杆静压桩控制既有房屋沉降, 加固效果明显可靠。同时压桩施工引起的附加沉降不容忽视,采用预应力封桩可有效控制附加沉降。
3) 信息化施工是纠偏工程的关键,必须对房屋及周边环境进行全过程监测。根据监测资料, 及时调整纠偏方案, 包括掏土位置、速度等,方可达到纠偏目的,切忌急于求成。
参考文献
叶书麟,叶观宝.地基处理与托换技术(第三版).北京:中国建筑工业出版社,2005.
JGJ123-2000 既有建筑物地基基础加固技术规范.
周志道,夏强.建(构)筑物可控制纠偏技术的研究与运用.中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第三届地基处理学术讨论会论文集,1992年