字体大小：大| 中| 小2010-03-24 11:31 - 阅读：71 - 评论：0
一、工程概况
某办公楼建于1989年，7层，高度为23.1m，天然地基，采用钢筋混凝土柱下条形基础。
近年来由于该办公楼附近新盖起了很多高层建筑，而该地基却没有经过特殊处理，另经过勘测发现该区生产及生活用水在建筑物附近的水管渗水较严重，使得地基土软化，最终导致该建筑物发生严重不均匀沉降。
根据建设施工方提供的观测数据，本楼最大沉降差达180mm，最大倾斜率达到
11.5‰，大于《危险房屋鉴定标准》中规定的允许值7‰，局部墙体出现斜向裂缝和水平裂缝，且裂缝呈继续发展的趋势，考虑到将该建筑物拆除重建影响较大，故决定进行纠偏加固处理。
二、不均匀沉降机理分析
（一）地质结构
根据工程勘察资料，场区地基土主要为第四系冲洪积、残坡积黏土，全场分布不稳定、不均匀，在勘探深度范围内地基土从上到下分4层：（1）素填土：以粉质黏土为主，棕色，褐黄色，施工时已挖除；（2）1）粉质黏土：棕色～褐黄色，可塑，中等压缩性，北侧缺失；2）粉质黏土：棕色～褐黄色，可塑～软塑，孔隙比较大，中等压缩性，全场分布；（3）粉质黏土：褐黄色～灰色，可塑～硬塑，含铁锰结核，仅在西南分布；（4）黏土：棕红色～褐黄色，饱和，硬塑，低压缩性，未揭穿。
地基土具体物理力学指标见表1：
表1 某办公楼地基土层的物理力学指标参数
（二）不均匀沉降机理分析
建筑物北侧地基持力层为（2）2）粉质黏土层，该层地基承载力特征值为90KPa，南
侧地基持力层局部为（2）2）层，多数为工程性质相对（2）2）层较好的可塑状（2）1）粉质黏土层，承载力特征值为110KPa，均不能满足设计要求的地基承载力特征值150KPa。
由此可见，地基持力层承载力不足和土层不均匀是建筑物产生不均匀沉降的根本原因。
三、纠偏加固方案设计与施工
选择处理方案时，考虑到既要对不良地基进行处理，同时还需要纠偏房屋，并且施工空间狭小，不利于布置大型施工机械，故决定采用锚杆静压桩对基础加固后顶升房屋进行纠偏的处理方案，即在原基础周围设置一定数量的锚杆静压桩来强化地基并且托换加固原基础，使得建筑物满足地基承载力要求，并力求基础变形趋于稳定，倾斜不再发展，然后在房屋倾斜侧采用断柱项升来纠偏房屋。
（一）锚杆静压桩基础加固
建筑物地基基础加固的方法有注浆加固法、树根桩法、锚杆静压桩法等，考虑到场地地质条件及建筑物本身特点，本工程采用锚杆静压桩基础托换加固。
锚杆静压桩基础加固是一种新方法，是锚杆和压桩两项技术的有机结合。
锚杆静压桩的工作原理就是利用建（构）筑物白重，先在已建的基础上开凿（预留）出压桩孔和锚杆孔，然后埋设锚杆，借锚杆反力，通过反力架用千斤顶将桩逐段（预制桩段）压入基础中的压桩孔内。
当压桩力和压入桩长满足设计要求时，便可将桩与基础迅速连接在一起，该桩就能立即承受上部荷载，从而减少地基土的压力，阻止建（构）筑物继续发生过大的沉降及不均匀沉降，从而达到地基加固的目的。
锚杆静压桩加固方法对提高地基基础承载力效果显著且可直接观测桩的承载力，桩身质量可靠，抗震能力强，且经济有效，施工速度较快，适合在室内施工，对环境影响小，无泥浆污染，加固施工时对建筑物附加沉降小。
1．锚杆静压桩加固基础设计。
由于原基础为C20混凝土条基，不能提供足够的锚杆抗拔力，首先对基础进行了加大，增加条基翼板宽度和厚度，如图1所示：新加混凝土为C30微膨胀混凝土，新旧混凝土界面应充分凿毛。
新浇混凝土时预留锚
杆压桩孔及预埋锚杆，穿过条形基础翼板的锚杆需要采取植筋工艺植入原基础，如图2所示：
锚杆静压桩尺寸为250mm×250 mm×20000mm，桩身混凝土强度等级C30，单桩竖向极限承载力标准值由公式（1）计算：
Quk=u∑qsikli+qpkAp（1）
式中，Quk为单桩竖向极限承载力标准值；u为桩身周长；qsik为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；li为一桩穿越第i层土的厚度；qpk为极限端阻力标准值；Ap为桩端面积。
锚杆静压桩的最终压桩力可以由公式（2）计算：
RR（L）=KR×R （2）
式中，RR（L）为最终压桩力；KR为压桩系数，取1.5；L为桩入土深度；R为单桩竖向承载力设计值，R=Quk/γsp，γsp为竖向承载力抗力分顶系数。
锚杆是锚杆静压桩施工过程中的核心受力构件，锚杆的设计选择是否合理及锚杆的埋设是否牢固是压桩能否实施的关键。
锚杆的锚固力P由公式（3）计算：
P=u×T×L （3）
式中，u为锚杆的周长；L为锚杆的长度；T为锚杆与周边混凝土的黏结力，当锚杆与周边混凝土之间用纯水泥浆填筑时，T一般取2MPa。
2．锚杆静压桩施工工艺。
杆静压桩的工艺流程为：定位→开凿压桩孔和钻取锚杆孔→种植锚杆→固定压桩架和千斤顶→压桩→达设计要求后封桩，其中接桩用硫磺胶泥，封桩采用C35微膨胀混凝土。
当压桩力达到设计要求后，对有外露的桩头必须进行切除。
切除桩头时应采取措施把桩头固定，然后用凿子开出3cm～5cm深的沟槽，露出的钢筋加以切割，以便摘除桩头。
在封桩前，必须把压桩孔内的杂物清理干净，排除积水，清除孔壁和桩面的浮渣，以增
加黏结力。
然后与桩帽梁一起浇注掺有微膨胀早强外掺剂的C35细石混凝土，并予以捣实。
（二）断柱顶升纠偏房屋
常见楼房倾斜的物理纠偏方法很多，都要根据本场地的地质隋况及楼房的上部结构情况而定。
一般比较常用的有两种：第一种方法是采用油压千斤顶纠偏系统的断柱顶升纠偏法；另一种是使原沉降较小的一侧促使其下沉的基础底板下掏土迫降纠偏法。
由于本建筑南侧为城市主要交通道路，无法提供进行迫降需要的空间和时间。
而顶升法需要的空间相对较小且操作简单，决定采用断柱顶升法进行纠偏。
1．断柱顶升纠偏方案。
断柱纠偏技术原理是利用结构托换的方法沿建筑物某特定位置进行钢筋混凝土托换梁的施工，在托换梁下基础梁上设置若干个千斤顶，通过千斤顶将建筑物整体抬升，控制建筑物不同位置的抬升量将倾斜的建筑物纠正。
顶升方法不仅可以提高建筑物的标高，而且可以恢复建筑物的垂直度。
该建筑整体向北倾斜，倾斜量达到180mm，换算为建筑物北侧基础下沉约210mm，因此顶升位移量不少于210mm。
具体施工过程中应通过实测倾斜量为准，施工完成后的倾斜量应不大于2‰。
同时在施工过程中，2个千斤顶的顶升速度应相等，以保证顶升过程中建筑物的安全。
断柱顶升装置如图3所示：2．断柱顶升纠偏施工工艺。
断柱顶升纠偏时采用分级同步顶升的方法，将建筑物顶升至垂直状态。
具体施工分6个步骤进行：（1）先在房屋四邻选择设置沉降观测和倾斜观测点，对需顶升的柱的高程作一原始记录，以备后用；（2）施工柱两侧的托换梁，托换梁与原框架柱黏结界面应充分凿毛。
托换梁采用C30微膨胀混凝土；（3）当托换梁混凝土强度达到设计强度的80%以后，在托换梁与基础之间设置千斤顶并进行调试，千斤顶底部与基础面之间应放置钢垫板以防局部破坏；（4）待托换梁混凝土强度达到设计强度的100%以后，可以截断柱身进行同步顶升，为了避免柱截断瞬问出现大的沉降，对每根柱应先凿掉外层混凝土，再切断柱钢筋，但保留核心区的混凝土，让核心区混凝土在断柱数量增多的情况下慢慢被压碎；（5）每级顶升前后均进行观测。
观测项目主要有顶升高度、顶升力的大小、未截断柱的裂缝及转动量、上部结构梁、柱的裂缝观察、纠偏的回复量观测等；（6）当楼顶升纠偏至垂直状态后，焊接原柱钢筋，浇筑掺入膨胀剂的混凝土，当充填的柱混凝土
有足够强度，即可拆除千斤顶和托换梁，至此纠偏工程到此结束。
3．断柱顶升纠偏施工监测。
（1）沉降监测：监测过程中共布置了5个监测点进行二等水准测量，根据观测数据确定第二天的工作方案，以控制建筑物的变形与沉降速率；（2）倾斜监测：倾斜测量中的3个观测点设在建筑物的顶部及其相应的底部，将顶、底部（上、下部）坐标相减即为各观测点偏移值（倾斜量），从而掌握建筑物每天的回偏情况。
四、加固纠偏效果
在工程结束后对工程的观测表明，顶升纠偏后房屋微沉降1～3mm，倾斜率不到
1.5‰，几乎完全垂直。
经验收，完全满足规范要求，达到纠偏加固的目的。
目前，该建筑物已加固纠偏2a有余，经采用本方法加固与纠偏后，经多次观测房屋均无下沉，基础已沉降稳定，同时不再有倾斜现象，达到了安全使用要求。
五、结语
1．制定房屋纠偏加固方案时，详细分析房屋沉降、倾斜的原因，找出合理的治理方案，做到经济上合理、技术上可行。
2．本工程采用锚杆静压桩加固基础、断柱顶升法纠偏主体结构，比较准确地达到了预期目的。
3．建筑物的地基托换和纠偏是一项风险性比较大的作业，必须进行充分的调查和准备工作，制定切实可行的方案，并精心施工。
4．纠偏过程中要充分认识监控的重要性，要及时分析监控资料，根据具体情况对设计方案及时调整，进行信息化施工。
作者简介：陈汉国（1955－），男，广东佛山人，佛山市南海第二建筑工程有限公司助理工程师，研究方向：建筑现场施工管理、建筑物纠偏和加固。