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        既有建筑物不均勻沉降的加固

        2013-08-23 07:26:10
        山西建筑 2013年15期
        關(guān)鍵詞:水玻璃教學樓水泥漿

        張 瑛

        (山西省第三地質(zhì)工程勘察院,山西晉中 030620)

        0 引言

        呂梁地區(qū)某教學樓建筑場地位于護城河、護城墻軟硬不一的地基土之上,由于缺乏建筑經(jīng)驗,再加上勘察工程不詳細,設(shè)計上考慮不周到,以及施工方法和工藝使用不當?shù)仍颍瑢е陆ㄖ飪A斜,引起建筑物的不均勻沉降。這不僅嚴重影響了建筑物的正常使用,而且危及了人們生命財產(chǎn)的安全,必須對其進行糾偏加固處理,結(jié)合本次工程的要求和處理地基的目的,首先考慮到采用注漿法進行地基加固[1]。

        1 工程事故概況

        呂梁地區(qū)某教學樓場地位于孝義市西北部黃土臺塬區(qū),屬典型的黃土地貌,土層分布及主要物理力學性質(zhì)指標見表1。擬建場地為非濕陷性黃土場地,勘探深度內(nèi)未見地下水。

        表1 地基土主要物理力學性質(zhì)指標

        發(fā)生不均勻沉降的教學樓平面形狀呈矩形,東西長51.74 m,南北寬10.22 m,占地面積528.78 m2。教學樓總高16 m,為4層磚混結(jié)構(gòu),砂卵石墊層基礎(chǔ),基礎(chǔ)形式采用條形基礎(chǔ),埋深1.5 m,中間承重部分以圈梁連接。

        該建筑物于1997年修建,1998年開始使用,1999年后半年開始發(fā)現(xiàn)教學樓西側(cè)山墻上有了細小裂紋,呈斜向延伸,之后其他邊墻、承重墻上也相繼出現(xiàn)了不同程度的裂紋,尤其以西墻為重,至2004年6月時有的已擴展成裂縫,最大寬度超過2 mm,貫穿了整個墻體,已嚴重影響到了建筑物的使用。為安全起見,學校已停用,并在裂縫處經(jīng)常糊貼麻紙進行觀察裂縫的發(fā)展情況。經(jīng)連續(xù)觀測后發(fā)現(xiàn)該樓仍在繼續(xù)下沉。

        2 事故原因分析

        1997年基坑開挖后,建設(shè)方曾組織設(shè)計單位和施工單位進行了基坑驗槽。當時基坑開挖深度為2.8 m,開挖后發(fā)現(xiàn)地基土軟硬不一,存在護城河和護城墻(見圖1),護城河處含水量大,土濕,軟;而護城墻處含水量小,土干,較硬??紤]到地基土的不均勻情況,在護城河(濕)處采用人工往下又掏了800 mm的灰土樁,樁徑400 mm,樁距1 200 mm,呈梅花形布置。打完灰土樁后又鋪設(shè)了1 000 mm厚的砂卵石墊層,在砂卵石墊層的基礎(chǔ)上又做了600 mm的灰土墊層。

        圖1 事故原因分析平面圖(單位:m)

        分析造成事故的主要原因,建筑場地砂卵石墊層基礎(chǔ)持力層位于第①2層,地基土存在護城墻和護城河,一軟一硬反差過大,為嚴重不均勻地基。雖有墊層起調(diào)節(jié)作用,仍阻止不了建筑物在軟基處下沉,位移過大,而建筑物在硬基處相對位移小,從而導致建筑物產(chǎn)生剪應(yīng)力,使建筑墻體長期處于受剪狀態(tài),累計變形所產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過了墻體材料的抗剪強度,墻體就出現(xiàn)了裂縫,若變形(或下沉)仍未達到穩(wěn)定狀態(tài),就會出現(xiàn)原有裂縫繼續(xù)擴張的現(xiàn)象。

        3 注漿加固

        1)注漿孔的布置與設(shè)計。

        本次加固采用雙管雙液壓力注漿法,即在注漿孔內(nèi)插入2根注漿管,在注漿的同時注入水泥漿和水玻璃。

        共設(shè)注漿孔196個,外圍注漿孔斜向基礎(chǔ),角度80°,孔位均離開外墻1 200 mm以1 500 mm間距均勻布設(shè);室內(nèi)注漿孔為垂直孔,孔位均以教室、走廊、樓梯間開間尺寸離開內(nèi)墻1 000 mm~1 200 mm均勻布設(shè)(見圖2)。

        圖2 注漿孔平面布置圖

        注漿孔采用干鉆成孔,孔徑73 mm,孔深4.5 m~6.0 m,以穿越砂卵石墊層1.5 m ~2.0 m 為準,封孔位置3.0 m~3.1 m,其目的在于將水泥漿同水玻璃注入第①2層土內(nèi),通過水泥漿、水玻璃及土的固結(jié),提高土的承載力,消除不均勻沉降,從而消除或減少教學樓主體由于不均勻沉降長期受剪狀態(tài)下產(chǎn)生的裂縫,使教學樓安全地投入正常使用。

        注漿用料采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥,水灰比為1∶0.8~1∶1;外加劑為水玻璃(40Be),用量與水泥用量比例為0.3∶1。注漿壓力強度不小于0.5 MPa。

        2)注漿孔的施工。

        施工中采用YX-1A型油壓百米鉆機及XY-75G型坑道鉆機,外圍注漿孔為斜孔(78°~80°),室內(nèi)注漿孔為垂直鉆孔。先施工外圍孔,采用跳打法,第二輪完成后再施工室內(nèi)孔;注漿順序亦為間隔灌注。

        注漿孔成孔后,進行插管、封孔施工,插管采用PVC塑料管,端部1.5m~2.0m打眼后,雙管插入孔內(nèi),然后用0.5 cm的細石子填至打眼部位,上部用中砂封孔至距孔口0.2 m,以確保漿液注入基礎(chǔ)底部。

        封孔完成后,開始注漿工作,注漿前按比例(1∶1)將水泥漿拌合均勻后,同水玻璃依次從兩根管內(nèi)均勻注入,水玻璃的注入量為水泥注入量的30%,注漿過程中由專人從事壓力表控制及漿液泵送工作,并做好準確記錄,注漿壓力控制在0.5 MPa~1.0 MPa,防止?jié){液出現(xiàn)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,確保了漿液及水玻璃的注入量,滿足了注漿加固的施工要求。

        a.先用小壓力試送,看有無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象;b.正常后可用中壓力注漿,壓力表上壓力宜控制在0.5 MPa~1.0 MPa;c.正常后同時注送水玻璃;d.單孔注漿量必須控制,如發(fā)現(xiàn)注漿量過大,泵壓降低時,及時分析原因,檢查漿液是否進入地下管溝等。注漿完畢,用C20混凝土將注漿孔填充抹平,其深度不小于0.2 m。

        4 加固效果

        在一個月左右的加固處理后,對建筑物的已有裂縫用石膏餅或貼紙進行監(jiān)控,并隨時檢查墻面有無新裂縫出現(xiàn),對地面、門窗及墻角等反應(yīng)敏感部位進行定期觀察。經(jīng)觀察,房屋墻面原有裂縫無進一步發(fā)展,也無新裂縫出現(xiàn),說明整個止沉糾偏加固處理是成功的。

        5 結(jié)語

        針對本次注漿施工經(jīng)驗,對注漿加固法處理地基的效果得到了進一步驗證,可供類似工程參考。

        [1]JGJ 123-2000,既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S].

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