胡 洋(

上海濟強國際土木工程顧問有限公司，中國 上海200083)

0 引言

軟土地區(qū)常因房屋上部荷重不一、或建筑物體型復雜形心與重心不一、或因為下部土層、軟弱層厚度不一，軟弱層分布不一，導致房屋不均勻沉降、傾斜。房屋糾偏的方法主要有：掏土糾偏、降水糾偏、浸水加壓糾偏、堆載糾偏、注漿抬升糾偏、頂升糾偏、應力解除法糾偏[7]、綜合糾偏等方法[1-12]。 20 世紀80 年代上海地區(qū)建造的多層住宅，大多采用天然地基，基礎沉降量偏大，不少亦發(fā)生不均勻沉降，傾斜超出規(guī)范要求，需糾偏加固。

本文系統(tǒng)介紹了軟土地區(qū)房屋由于地基變形大，引起不均勻沉降和傾斜超標的糾偏加固設計，采取鉆機掏土糾偏、錨桿靜壓樁加固施工，及實施效果監(jiān)測分析的成功實例。

1 工程概況

上海某公司辦公樓位于閔行區(qū)，房屋平面呈矩形，為六層磚混結構,占地約616m2，建筑面積約3688m2，建筑總高度為25m;墻下鋼筋混凝土條基，基礎埋深1.50m，外墻基礎寬度2m,墻下基礎厚度250mm，基礎邊緣厚度150mm。 該樓建于1985 年，2009 年在其房旁側建另一樓，兩樓比較發(fā)現(xiàn)此樓傾斜，經(jīng)檢測房屋由南向北傾斜，斜傾率8.5‰左右。

2 場地工程地質條件

場地土層分布情況如表1，該場地⑤2 層以淺土層相對較差，性質相對較好樁基持力層為⑤3 層，埋深約為19 米。 辦公樓北側原有一條近東西向的暗浜。 場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型，其水位動態(tài)變化主要受控于大氣降水。地下水埋深在0.60-0.80 米之間。本場地地下水及地基土對混凝土不具腐蝕性。

場地土層特性及主要力學性質指標見表1。

表1 土層特性主要力學性質指標

3 房屋沉降傾斜現(xiàn)狀與原因分析

引起房屋傾斜原因是房屋北側原有一條近東西向暗浜，其土層強度低、壓縮性高、土性差，暗浜處理未到位，持力層土層不均勻，導致房屋北側沉降大，引起房屋向北傾斜。平均傾斜率8.5‰。（見圖1）

圖1 房屋垂直度測量結果與檢測點、樁位掏土孔平面布置示意圖

4 房屋加固糾偏設計方案

4.1 房屋糾偏設計原則

糾偏是指對已發(fā)生較大傾斜的建筑物進行扶正的施工與監(jiān)測過程。 對房屋基礎沉降已基本穩(wěn)定的建筑物可只采用糾偏對房屋進行直接扶正，對已發(fā)生較大傾斜且沉降速率仍較大，若想徹底根治房屋傾斜，不僅需糾偏，并且需要對基礎地基進行加固，這樣，施工后房屋才不會再次發(fā)生傾斜。

4.2 糾偏設計方案

據(jù)房屋傾斜狀況及沉降發(fā)展趨勢，擬采用對房屋進行糾偏并同時對地基進行加固的施工方案。

因房屋向北側傾斜，所以在南側布置掏土孔，進行糾偏；因為房屋北側沉降大,故在房屋南側按一墻一樁、北東角加樁的原則布置錨桿靜壓樁(共16 根)加固，使其穩(wěn)定減少沉降；南側在掏土糾偏達到設計要求后亦進行錨桿靜壓樁加固，以起到穩(wěn)定房屋沉降的目的；因房屋整體性較差，故在西側亦可布置了2 根錨桿靜壓樁，以起到穩(wěn)定、加固、止傾的作用。

（1）樁型、樁徑、樁長確定與單樁承載力設計值估算。

據(jù)房屋沉降傾斜狀況及場地工程地質條件，擬定本工程采用錨桿靜壓樁為250×250mm 預制方樁，每節(jié)段長2-2.5m，有效樁長為20.0m（控制在17-21 米之間），樁尖進入⑤3層。 單樁承載力設計值為250-300kN（設計施工25 根，群樁承載力設計為6500-7800kN，即總提供承載力為房屋總荷重的重量15%-20%，可達到對房屋糾傾加固要求。樁位布置見圖1。

（2）基礎底板抗沖切驗算

FL≤αftumh0

式中：FL——作用于沖切力破壞錐體上的沖切力設計值,取單樁承載力設計值；

ft——承臺混凝土抗拉強度設計值（fc=1.1N/mm2）；

um——沖擊波、破壞錐體一半有效高度處的周長（um=1632）；

h0——承臺沖切破壞錐體的有效高度（h0=181）；

α——沖切系數(shù)，α 取0.6；

0.6 ×0.9×181×1632=159000N=159kN＜300kN

由此可見，單樁承載力設計值大于基礎底板抗沖切力，基礎底板需加固處理。

（3）最終壓樁力的確定

P（pc）=Kp×Rd

式中：Rd——單樁承載力；

Kp——0.96-1.30 砂土、粘性土，素填土為1.50。 Kp 按地質勘察報告加權平均，取值為1.2；

最終壓樁力=單樁承載力設計值×1.2=360kN。

（4）、掏土量的計算

掏（排）土糾偏是指在傾斜建筑物基礎沉降的部分采取掏（排）土的迫降措施，形成基底下土體部分產(chǎn)生空洞，依靠結構物自重擠壓土體，產(chǎn)生一定側向擠出變形，迫使基礎下沉，使不均勻沉降得到調(diào)整，從而達到糾偏目的。

掏土量Q 計量：

Q=K×L×B×ΔS =0.22×14.8×49.6×0.159=25m3；

式中：K——經(jīng)驗系數(shù)， 經(jīng)驗值取0.22（條基）；

L——基礎底面的長度；

類似上面沿斷裂的滲漏在西南巴倫支海的許多地區(qū)都有出現(xiàn)，盡管這樣，西部Loppa高地及周邊地區(qū)密度更高，RLFC和BFC斷裂復合帶展示沿斷層的滲漏積聚帶，不同盆地界限之間的主要斷裂處也有許多的斷層滲漏顯示（圖7），觀察表明流體滲漏與主斷層密切相關。西部高密度斷裂的出現(xiàn)表明流體流動幾率也會相應增加，可能是斷層再活化作用導致的[2]。

B——基礎底面的寬度；

ΔS——差異沉降。

根據(jù)本建筑物情況及長度，共布置14 個掏土孔，即每孔從不同方向掏土共計為1.8m3。 具體每孔掏土量據(jù)沉降量及現(xiàn)場監(jiān)測反饋的信息來調(diào)整。

5 糾偏加固施工技術

5.1 錨桿靜壓樁施工

5.1.1 錨桿靜壓樁工作量

加固采用250×250mm 的錨桿靜壓樁，本次壓樁樁長為20m，樁尖進入⑤3層，共壓樁25 根。

5.1.2 錨桿靜壓樁施工流程

在房屋外側基礎開挖施工槽，將基礎暴露；

①因基礎厚度較?。ㄟ吘?50mm），單樁承載力設計值大于基礎底板抗沖切力，所以應先澆注混凝土加固基礎，（澆注混凝土厚度大于150mm，應加早強劑）；

③開鑿樁孔，尺寸350×350；

④安裝錨桿，采用M27×4，硫磺膠泥固結；

⑤安裝壓樁架；

⑥壓樁，樁頂進入底板50-100mm；

⑦采用電焊接樁，4# 角鐵，長度20cm；

⑧封樁帽粱采用錨桿交叉焊Φ16 鋼筋；

⑨帽梁尺寸 700×500×200，混凝土強度 C30，采用600# 微膨脹水泥；

⑩在封樁時施加預應力。

5.1.3 錨桿靜壓樁施工技術[11－12]

①施工中開鑿樁孔尺寸上口≥300×300mm，下口≥350×350mm，樁孔應盡量靠近基礎梁。 壓樁前用小鉆桿探明地下有無障礙物，保證樁能壓下去。

②采用M27×4 錨桿，錨桿長度為450mm。

③樁架應與錨桿緊固到位，防止樁架晃動，樁架與基礎平面保持垂直。

④基樁樁尖就位時保持垂直，嚴禁偏心受壓，樁段就位后必須加以校正，保持與上節(jié)樁在同一軸線上，垂直偏差不超過1.5%的樁長。

⑤采用電焊接樁，為確保接頭質量，接樁前清除接樁角鐵鐵銹，焊接時予以滿焊。

⑥壓樁應一次到位，嚴禁超時停頓。

⑦施工前應做好原材料、 預制構件的合格質檢證明及試驗報告，施工過程中認真記錄壓樁力及樁長，施工后做好隱蔽工程驗收。

⑧封樁前應清洗孔壁和排水，采用Φ16 交叉鋼筋與錨桿焊接，保證樁與基礎連接可靠后封樁。

⑨采用C30 早強微膨脹混凝土封樁并澆筑帽梁，帽梁尺寸700×500×200mm。

壓樁終止控制標準：①壓樁到設計樁長；②壓樁樁頂反力超過最終壓樁力。 兩條滿足其中一條即可終止壓樁。

5.2 掏土施工技術

5.2.1 鉆機掏土工藝流程

鉆機就位→起吊鉆桿→鉆桿定向→鉆進→鉆桿定向調(diào)整→取土

5.2.2 鉆機掏土技術

①鉆機就位后應保持機身穩(wěn)定，防動。

取土采用Φ120 的麻花鉆頭，采取多向鉆進取土，各掏土點含三孔，呈三叉形分布，中間孔8m，30 度，分叉孔10m，40 度。 掏土順序為先中間孔，再分叉孔，掏土點順序均采取內(nèi)插法。 即：掏土均從房屋兩側開始，再掏中間掏土點，然后從兩側間隔掏土；首先干掏，若效果不明顯，再用水沖。

②嚴格控制第一次掏土量，每孔掏土量控制在0.2 方。 掏完第一遍后，按原來順序掏第二遍，以此類推。 傾斜大處的反向多掏土，傾斜小處的反向少掏土；掏土變化敏感處，次日少掏，掏土變化不敏感處，次日多掏；據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整掏土部位。

③鉆孔定向一般與基礎呈30 度至45 度。

④鉆進時，一般應以低速、大扭距的檔位進行，以保證取土效果。

⑤在沉降指標達到設計要求后應對掏土孔進行回填，回填采用中粗砂。

由于建筑物掏土側環(huán)境比較復雜，為避免持續(xù)掏土對地下管線或相鄰建筑物造成損傷，掏土應盡量緩慢進行，每天的掏土糾編量應不大于5mm。

掏土孔與地面呈30°-45°斜直。 孔徑200mm，間距約4m，掏土深度 8－10m。 見圖1。

5.3 監(jiān)測技術要求

采用二等精度閉合導線的水準測量，并用全站儀對房屋進行傾斜測量。

掏土側（房屋南側）在掏土期間的沉降速率控制在5mm/天以內(nèi)，如沉降速率接近5mm/天，據(jù)現(xiàn)場情況停止或減慢掏土速率直到沉降速率下降至2mm/天以內(nèi)，才能重新開始掏土。

同步監(jiān)測，反饋信息，指導施工；施工異常，及時分析，適時調(diào)整，從而達到優(yōu)化施工方案、信息化施工的目的。

施工采用信息化施工，要求每天對房屋進行沉降監(jiān)測，每天上午9 時前將前一天沉降觀測結果報告業(yè)主與現(xiàn)場施工管理人員、現(xiàn)場項目經(jīng)理根據(jù)前一天沉降結果，調(diào)整施工進度。 如果沉降異常情況及時召開現(xiàn)場分析會，研究對策，指導施工。

5.4 施工順序安排

先在房屋北側進行錨桿靜壓樁加固，立即進行封樁，而后進行南側掏土，待南部掏土糾傾至接近設計要求后，再施工南部錨桿靜壓樁。南部暫不封樁，待建筑物糾傾快到預定目標后，再行封樁，封樁后還會適當回傾。

6 糾偏加固效果

糾偏歷時不足二月，糾正了偏移量，房屋整體傾斜率降到了3‰，達到了糾偏目的。

從沉降歷時曲線可知，歷時6 月各點日沉降量均＜0.001mm（見圖2、圖3），從而可知加固效果良好。

圖2 沉降監(jiān)測點變化曲線圖(C1、C3、C5 與C7、C9 比較)

圖3 沉降監(jiān)測點變化曲線圖(C2、C4 與C6、C8 比較)

7 結語

通過本例可歸結出：

（1）軟土地區(qū)房屋的糾偏加固設計施工應充分考慮場地工程地質條件、房屋沉降傾斜現(xiàn)狀及原因、與糾偏加固過程中房屋傾斜沉降的發(fā)展狀況等；

（2）軟土地區(qū)的糾偏應據(jù)房屋的傾斜狀況及糾偏過程中房屋傾斜糾正發(fā)展的情況進行：傾斜大處的反向多掏土，傾斜小處的反向少掏土；掏土變化敏感處，次日少掏，掏土變化不敏感處，次日多掏；據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整掏土部位。

（3）通過本例可歸結出：軟土地區(qū)房屋糾偏可由掏土實現(xiàn)；地基加固可采用錨桿靜壓樁工藝，在加固過程中可利用施工工藝兼顧房屋糾傾；糾偏過程應遵守緩慢、均勻、控制調(diào)整糾偏速率；實時監(jiān)測，信息化施工，不斷優(yōu)化施工方案，可事半功倍；該糾偏加固實例可為類似地區(qū)借鑒參考。

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