彭廣偉

（中交三航局江蘇分公司，江蘇 連云港 222046）

1 工程概況

某綜合業(yè)務(wù)樓長15.6m，寬14.8m，為三層框架條形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。綜合業(yè)務(wù)樓經(jīng)2 個(gè)月主體施工框架封頂，底板施工完成布設(shè)沉降觀測點(diǎn)，各階段沉降觀測數(shù)距見下表1。根據(jù)各點(diǎn)沉降數(shù)距，可以發(fā)現(xiàn)1#、2#點(diǎn)沉降有收斂趨勢，3#、4#點(diǎn)沉降無明顯沉降收斂趨勢，后又經(jīng)連續(xù)兩周每日觀測，1、2、3、4 點(diǎn)沉降累計(jì)值（mm）分別為2、1、11、13，3、4 點(diǎn)沉降仍未發(fā)現(xiàn)沉降收斂趨勢，經(jīng)商討決定進(jìn)行地質(zhì)鉆孔勘察探明情況、查出根源。如表1所示，為沉降點(diǎn)各階段累計(jì)沉降值表。

表1 沉降點(diǎn)各階段累計(jì)沉降值表

2 原因分析及后續(xù)考慮

2.1 地質(zhì)情況

經(jīng)地質(zhì)鉆孔資料反映，綜合業(yè)務(wù)樓地質(zhì)表層為5～7m 厚山皮石，基層為粘土層和片麻巖，夾層為厚度極不均勻的淤泥層，海側(cè)3#～4#沉降觀測點(diǎn)區(qū)域淤泥夾層3～5m，岸側(cè)1#、2#沉降觀測點(diǎn)區(qū)域淤泥夾層0.8m 左右，夾層淤泥性狀為飽和、流塑，土質(zhì)較均勻，含少量有機(jī)質(zhì)，高等壓縮性，平均含水量60.1%，固結(jié)試驗(yàn)平均壓縮系數(shù)（a0.1-0.2）1.27MPa-1、固結(jié)試驗(yàn)平均壓縮模量（Es0.1-0.2）2.22MPa。可以證實(shí)，主體施工過程中荷載逐漸加大，表層拋填塊石層受壓變形大致相同，中間夾層淤泥受壓后，變形與厚度成正比關(guān)系，需進(jìn)行理論計(jì)算，以提供后續(xù)決斷的依據(jù)。

2.2 最終固結(jié)沉降計(jì)算

僅考慮淤泥層壓縮沉降，簡要計(jì)算最終固結(jié)最大差異沉降量如下：

其中，△ S 、 Smax、 Smin分別為最大差異沉降量、最大沉降量和最小沉降量，Hmax、 Hmin分別為淤泥夾層最大厚度、淤泥夾層最小厚度，P0為附加應(yīng)力含樓房自重應(yīng)力和表層平均拋石厚度（6.0m）自重應(yīng)力，Esi為壓縮模量。

2.3 后續(xù)考慮

經(jīng)簡要最大差異沉降量計(jì)算，可以看出：如不采取措施，后續(xù)施工荷載繼續(xù)加大，在一段較長時(shí)間以后，樓房將發(fā)生明顯傾斜，必須擬定可行、快速、有效的地基托換方案盡早實(shí)施，制止綜合業(yè)務(wù)樓的不均勻沉降。

3 處理方案及選擇

3.1 可選方案

目前，地基托換有多種方法，如基礎(chǔ)加寬和加深托換、樁式托換（靜壓樁、預(yù)試樁、打入樁或灌注樁、灰土井墩、樹根樁）、灌漿托換（水泥灌漿、高壓噴射灌漿）、熱加固托換、基礎(chǔ)減壓和加強(qiáng)剛度托換、糾偏托換（加壓糾偏、掏土糾偏、降水掏土糾偏、壓樁掏土糾偏、浸水糾偏、頂升糾偏）。同時(shí)有整體搬遷地基處理后復(fù)位處理和拆除重建方法，從根本上解決不均勻沉降問題。本工程地基托換處理初步考慮采用掏土糾偏、高壓噴射灌漿、灌注樁、靜壓樁等方法，以解決綜合樓不均勻沉降問題。

3.2 方案選擇確定

根據(jù)工程實(shí)際情況，采取岸側(cè)掏土糾偏工期不確定、施工技術(shù)無保證，無法徹底解決不均勻沉降問題，不宜采用；采用整體搬遷地基處理后復(fù)位處理，顯然工藝復(fù)雜、費(fèi)用高、工期長，不適用；采取高壓噴射灌漿進(jìn)行地基加固雖工期可確定、施工技術(shù)有一定保證，但對后續(xù)可能采取糾偏處理不利，當(dāng)前已不推廣、不流行，本工程不適宜；采用沖孔灌注樁方案進(jìn)行地基托換具有可實(shí)施性，但對淤泥層擾動劇烈，有孔內(nèi)淤泥上返的可能性，一旦發(fā)生采取措施阻止對工期影響大，樓層內(nèi)施工影響因素多，實(shí)施較難把握；采用靜壓樁進(jìn)行地基托換，工藝較新，質(zhì)量、工期有一定保證，對淤泥層擾動影響較小，樓層內(nèi)施工經(jīng)咨詢可實(shí)現(xiàn)，與沖孔灌注樁方案相比，具有夾層淤泥影響小的優(yōu)點(diǎn)，并為后續(xù)可能進(jìn)行糾偏處理奠定基礎(chǔ)，確定采用。

4 實(shí)施情況

經(jīng)仔細(xì)研究計(jì)算采用φ219 錨桿靜壓鋼管樁（壁厚10mm）方案可實(shí)現(xiàn)地基托換，補(bǔ)樁46 根，每根樁設(shè)計(jì)承載力425KN（大于2000t×10/53=377 KN），壓樁力850KN，安全系數(shù)大于2.0。

4.1 補(bǔ)樁施工

補(bǔ)樁采用21m3空壓機(jī)，YD-80 型鉆機(jī)，潛孔錘偏心鉆具開孔。開孔施工工藝為：在條基上開鑿φ350 鉆孔→鋼管樁第一節(jié)2.5m 插入φ350 鉆孔內(nèi)→下潛孔錘偏心鉆，開動空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行沖孔→通過垂直和偏心鉆擴(kuò)孔穿過表層塊石層，鋼管樁（節(jié)間焊接）同時(shí)穿過塊石層→拔出潛孔錘，移走鉆機(jī)→在鋼管樁內(nèi)充填C30 砼，準(zhǔn)備壓樁。

壓樁采用100T 千斤頂，壓樁控制標(biāo)準(zhǔn)為壓樁力850KN。壓樁施工工藝為：條基面上，在鉆孔兩側(cè)埋設(shè)6M25 錨桿→安裝壓樁架→已穿拋石層鋼管樁樁頂放置千斤頂→壓樁施工→焊接接樁、壓樁→壓樁力大于850KN 停止壓樁→布設(shè)鋼筋澆筑鋼管樁內(nèi)C30 砼→布設(shè)鋼管樁樁帽與基礎(chǔ)梁連接鋼筋→澆搗樁帽C30 微膨脹砼封樁。

補(bǔ)樁按排架實(shí)施，全部施工完成，樁帽砼及框架主體結(jié)構(gòu)均無裂縫，經(jīng)測量各觀測點(diǎn)沉降停止，無位移，但經(jīng)兩月余加固方案實(shí)施，綜合業(yè)務(wù)樓主體框架1#與4#沉降點(diǎn)間不均勻沉降繼續(xù)擴(kuò)大至15.6cm，不均沉降最大值達(dá)到10.5‰(156/14800)，已超出現(xiàn)行地基與基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范建造物的地基變形允許值4‰范圍，需進(jìn)行糾偏處理。

4.2 抬升糾偏論證

因綜合業(yè)務(wù)樓傾斜超過現(xiàn)行規(guī)范允許傾斜率，需制定糾偏措施方案。后組織地基處理方面專家論證并經(jīng)仔細(xì)驗(yàn)算可采用斷柱、加抱柱梁抬升糾偏，并已有多個(gè)類似糾偏工程成功實(shí)施的案例，而且采用此方法符合實(shí)際情況，理論上可實(shí)現(xiàn)抬升糾偏施工，使綜合業(yè)務(wù)樓傾斜率滿足地基與基礎(chǔ)驗(yàn)收規(guī)范要求。詳細(xì)計(jì)算過程如下：

（1）抱柱梁規(guī)格尺寸計(jì)算。20 根框架柱斷面尺寸均為50cm×50cm，混凝土強(qiáng)度等級為C30，fc=14.3N/mm，ft=1.43N/mm。抱柱梁寬度根據(jù)施工條件取值為50cm，為使抱柱梁盡快達(dá)到框架柱混凝土強(qiáng)度，抱柱梁混凝土強(qiáng)度等級采用C40，fc=19.1N/mm，ft=1.71N/mm?？蚣苤畲蠛愫奢d為1500KN。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)ψ韫絍=0.24fcA，計(jì)算抱柱梁高度h。

1500×1000 =0.24×14.3×4×500×h，h=219mm。

取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)2，h=438mm，取抱柱梁高度h=500mm。

（2）斷柱頂升采用200t 千斤頂，需進(jìn)行千斤頂頂頭處抱柱梁砼局部抗壓驗(yàn)算如下：頂升墊板采用25mm 厚鋼板，頂升受力面積A=3.14×（160+25+25）2/4=346185mm2；

抱柱梁混凝土強(qiáng)度等級為C40，fc=19.1N/mm2，混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%開始頂升，取折減系數(shù)0.7，N=0.7A×fc=0.7×346185×19.1=4628KN>2129KN(框架柱豎向最大軸力)，抱柱梁滿足千斤頂頂升要求。

4.3 抬升糾偏施工

（1）計(jì)算各頂升點(diǎn)頂升高度，制作C40 混凝土墊塊，長350mm 寬350mm，每10cm 一層加鋼筋網(wǎng)片Φ12@80。

（2）為確保抱柱梁與框架柱結(jié)合緊密，在基礎(chǔ)梁以上50cm，風(fēng)鎬鑿除抱柱梁處框架柱外側(cè)的砼保護(hù)層，清洗干凈，以滿足頂升受力要求。

（3）采用泵車澆注抱柱梁砼。

（4）抱柱梁砼強(qiáng)度滿足要求后（70%強(qiáng)度以上），每根框架柱兩側(cè)布置200t千斤頂2 個(gè)頂住抱柱梁后，在地基梁頂面以上20cm 位置，采用HILTI LP-32 型靜力線切割機(jī)進(jìn)行斷柱切割，每小時(shí)可切割一根。

（5）頂升采用PLC 液壓同步頂升控制系統(tǒng)，逐級同步頂升使綜合業(yè)務(wù)樓傾斜率達(dá)到0%，并預(yù)留2mm 抬高量。

（6）頂升到位后，及時(shí)在抱柱梁和地基梁之間用砼墊塊墊穩(wěn)，墊塊與抱柱梁之間空隙用鋼板塞墊，千斤頂緩慢減壓縮缸，當(dāng)抱柱梁與混凝土墊塊表面全部接觸并受力平穩(wěn)后，將千斤頂裝置撤除。

（7）將柱切割部位上下兩端混凝土鑿除200mm，露出切割部位主筋采用16cm長機(jī)械套筒連接，將鋼筋（規(guī)格同框架柱豎向主筋）從抱柱梁頂部植入抱柱梁和補(bǔ)樁樁帽，綁扎箍筋，支立模板，采用C30 砼將抱柱梁與地基梁、補(bǔ)樁樁帽澆筑成一個(gè)整體。

后經(jīng)檢查頂升未對綜合業(yè)務(wù)樓框架結(jié)構(gòu)造成影響，未發(fā)現(xiàn)裂縫。經(jīng)多次沉降位移測量，綜合業(yè)務(wù)樓穩(wěn)定無繼續(xù)沉降、無位移。

5 結(jié)束語

通過仔細(xì)分析、論證、驗(yàn)算，采取符合實(shí)際情況的補(bǔ)樁糾偏方案，制定詳細(xì)的措施加以實(shí)施，由地基原因造成的建筑物沉降及不均勻沉降問題是可以成功解決的。