茍衛(wèi)強(qiáng)，滕文川，高玉廣，李慧琴，緱怡卓

（1.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730010；2.甘肅土木工程科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730060）

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)也得以快速發(fā)展，與此同時建筑工程事故也頻繁發(fā)生，尤其是地基基礎(chǔ)不均勻沉降造成建筑物傾斜甚至坍塌。對于濕陷性黃土地區(qū)的地基問題更是突出，若是地基處理不合理或者設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，勢必造成既有建筑地基產(chǎn)生不均勻沉降，建筑物在使用過程中出現(xiàn)傾斜等現(xiàn)象，因此對偏移建筑物進(jìn)行糾偏加固處理決定建筑物后期能否安全使用。建筑物糾偏是一個極其復(fù)雜的過程，因此對建筑物進(jìn)行糾偏加固處理前要進(jìn)行原因分析，確保后期糾偏方案的實行，單一的糾偏方案不能滿足糾偏技術(shù)的要求，因此多種糾偏方法相組合的綜合糾偏方法發(fā)展越來越成熟，綜合糾偏方法糾偏效果比較好，因此在將來糾偏工程中會發(fā)展越來越好。

1 工程概況

某建筑物長 49.0 0 m，寬 13.0 0 m，建筑總高35.50 m。鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，樁基采用機(jī)械成孔混凝土灌注樁，樁徑分別為 800 mm、1 000 mm，樁端擴(kuò)大頭直徑為 1 400 mm、1 600 mm。

根據(jù)勘察資料顯示，具體場地地質(zhì)構(gòu)造如下。

1）素填土，厚度 35.50～4 0.20 m，層面標(biāo)高1 654.86～1 658.70 m。

2）砂巖，分布于全場地，砂巖厚度1.60～8.40 m，埋深 40.50～46.40 m。地基土承載力特征值大小具體如表1所示。

表1 各層地基土承載力特征值

2 建筑物傾斜原因

根據(jù)現(xiàn)場變形觀測，結(jié)果如圖1所示。

圖1 整體傾斜變形觀測

從圖1可以看出該建筑物主傾方向為南北方向，向南最大偏移 247 mm，最大傾斜率已經(jīng)達(dá)到 8.8 ，副傾方向為東西方向，該建筑物整體傾斜方向為西南方向，具體如表2所示。

表2 整體傾斜變形觀測匯總表

根據(jù)檢測鑒定結(jié)果分析可得［1］，造成該建筑物傾斜的原因主要有以下兩點。

1）該建筑物沒有設(shè)置樁端擴(kuò)大頭，因此樁基承載力不足，樁基產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)傾斜。

2）該建筑物場地地基土屬于回填土，土質(zhì)均勻性不好，厚度變化比較大，力學(xué)性能比較差，濕陷性突出。該建筑物西北部有地表水滲入地基土，遇水發(fā)生濕陷性破壞，產(chǎn)生不均勻沉降，基樁樁側(cè)產(chǎn)生負(fù)摩阻力，造成樁基承載力不能滿足要求。

3 建筑物糾偏設(shè)計

3.1 建筑物糾傾計算

原有樁長最短為 30 m，最長為 32 m，樁徑最小為800 mm，最大樁徑為 1 000 mm。經(jīng)過計算可得 800 mm豎向掏土深度為 1.9 m，1 000 mm豎向掏土深度為 2.1 m，根據(jù) JGJ 94－2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》［2］并結(jié)合現(xiàn)場勘察，糾傾擬沉降區(qū)域原有樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值取值 25 kPa，樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值取值 450 kPa。根據(jù)計算結(jié)果可以反算出豎向掏土深度，具體如表3所示。

表3 豎向掏土深度確定值

建筑物糾傾量計算需要調(diào)整的迫降量和殘余沉降差值可以按式（1）計算［3］：

式中：Sv為建筑物糾傾設(shè)計迫降量，mm；S′v為建筑物糾傾前的沉降差值，mm；SHl為建筑物糾傾前頂部水平變位值，mm；SH為建筑物糾傾頂部水平變位設(shè)計控制值，mm；b為糾傾方向建筑物寬度，mm；a為殘余沉降值，mm；Hg為自室外地坪算起的建筑物高度，mm。

該建筑物的沉降實際上是由樁基沉降控制，因此需要對單樁進(jìn)行計算確定每根樁的沉降量，經(jīng)過計算確定該建筑物原有樁所需沉降量，具體如表4所示。

表4 原有樁設(shè)計沉降量

表5 樁頂堆載加壓值促使樁頂沉降量

3.2 建筑物樁頂堆載加迫降荷載值的確定

單樁在外荷載作用下會產(chǎn)生沉降，這部分沉降包括樁身壓縮量和樁端沉降量兩部分，但是不能忽略樁側(cè)阻力與樁端阻力所造成的樁身壓縮量與樁端沉降。因此樁頂受到豎向荷載產(chǎn)生的沉降需經(jīng)過詳細(xì)計算可得。由于本工程樁基礎(chǔ)樁徑有 1 000 mm 和 800 mm 兩種，因此堆載加壓值選取也有所不同。

經(jīng)計算樁頂加壓值和樁頂沉降量之間的關(guān)系如表5所示。因為堆載加壓在該糾傾方案中起輔助作用，若將掏出的土堆載在指定區(qū)域糾傾效果不佳，此時可以以表中數(shù)值為參考額外加載，具體根據(jù)現(xiàn)場需要調(diào)整的沉降量選取相應(yīng)的加壓值。

3.3 建筑物回傾速率的控制

建筑物的回傾速率需要根據(jù)建筑物的傾斜現(xiàn)狀及地質(zhì)情況來確定，建筑物回傾速率一般控制在 5～20 mm/d［3］。該建筑物的主題結(jié)構(gòu)整體性較好，建筑物結(jié)構(gòu)剛度也比較大，因此回傾速率可以控制在 8 mm/d，回傾速率一定要按照設(shè)計要求來動態(tài)控制，不能過快，避免糾傾過度。

3.4 建筑物糾傾方案

該建筑物主傾方向為西南方向，因此，需要在東北區(qū)域進(jìn)行掏土及堆載加壓［4］，具體掏土及堆載加壓位置需要進(jìn)行合理的計算。最終確保建筑物頂部水平位移穩(wěn)定控制在 0.003 Hg 以內(nèi)的要求。

經(jīng)過理論計算，保證建筑物回傾速率可控，本工程采用分批、分階段進(jìn)行掏土，第一批水平掏土孔徑取200 mm，孔間距為 1 m，第二批水平掏土孔徑取100 mm，孔間距 0.5 m。具體方案如下。

在建筑物地下室底部構(gòu)造防水底板 C、D 軸之間，靠近 C 處開挖作業(yè)坑道，坑道為東西方向的坑道，坑道長約 48.0 m，寬 2.0 m，深（自底板以下的豎向距離）2.0 m，坑道布置如圖4所示，增設(shè) 4 條南北方向的坑道，坑道長 2.1 m（3.7 m），寬 2.0 m，深 2.0 m便于掏土作業(yè)。先在中性軸及兩側(cè)同時開挖豎井，開挖之后水平掏土，然后以中性軸為對稱軸兩邊同時跳槽開挖豎井，依次類推，根據(jù)建筑物實際沉降量不斷調(diào)整，直到達(dá)到設(shè)計要求，切忌一次貫通開挖。水平掏土分階段、分批次掏，且掏土施工以中性軸為對稱軸對稱施工（見圖2）。糾傾平面布置如圖3所示。

1）掏出的土堆載在擬沉降區(qū)域，由于該建筑物為樁基礎(chǔ)，因此堆載理應(yīng)堆在擬沉降區(qū)域樁頂上方，但是該樁基部分為一樁一柱，部分為單樁未設(shè)柱子，對于樁頂無柱子的直接堆載樁頂上方［5］，對于樁頂設(shè)有柱子的將土體堆載在柱子周圍。

2）糾傾完成后，水平掏土形成的空隙應(yīng)采用3∶7 灰土人工填搗密實［6］。

3）糾傾完成后，開挖坑道內(nèi)應(yīng)采用 3∶7 灰土分層夯填密實，填至構(gòu)造底板處時應(yīng)將原有底板鋼筋焊接恢復(fù)，并采用高強(qiáng)無收縮灌漿料將底板恢復(fù)［7］。

圖2 掏土坑道布置示意圖（單位：mm）

圖3 掏土平面布置示意圖（單位：mm）

4 地基基礎(chǔ)的加固

建筑物糾偏以后需要對地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，保證承載能力滿足要求，地基基礎(chǔ)加固采用新增人工挖孔樁及新增基承臺，并且在樁底采用高壓注漿法注漿［8］，具體方案如下。

1）新增人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計樁徑 1 000 mm，具體各構(gòu)件的加固空間聯(lián)系以及有關(guān)要求如圖4所示。

圖4 樁加固剖面示意圖

2）在加固后的樁頂新設(shè)置鋼筋混凝土承臺，鋼筋混凝土承臺需要連片成體。新增承臺需要與原有樁頂相連，采用化學(xué)植筋方式設(shè)置連接鋼筋，并與原有構(gòu)造底板相連［9］。

5 結(jié) 語

1）通過對該建筑傾斜原因分析，發(fā)現(xiàn)該建筑傾斜原因為樁端未進(jìn)入設(shè)計的持力層，同時該建筑物場地地基土主要屬于回填土，地基土為濕陷性黃土，管網(wǎng)跑水、地表水、雨水浸入地基，地基土遇水濕陷產(chǎn)生不均勻沉降，造成建筑物傾斜。因此在做基礎(chǔ)時一定要按照設(shè)計要求做，不得偷工減料。特別要注意濕陷黃土地區(qū)建筑物防排水工作，避免地表水及管網(wǎng)水滲入地基基礎(chǔ)中。

2）掏土+堆載加壓組合糾傾法在實際糾偏工程中具有較好的糾偏效果，但前提條件是需要高質(zhì)量地落實糾偏方案，做好糾偏前的原因分析，制定出合理的糾偏方案，糾偏后一定要對不能滿足要求的構(gòu)件及地基基礎(chǔ)做相應(yīng)的加固。本文對地基基礎(chǔ)進(jìn)行新增人工挖孔混凝土灌注樁處理具有創(chuàng)新性，可以為類似工程提供參考。