程明星

（紹興佳固建筑有限公司，浙江紹興312000）

常用迫降糾傾方法有掏土法、浸水法、降水法、加壓法、振搗液化法、淤泥觸變法、樁基卸載法等。而樁頂卸載法的原理是通過截?cái)嗄承?，使建筑物荷載重新分配到另一些樁身上，使樁產(chǎn)生沉降或樁頭破壞下沉。達(dá)到糾傾目的后，重新恢復(fù)、加固被破壞的樁基。該法糾傾風(fēng)險(xiǎn)大，相關(guān)文獻(xiàn)都建議慎重選用。

本工程采用了截樁糾偏，通過對(duì)沉降數(shù)據(jù)的分析并結(jié)合相應(yīng)的工況，對(duì)樁體的刺入變形進(jìn)行有效利用，取得了較好的施工效果。施工中減少了許多繁瑣的工序，且迫降量精確可控?，F(xiàn)整理成文，供同行參考。

1 工程概況

1.1 施工前工程概況

溫嶺市某學(xué)校綜合樓由溫嶺市建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，綜合樓為6層框架結(jié)構(gòu)（南側(cè)局部5層），建于2009年。綜合樓建筑底層面積為917.15 m2，建筑總面積為5 479.8m2，建筑高度為22.1m，設(shè)計(jì)使用年限為50年?；A(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，樁基均為鉆孔灌注樁，單樁承臺(tái)基礎(chǔ)，以○10－1層礫砂層為樁端持力層，樁長約60 m，其中南側(cè)?軸和北側(cè)?軸Φ700鉆孔灌注樁單樁承載力為2 500 kN，中間?軸及北側(cè)?軸樓梯間Φ800鉆孔灌注樁單樁承載力為3 200 kN，真實(shí)施工狀況不詳。

綜合樓于2009年完工，交付使用一年后，綜合樓南北側(cè)出現(xiàn)十分明顯的不均勻沉降發(fā)展?fàn)顩r，經(jīng)測(cè)量，其向北傾斜率為19‰，已遠(yuǎn)超《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)（JGJ 125—99）》規(guī)定的危房7‰標(biāo)準(zhǔn)值，且該樓既有的差異沉降還在迅速擴(kuò)大（南北沉降差異保持在0.2～0.4mm／d），致使既有傾斜處于迅速發(fā)展態(tài)勢(shì)。建筑物使用安全隱患十分嚴(yán)重，亟需糾偏加固處理。

1.2 地勘情況

地基土物理力學(xué)性能指標(biāo)見表1。

表1 地基土物理力學(xué)指標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)

2 預(yù)定方案

2.1 處理要點(diǎn)

現(xiàn)經(jīng)多方協(xié)商并根據(jù)建設(shè)單位要求，擬對(duì)附屬用房進(jìn)行基礎(chǔ)托換控沉加固和迫降糾偏處理，以確保綜合樓結(jié)構(gòu)安全并恢復(fù)房屋正常使用功能。具體加固糾偏處理要點(diǎn)包括：

1）對(duì)?軸基礎(chǔ)進(jìn)行基礎(chǔ)補(bǔ)樁控沉處理，盡快控制房屋北側(cè)快速沉降狀況和不均勻沉降加大發(fā)展趨勢(shì)；

2）對(duì)?軸和部分?軸既有樁體采用截樁糾偏處理，減少房屋現(xiàn)有的傾斜過大狀態(tài)，恢復(fù)房屋的正常使用功能。

根據(jù)業(yè)主要求，上述糾偏加固處理方案分步實(shí)施，本期先進(jìn)行房屋糾偏處理，糾偏完成后再進(jìn)行房屋基礎(chǔ)控沉加固處理。

2.2 技術(shù)方案簡(jiǎn)述

預(yù)先通過在樁體上新澆托盤牛腿并采用千斤頂進(jìn)行基礎(chǔ)托換，再對(duì)?軸和部分?軸既有樁體進(jìn)行截樁分離，通過托換千斤頂進(jìn)行逐步迫降糾偏，糾偏至目標(biāo)后，對(duì)截?cái)喾蛛x樁體恢復(fù)加固施工。

具體技術(shù)方案參見圖1。

糾偏處理施工流程如下：

基礎(chǔ)土方開挖→托盤牛腿澆注→灌注樁截樁分離→迫降糾偏→樁身加固恢復(fù)施工→土方回填施工→地面恢復(fù)施工。

圖1 預(yù)定方案托換底盤平面布置

2.3 施工要求

1）基礎(chǔ)土方開挖后托換迫降施工前，應(yīng)對(duì)既有基礎(chǔ)鋼筋混凝土承臺(tái)和樁身進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)原基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸、混凝土強(qiáng)度與原設(shè)計(jì)圖紙不一致或存在相關(guān)的工程質(zhì)量缺陷時(shí)，施工單位應(yīng)進(jìn)行記錄檢查并向設(shè)計(jì)人員報(bào)告，得到設(shè)計(jì)人員同意后方可繼續(xù)相關(guān)的后續(xù)施工工作。

2）施工單位在施工過程中必須做好對(duì)新舊基礎(chǔ)混凝土澆筑界面的處理，鑿毛、充分濕潤、接漿（或使用其他界面劑），保證連接面的質(zhì)量及可靠性。

3）糾偏處理施工前，應(yīng)由專業(yè)測(cè)量人員對(duì)各測(cè)點(diǎn)外墻傾斜值及室內(nèi)樓面高差進(jìn)行復(fù)核檢測(cè)，并依據(jù)業(yè)主要求確定合理的頂升目標(biāo)值。

4）糾偏處理前，建立周密、合理的監(jiān)測(cè)體系（保護(hù)房屋外墻傾斜監(jiān)測(cè)、樓地面沉降監(jiān)測(cè)、房屋既有結(jié)構(gòu)裂縫和新產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)展監(jiān)測(cè)），糾偏過程中，專人每天不少于2次進(jìn)行測(cè)量、檢查監(jiān)測(cè)，糾偏補(bǔ)樁后三個(gè)月內(nèi)進(jìn)行周期性（每周一次）測(cè)量監(jiān)測(cè)。

5）糾偏處理施工前，認(rèn)真處理好房屋關(guān)鍵構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的加固處理措施，特別是現(xiàn)已產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)損壞缺陷必須預(yù)先進(jìn)行加固處理，確保房屋糾偏過程中的房屋整體結(jié)構(gòu)安全。

3 突發(fā)情況

3.1 情況簡(jiǎn)述

糾偏工作于2010年11月26日進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行房屋糾偏處理施工。至12月6日已經(jīng)完成?軸土方開挖和?軸西側(cè)4個(gè)截樁承臺(tái)的部分土方開挖。根據(jù)動(dòng)態(tài)信息化施工需要，于12月7日進(jìn)行了第三次沉降檢測(cè)，測(cè)量數(shù)據(jù)表明11月26日至12月7日期間北側(cè)3個(gè)測(cè)點(diǎn)沉降速率加速至約1 mm／d，南側(cè)3個(gè)測(cè)點(diǎn)反而有所上抬，沉降發(fā)展態(tài)勢(shì)甚不理想，嚴(yán)重超出了原方案編制時(shí)的預(yù)期態(tài)勢(shì)。但房屋的梁、柱、板通過裂縫監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)無明顯擴(kuò)大，根據(jù)沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制南北向各條軸線展開圖（圖2），發(fā)現(xiàn)南北向各條軸均為以?軸作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行線性變形，以此判定中間及北側(cè)工程樁承荷處于極限狀態(tài)，南側(cè)樁處于沉降基本穩(wěn)定狀態(tài)且房屋整體剛度較好。鑒于原地基基礎(chǔ)如此靈敏和沉降速率過大狀態(tài)，需重新編制實(shí)施綜合樓糾偏方案。

圖2 預(yù)定方案施工期間測(cè)得的數(shù)據(jù)及相應(yīng)展開圖

3.2 原因分析

1）綜合樓為6層框架結(jié)構(gòu)（南側(cè)局部5層），建筑本身重心偏北，使用一年后，綜合樓南北側(cè)出現(xiàn)十分明顯的不均勻沉降發(fā)展?fàn)顩r，向北傾斜率達(dá)到19‰，已遠(yuǎn)超《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)（JGJ125—99）》規(guī)定危房7‰標(biāo)準(zhǔn)值，且該樓既有的差異沉降還在迅速擴(kuò)大，致使既有傾斜處于迅速發(fā)展態(tài)勢(shì)，以此判定中間及北側(cè)工程樁承荷處于極限狀態(tài)，不能有效地承載上部荷載。

2）底層地面混凝土厚約150 mm，內(nèi)配鋼筋為：材質(zhì)HPB235，直徑8 mm，間距250 mm，雙向單層。當(dāng)時(shí)施工工序是鋼筋通鋪后澆筑地坪混凝土，然后在地坪上放樣砌墻，迫降施工前局部地坪已有隆起，以此可推定經(jīng)過前期的大幅沉降，底層地坪也分擔(dān)了一部分上部荷載。然而中間軸托換承臺(tái)施工，勢(shì)必進(jìn)行地坪開鑿。地坪一動(dòng)就減少了基礎(chǔ)底面積，與此同時(shí)也增加了現(xiàn)存基礎(chǔ)的附加應(yīng)力，從而引發(fā)沉降加劇。

3）地勘顯示地表水位為3.20 m，因迫降施工需要，中間及北側(cè)工程樁制作托換承臺(tái)需開挖至地表水位以下1.8 m，為保證開挖順利，必須進(jìn)行坑內(nèi)降水。施工作業(yè)期間的降水，勢(shì)必引起土體固結(jié)，原有平衡被打破，必須有更大沉降才能繼續(xù)承載現(xiàn)有建筑。

4 方案調(diào)整

4.1 新增內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有工程條件，錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)方案如下：

工程在?軸處補(bǔ)入300 mm×300 mm的錨桿靜壓樁28支，錨桿靜壓樁單樁承載力特征值為500 kN，壓樁力不小于650 kN，以④圓礫層為樁端持力層，樁長約為20 m；若⑤－1圓礫層較薄穿透后，則應(yīng)以⑧圓礫層或⑦黏土層為樁端持力層，樁長約35 m。壓樁施工中以壓樁力控制為主，樁長控制為輔。

根據(jù)錨桿樁壓樁需要，在原基礎(chǔ)承臺(tái)和地梁基礎(chǔ)上，新增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)梁式樁托換結(jié)構(gòu)。具體為在承臺(tái)上增設(shè)鋼梁，在鋼梁上設(shè)置壓樁反力架，成樁后，鋼梁托換結(jié)構(gòu)新澆外包鋼筋混凝土，作為錨桿靜壓樁樁頂基礎(chǔ)承臺(tái)結(jié)構(gòu)。

施工流程為：土方開挖→承臺(tái)鉆孔→錨栓設(shè)置→鋼梁安裝→反力架安裝→錨桿靜壓樁→封樁→鋼梁外包混凝土→地面恢復(fù)施工。

4.2 調(diào)整方案回顧

本工程施工分為五個(gè)階段實(shí)施：

第一階段為暫停房屋中間及南側(cè)工程樁處地坪開鑿與土方開挖及降水作業(yè)，清理房內(nèi)堆土，北側(cè)（?軸）的承臺(tái)上增設(shè)鋼梁（自重輕時(shí)間短，見圖3），采用28支截面為300 mm×300 mm，長度約為20 m的錨桿靜壓樁加固既有基礎(chǔ)，采用28付封樁反力架配50 t螺旋千斤頂對(duì)沉壓完畢的錨桿樁馬上實(shí)施加載，盡快控制房屋北側(cè)快速沉降狀況和不均勻沉降加大發(fā)展趨勢(shì)，測(cè)量結(jié)果表明全部錨桿樁沉壓完畢直至房屋迫降完成，房屋北側(cè)無沉降。

圖3 新增鋼梁

第二階段為取消房屋中間軸樁土方開挖及原方案涉及中間軸的工作，中間一排樁在不截樁分離的情況下，通過樁頂荷載自然增加，使其刺入變形，達(dá)到房屋糾正的目的。僅對(duì)房屋南側(cè)進(jìn)行土方開挖做好基坑支護(hù)工作，并澆筑托盤牛腿（圖4）。

第三階段為采用千斤頂進(jìn)行基礎(chǔ)托換，并進(jìn)行靜力切割，使原灌注樁分離（圖5）。

第四階段為防震系統(tǒng)施工，頂升測(cè)量系統(tǒng)設(shè)立及管道處理，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試降，正式迫降施工以及全程監(jiān)控。

第五階段為托盤牛腿中千斤頂撤除，對(duì)截?cái)喾蛛x樁體進(jìn)行恢復(fù)。

4.3 方案實(shí)施難點(diǎn)解決

圖4 托盤牛腿

圖5 灌注樁靜力切割

施工中設(shè)法克服了以下難點(diǎn)：1）打入4 m腳手架鋼管，基坑支護(hù)效果很理想，測(cè)量顯示圍墻及室外路面基本無影響；2）基坑底埋入110PVC管，然后鋪上石子及毛竹片進(jìn)行降水，即使是雨天，也能保證基坑內(nèi)施工無積水；3）原承臺(tái)增設(shè)鋼梁時(shí)，由于承臺(tái)高低、大小不一及管線密布，無法按圖施工，筆者單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，及時(shí)修改并馬上進(jìn)行相應(yīng)加固處理，僅用10 d就完成了所有鋼梁拼制安裝工作；4）錨桿樁壓樁施工時(shí)，一般都會(huì)產(chǎn)生一定的附加沉降，在原樁處于極限承載狀態(tài)進(jìn)行施工更是無法避免更大的附加沉降。筆者單位采用28付封樁反力架對(duì)沉壓完畢的錨桿樁馬上實(shí)施加載封樁，全部錨桿樁沉壓完畢直至房屋迫降完成，房屋北側(cè)無一點(diǎn)沉降；5）集群千斤頂50 t與100 t進(jìn)行同步、均勻、協(xié)調(diào)的操作，使糾偏效果顯著；6）迫降施工中保證了主體縱向各軸線迫降點(diǎn)始終保持線性狀態(tài)。

5 迫降糾偏處理成果

房屋北側(cè)?軸迫降量略有抬升，南側(cè)?軸迫降量達(dá)336 mm左右，主控墻角傾斜度糾偏量見表2。

表2 主控墻角傾斜度糾編量

6 結(jié) 語

工程質(zhì)量竣工自評(píng)意見如下：

1）基礎(chǔ)經(jīng)托換加固處理，地基基礎(chǔ)安全度大幅提高，促使地基變形沉降速率大大減少；

2）通過迫降糾傾徹底消除了結(jié)構(gòu)傾斜和樓面結(jié)構(gòu)高差，消除了主體結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)點(diǎn)，提升了結(jié)構(gòu)安全度和正常使用功能；

3）糾傾施工沒有引發(fā)結(jié)構(gòu)性損裂，即對(duì)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)完整和安全性以及建筑物的使用功能沒有帶來負(fù)面影響；

4）工程綜合質(zhì)量達(dá)到了施工承包合同和驗(yàn)收規(guī)范的要求。

綜上所述，溫嶺某學(xué)校綜合樓迫降糾偏及基礎(chǔ)加固工程施工已取得方案所定的預(yù)期目標(biāo)，建筑物的安全及正常使用得到恢復(fù)。迫降施工中及時(shí)掌握房屋的變形信息尤為重要，并以此來優(yōu)化施工方案，進(jìn)行科學(xué)的動(dòng)態(tài)施工，可達(dá)到事半功倍的效果。