尹華芊 （青州弘正建設工程質量檢測有限公司，山東 濰坊 262500）

地基基礎的穩(wěn)定性直接影響著建筑物的安全和使用壽命，房屋建筑的地基基礎在長期的運營中，受到外荷載和地質條件的影響，包括避免地基出現(xiàn)不均勻沉降、基礎承載力不足等現(xiàn)象，因此，地基基礎加固工程對于保證建筑物的安全穩(wěn)定起著至關重要的作用[1]。隨著城市化進程的不斷推進，土地資源的緊張和土地沉降等地質問題也日益突出，新型的加固技術和施工方法逐漸被應用于工程實踐中[2-3]。本文提出一種創(chuàng)新的施工方案，即“人工挖孔樁+橫向注漿加固”，目的在于提高地基的承載力和降低沉降量，以確保建筑物的安全可靠。研究成果可應用于大量的老舊房屋、歷史建筑物等的地基基礎加固改造等。

1 工程概況

山東省濰坊市某高層框架剪力墻民用建筑修建于2005 年，結構高度為36m，地上12 層，地下設置1 層地下車庫，主體建筑采用筏板基礎，裙樓基礎形式為獨立基礎?？蚣苤矫嫘螤顬檎叫?，邊長為400mm；基礎平面形狀為正方形，邊長為1800mm。基礎埋深為1.50m，基底為②淤泥質粉質黏土，地基承載力較低，在基礎施工時，采用了基礎底部以下1.50m范圍內(nèi)開挖回填2:8灰土的方式進行地基處理，并將回填土的壓實系數(shù)控制高于0.96，回填后的地基承載力實測值達到150kPa。獨立基礎位置處的典型地層工程特性如表1所示。經(jīng)過多年的承載，由于②淤泥質粉質黏土層較厚，具有高含水量、高壓縮性和低抗剪切強度的特征，建筑物出現(xiàn)了不均勻的工后沉降，調(diào)查發(fā)現(xiàn)建筑主體結構框架梁、窗臺等部分出現(xiàn)大小不一的斜裂縫，引起居民的不滿，對建筑物的地基加固成為必然選擇[4]。

表1 場區(qū)地基各土層工程地質特性

2 地基基礎加固方案及加固流程

2.1 地基基礎加固方案確定

目前，既有建筑地基基礎加固方法眾多，總結起來包括加大基礎底面積法、加深基礎法、加樁托換原基礎法和灌漿加固法[5-7]。加大基礎底面積法包括混凝土圍套加固、加厚加固、灌漿加固、基礎直接加寬和擴大、外增基礎；加樁托換原基礎法包括坑式靜壓樁托換、錨桿靜壓樁托換、樹根樁托換、灌注樁托換；灌漿加固法包括滲入性灌漿、劈裂灌漿、壓密灌漿。

綜合分析現(xiàn)有的基礎加固方法和現(xiàn)場的實際條件，均沒有單一的方法可以適用于本研究的地基基礎加固。首先，研究項目的建筑為高層建筑，建筑居民人數(shù)較多，搬遷困難，同時搬遷也會造成居民生活的不便，無法應用大位移的加固方法；其次，建筑基礎下方存在地下室，地表存在既有園林綠化以及便民生活設施，對建筑物的加固空間較小，對建筑物加固時應選擇占地較小的施工方法；再次，建筑物已經(jīng)運行多年，居民多為中老年人，對環(huán)境的變化較為敏感，在地基加固過程中存在噪聲、污染等問題時，不可避免地引起居民投訴和沖突，因此，在既有建筑地基基礎加固方案比選時應考慮居民的環(huán)境需求。為此，綜合現(xiàn)有的技術條件，研究提出一種“人工挖孔樁+橫向注漿加固”的施工方案，具體的方案細節(jié)如圖1所示。

圖1 既有建筑獨立基礎加固方案

具體為在原有的獨立基礎外側挖出一個直徑700mm 的人工挖孔樁，樁長為9.5m，樁底標高為-10.000m，樁底底層為③2細砂層，在人工挖孔樁內(nèi)，由人工在獨立基礎正下方進行橫向水泥漿液灌注，為第1道注漿孔，注漿孔孔深為1200mm，設2 個注漿孔，間隔為600mm，注漿孔關于獨立基礎中心對稱，如圖1（a）所示。隨后在距離第1 道注漿孔下方1500mm 處再施作第2道注漿孔，注漿孔深度同樣為1200mm，設2個注漿孔，間隔為600mm，注漿孔關于獨立基礎中心對稱，如圖1（b）所示，注漿孔均采用洛陽鏟水平開鑿。通過對基礎底部周邊土體的加固，提高土體的壓縮模量，降低地基的沉降，達到有效加固基礎土體的目的。最后，對人工挖孔樁澆筑混凝土，并將人工挖孔灌注樁與獨立基礎進行連接，連接方式是在獨立基礎側面植入U 形鋼筋，植入深度為100mm，間距為150mm，在澆筑人工挖孔灌注樁頂部的承臺時，將U 形鋼筋與承臺腰筋進行連接，實現(xiàn)新舊混凝土的共同受力和變形。

2.2 地基基礎加固流程確定

既有建筑的地基基礎加固大致可以分為5 個關鍵環(huán)節(jié)，分別為地質勘查評價、加固方案比選、加固設計施工、施工監(jiān)測、地基竣工驗收，如圖2 所示。其中，前期的地質勘查和評估是對既有建筑的地基基礎進行詳細勘查和評估，包括對地基土質、地下水位、建筑物沉降等情況，以便于確定加固的必要性、可行性以及制定相應的加固方案；隨后，結合現(xiàn)場勘查結果和建筑物的實際情況制定具體的加固方案，方案應綜合考慮建筑物的結構安全、使用要求、施工條件等因素，并確定加固方法、材料選用、施工工藝等細節(jié)；在正式施工前，開展小規(guī)模的試驗性施工，以驗證加固方案的可行性和施工質量的可靠性，同時對加固材料進行試驗和檢測，確保其質量和性能符合要求，施工過程應嚴格按照加固方案進行，包括地基土方的開挖、加固材料的安裝和施工、基礎承重面積的增加等步驟，在施工過程中，應進行實時監(jiān)測和記錄，確保施工質量和安全；在加固施工完成后進行加固材料的檢測、基礎承載力測試、沉降觀測等，如果檢測結果符合要求，驗收合格后即可交付使用[8]；在交付使用后，對加固后的地基基礎進行定期監(jiān)測和維護，以確保其長期穩(wěn)定和安全，如果發(fā)現(xiàn)異常情況或質量問題，及時采取措施進行處理和修復。

圖2 既有建筑獨立基礎加固流程

3 地基基礎加固施工方法分析

由于人工挖孔樁的施工過程相對簡單，工期較短，適用于各類地質條件。該技術通過人工挖掘鉆孔進行土方開挖和清理工作，可最大限度地減小挖孔引起的土壤位移，避免對周邊建筑物和管線的損害，引入橫向注漿技術則是一種通過在挖孔樁孔壁注入漿液，漿液填充土壤中的縫隙和孔隙，使其與周邊土體形成一體化的工藝，有效地提高地基的整體強度和穩(wěn)定性，提高土體的密實性和均質性。因此，結合地基基礎地質條件，提出“人工挖孔樁+橫向注漿加固”的加固施工方案，建筑獨立基礎的加固施工方法主要包括人工挖孔灌注樁的開挖、水平注漿孔的施工、樁承臺施工、牛腿施工、人工挖孔灌注樁混凝土澆筑、沉降監(jiān)測，具體施工流程如圖3所示。

圖3 地基基礎“人工挖孔樁+橫向注漿加固”的加固施工流程

4 地基基礎加固施工監(jiān)測結果分析

選取4個獨立基礎DL1～DL4進行地基沉降監(jiān)測，驗證“人工挖孔樁+橫向注漿加固”的加固效果，監(jiān)測時長為360d，監(jiān)測結果如圖4 所示。從圖4 可以看出，不同獨立基礎的沉降變形呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律，在加固后90d 內(nèi)，由于地基土受到注漿擾動效應的影響，地基沉降值不斷增加，并在90d后沉降值趨于穩(wěn)定收斂。其中，DL1基礎的沉降穩(wěn)定值為2.47mm、DL2基礎的沉降穩(wěn)定值為2.96mm、DL3 基礎的沉降穩(wěn)定值為3.15mm、DL4 基礎的沉降穩(wěn)定值為3.54mm，地基沉降速率和最終沉降值均滿足《建筑地基基礎設計規(guī)范》要求[9]，表明“人工挖孔樁+橫向注漿加固”起到了良好的加固效果。

圖4 地基基礎“人工挖孔樁+橫向注漿加固”的監(jiān)測結果

5 結語

以山東省濰坊市某高層框架剪力墻民用建筑獨立基礎加固為研究對象，綜合比較各種加固方法，提出一種“人工挖孔樁+橫向注漿加固”的施工方案，并制定詳細的施工方法，得到以下幾個結論：

（1）“人工挖孔樁+橫向注漿加固”的施工方案通過在獨立基礎旁利用人工挖孔形成操作空間，并在地基基礎正下方設置2 道橫向注漿孔，在人工挖孔樁混凝土灌注后采用承臺和牛腿將基礎與樁基連接。

（2）建筑獨立基礎的加固施工方法主要分為人工挖孔灌注樁的開挖、水平注漿孔的施工、樁承臺施工、牛腿施工、人工挖孔灌注樁混凝土澆筑、沉降監(jiān)測。

（3）施工監(jiān)測結果表明，加固后90d內(nèi)，由于地基土受到注漿擾動效應的影響，地基沉降值不斷增加，并在90d后沉降值趨于穩(wěn)定收斂，地基沉降速率和最終沉降值均滿足《建筑地基基礎設計規(guī)范》要求，表明“人工挖孔樁+橫向注漿加固”起到了良好的加固效果。