南京某住宅楼纠偏加固工程 (TY201008)

2018-04-18


一、工程概况

南京某住宅楼,长度20.2m,宽度10.0m,四层,钢筋混凝土框架结构。因设计与竣工施工图纸未找到,住宅楼地质条件、建设年代、建筑结构、地基基础形式不详。从建设单位口述了解到住宅楼建设时,楼前是一个水塘,大面积回填后建了住宅楼,建成后使用到现在,建筑物发生向南、向西倾斜,经过初步量测,倾斜率达到 0.72 %。受建设单位委托,对该住宅楼的偏斜状况提出治理方案。


       

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二、倾斜原因分析

一般情况下,造成建筑物不均匀沉降与倾斜的主要因素是基础下地基不均匀(地基厚度不均匀或地基特性不均匀)、建筑物竖向荷载平面布置不均匀、原始地形地貌、外部不均匀超载等原因。因为该建筑物的有关资料不是很翔实,仅从建设单位回忆口述,主要是由于场地原来有一个水塘,回填后地基不均匀,在建筑物北侧推断为丘陵边缘,土质条件较好,而南侧水塘回填后土质较差,致使建筑物发生倾斜,倾斜程度与方向与原来水塘分布范围相关联。

三、纠偏加固治理的程序

1、收集原有设计与施工资料、地质勘查资料、周边管线分布资料、原有地形图(能反映水塘分布范围与深度)等基本建设资料。

2、如果找不到上述有关资料,需要进行现场勘查与测量:

(1)地质条件勘查,查明建筑物下地基土分布、地基土物理力学性质、地下水、原有水塘及回填土分布状况与性质。

(2)挖除室外外墙下回填土,暴露基础,查明基础形式、埋置深度等。

(3)查明雨污水管线、供水管线、通信与照明管线的走向与分布。

(4)现场勘查建筑物是否有结构性裂缝以及非结构性裂缝。

(5)详细测量建筑物的沉降与倾斜状况。

3、根据现场勘查资料编制纠偏加固方案。

4、纠偏加固期间需要拆除一楼室内地坪、暴露室外管线,因此一楼居民需要临时搬迁,二楼以上居民可正常生活(当然需要设置临时水电与污水管道)。

5、根据现场勘查资料可选择采用掏土迫降纠偏方案或顶升纠偏方案。

6、纠偏到位后根据建筑物沉降稳定性和纠偏工艺进行地基加固。

7、纠偏加固完成后,建设单位验收建筑物的倾斜率,合格后回填室内外,一楼室内恢复。

8、一楼居民回迁。

四、纠偏方法的选择

建筑物倾斜率超过国家验收规范标准,需要进行纠偏。目前纠偏方法主要两大类,一类是迫降纠偏,就是把倾斜的高点降下去;一类是顶升纠偏,就是把倾斜的低点抬上去。

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迫降纠偏方法相对简单,利用建筑物自重,通过掏土或降水等辅助措施,将建筑物高点沉下去。该方法成本相对低些,缺点是需要具备实施辅助措施的场地条件,一般适合于软土地基的筏板基础、周边环境简单、基础埋深不是很大、周边管线可以临时转移的情况。

顶升纠偏方法相对复杂,主要采用结构托换体系,将整个建筑物利用抬升设备整体抬起来纠偏,工艺复杂,成本较高。一般情况下在不具备迫降纠偏条件时可用该方法纠偏。

因为住宅楼资料不详,目前可以从表观推测的状况是:(1)住宅北侧分布有污水管道与供水管线;(2)基础北侧地基估计是丘陵残积土,土质条件较好;(3)估计基础是混凝土条形基础;(4)周边建筑排列整齐,尚有作业空间。如果上述推断成立,该建筑物具备掏土迫降纠偏的条件,不利条件是需要临时转移污水管线、残积土掏土纠偏不很敏感、相邻建筑物的相互影响等。初步判定可以采用掏土迫降纠偏方法。

如果碰到下列情况,则需要采用顶升纠偏:(1)北侧基础下面进行过胶结型地基处理;(2)基础下面有毛石回填,无法钻孔;(3)北侧污水管线无法临时转移;(4)结构状况不容许采用迫降纠偏。

五、迫降纠偏工艺方法

1、前期准备工作

(1)现场勘查与测量;

(2)一楼住户搬迁;

(3)雨污水与供水、照明管线的临时转移;

(4)一楼附属搭建拆除;

(5)纠偏加固方案的设计与审查;

2、室内一楼回填土挖除,暴露基础,设置二楼临时走道与临时水电

3、在基础南侧设置撑固锚杆桩

采用掏土纠偏,就是靠建筑物自重把高点下沉。在北侧掏土同时,由于土体侧向变形,基础南侧也会有不同程度的下沉,南侧下沉程度随土质条件和掏土速率而不同,土质越差掏土越慢,则南侧随着下沉的程度就越厉害,这对纠偏是非常不利的。因此首先在基础南侧设置撑固的锚杆桩,在北侧掏土时,南侧建筑荷载部分由锚杆桩承担,可以抵制南侧的下沉。


   

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锚杆静压桩是既有建筑改造加固常用方法之一,俗称逆作复合桩,是以建筑物自重为反力,通过基础底板植锚杆、底板开洞,以锚杆反力体系静力压预制小方桩,小方桩通过硫磺胶泥接桩,达到设计压桩力后可停止压桩,最后封桩,形成复合桩基。该种方法控制沉降见效快,对场地空间要求小,利用既有建筑荷载反力,无振动无污染。缺点是微型预制桩的制桩市场化程度低,制桩与运输会导致成本稍高一些。

锚杆静压桩的工作原理如下图所示。以建筑物自重为压载,在基础(条形基础或承台)上预先埋设好锚杆固定反力架。用反力架作为反力支撑,利用千斤顶将桩从基础上预留或凿开的桩孔中逐节压入土中。

桩截面积0.2*0.2m2,单节长度1.5-2.0m,硫磺胶泥接桩,以实际压桩力控制为主,设计桩长控制为辅。钢筋混凝土方桩参照执行《小截面预制钢筋混凝土方桩》(苏G07-2003)。锚杆桩布置在框架柱周边,锚杆采用M27,钻孔取孔直径或边长300mm。

4、掏土纠偏

掏土纠偏工艺的主要步骤包括纠偏前锚杆桩撑固、计算迫降沉降量、计算掏土量、布置钻孔数量与深度、确定掏土轮次、纠偏监测、注浆封孔、纠偏后锚杆桩稳固。

(1)计算迫降沉降量

实测建筑物平均倾斜率    ,建筑物长度20.5m,宽度10.0m,南北(横向)沉降差达     mm,东西(纵向)沉降差达     mm,本次纠偏计划将倾斜率控制在0.1%-0.2%以内,即北侧需要迫降     mm、东侧需要迫降     mm。

(2)南侧撑固

在掏土前,先将南侧设置一排至二排锚杆桩,形成固定支点,防止北侧掏土纠偏过程中南侧产生附加沉降。

(3)钻孔布置

根据建筑物底面积(230m2)以及迫降量(   mm),初步估算掏土量,并折合成钻孔掏土量。本次掏土纠偏采用钻孔直径110mm,在北侧沿建筑基础外围均匀布置掏土孔,钻孔倾斜度30°-45°,钻孔深度8-12m,钻孔间距1.5-2.0m。

(4)掏土频度(轮次)

根据钻孔数量以及掏土量,计划掏土轮次为   次,每个掏土轮次    天,每天迫降量不超过5-8mm。应加强沉降观测,纠倾期间每天沉降监测二次。

(5)注浆加固

纠倾到位后,采用水泥浆液填充钻孔。水泥浆液水灰比0.5,水泥为普通硅酸盐PO42.5级。注浆压力0.2-0.3Mpa,注满孔洞溢出为止。

(6)在纠偏前后,请具备沉降观测资质的第三方单位进行纠倾前后的建筑物倾斜度,并在纠倾后持续进行四个周期(每周期7天)的沉降观测,沉降稳定标准为0.1mm/d,作为纠倾合格验收依据。

5、纠偏后设置锚杆桩稳固

因为掏土缘故,地基土受到扰动,纠偏到位后,即使停止掏土且注浆加固后,地基还会产生一些附加沉降。因此一般情况下,可以在北侧设置一些稳固作用的锚杆静压桩。设置数量根据土质条件、纠偏程度以及建设单位验收要求确定。

七、纠偏进度计划

工序内容

持续

时间

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

70

1

前期准备工作

15













1)

现场勘查

7













2)

方案设计

5













3)

附属拆除

7

建设单位协调拆除

4)

管线转移

7

建设单位协调转移

5)

住户搬迁


建设单位协调搬迁

2

一楼室内外挖土

10













3

锚杆桩撑固

5













4

掏土纠偏

20













5

锚杆桩稳固

5













6

室内外回填土

5













7

一楼恢复

10













8

管线恢复

5














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