一、工程概况
文正图文印刷基地位于柳塘立交桥以西。基地内已经建成2幢4层车间和一幢6层职工公寓。附属办公楼紧贴一号车间建设,五层,建筑面积950m2,钢筋混凝土框架结构,天然地基筏板基础。办公楼建成后发生不均匀沉降,西侧沉降较大,紧贴车间的梁板与车间结构有明显的缝隙(非结构裂缝),而且建筑物沉降还未稳定,不均匀趋势持续发展。受建设单位委托对本建筑物的不均匀沉降原因进行分析并提出加固方案。
二、工程地质条件
根据勘察报告,建筑场地地形较平坦,地面高程14.5-15.4m,在勘探深度范围内土层为五大层,每大层又分为若干亚层:(1)层填土层,新填、杂填与淤填而成,厚度约3.0m;(2-1)层粉质粘土,软可塑,厚度约4.0-5.5m;(2-2)层淤泥质粉质粘土,流塑,厚度约17.0-18.0m;(2-3)层粉质粘土,软可塑,厚度约1.5-2.0m;(3)(4)层粉质粘土混砂卵;(5)强-中风化泥质砂岩。筏板基础以(2-1)层位持力层,基础埋深约3.0m,地层基本均匀,基底影响深度范围内土层为深厚的流塑高压缩性,工程力学强度很低。其主要物理力学性质指标如下表:
层号 | 土层 厚度 (m) | 含水量 (%) | 液性 指数 (-) | 压缩 模量 (Mpa) | 承载力特征值 (Kpa) | 极限侧壁阻力 (Kpa) | 极限端阻力 (Kpa) |
(2-1) | 3.0 | 27.3 | 0.63 | 6.3 | 110 | 37 | |
(2-2) | 17.0 | 34.3 | 1.07 | 3.6 | 70 | 24 | |
(2-3) | 2.0 | 27.4 | 0.67 | 7.2 | 110 | 50 | 1500 |
(3) | 2.0 | 20.4 | 0.21 | 8.5 | 200 | 75 | 2000 |
三、建筑物不均匀沉降原因分析
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。
1、地基条件
附属办公楼筏板基础埋深3.0m,以(2-1)粉质粘土为持力层,持力层厚度较均匀,下卧层是深厚的淤泥质土,该层土压缩性高,微透水性,工程力学强度很低,是引起建筑物沉降的主要土层,但土层厚度与性质基本均匀,并不是建筑物不均匀沉降的主要原因。
2、建筑物竖向荷载平面布置
建筑物紧贴原一号车间建设,建筑物室内均采用轻质隔墙,无异常不均衡荷载,东侧靠近车间部分无填充墙(借用车间外墙),而在西侧外墙采用普通粘土砖砌筑外填充墙,这是建筑物荷载不均匀的主要因素,也是导致建筑物不均匀沉降的主要原因,西侧还准备安装外挂饰面、目前没有施工,如果不处理,那么安装外挂饰面后将加剧建筑物的不均匀沉降。
综合分析,建筑物东西荷载差异是造成建筑物不均匀沉降的主要原因。
四、建筑物加固措施
因为基础下卧层存在深厚软土层,采用天然地基浅基础,建筑物沉降将是漫长而持续的,因为与车间拼接,但与车间的基础形式不一(车间采用预应力管桩),二者沉降肯定不协调,必然造成连接部分的开裂,因此采用刚性桩来全托换加固。综合分析各种加固方法的优缺点与本工程的匹配性,采用逆作锚杆后压微型预制桩较为合适。锚杆桩特别适合既有建筑软土地基控制沉降,控制见效快,对场地空间要求小,利用既有建筑荷载反力,无振动无污染。
锚杆桩截面积250X250mm,单节长度2.0m,硫磺胶泥接桩,桩顶相对高程-3.000m,桩持力层为(2-3)或(3)层,初步设计最后压桩力不小于450KN,初步设计压桩长度24.0m,以最后压桩力控制为主,桩长控制为辅,达到最后压桩力而未达到设计桩长时,超压深度1.0m。
预制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),选择A类配筋,锚筋外露调整为150mm,顶压法配置钢筋网片。锚杆桩布置在框架柱周边,锚杆采用M32,基础开孔直径或边长不小于350mm。锚杆桩孔封孔时,采用叠合植筋超高浇注C30微膨胀混凝土。
五、加固施工计划工期
合同签订后,制桩养护20-25天,这期间同步进行室内外挖土(7天)、(基础扩展加固与养护15天)、植筋锚固(3天),桩运到现场后压桩7-8天,封桩3-5天,基础回填5天,室内外地坪由建设单位找专业单位恢复。总共需要45-50天时间(主要是桩与基础加固的混凝土养护时间较长)。