基础纠偏加固技术及加固方案设计
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纠偏及加固方案的实施
3.1 纠偏方案设计
因西楼与东楼主要向北倾斜,所以,在南侧布置沉井进行纠偏,其中,西楼发生南北向倾斜,但南北向基础长度(横向)较小,可在南侧基础外面布置沉井;东楼的南北向基础长度(纵向)较大,根据沉井冲孔的有效辐射范围,沉井布置在室内和室外。
⑴ 在建筑物沉降量少的一侧基础边,打8口沉井,沉井外径1 500 mm,内径1 200 mm,井壁厚150 mm,井深不大于6 m;井壁上面朝建筑物基础一面预留射水孔,口径为200 mm,水平间距(中心距)为300 mm,垂直位置在基础垫层底下350 mm(至射水孔中心)。
⑵ 在沉井沉放到位后,对沉井采用混凝土封底,并设置泥浆集水坑。
⑶ 一切部署完毕后,高压水枪通过射水孔向基础深处放射形水平冲孔,冲孔的位置、
时间、进尺深度及排泥量根据建筑物各点的即时沉降动态信息而定。所冲的孔,一般呈外大内小的漏斗状。
⑷ 由于建筑物荷载对地基产生附加应力的作用,洞孔周围的软土会徐徐朝洞孔内挤压,也就使整个持力层整体缓慢下沉,带动建筑物沉降。
⑸ 冲孔纠倾过程中,用精密的观测信息系统加以控制,使建筑物的回倾速率与幅度控制在安全的范围内。
3.2 加固方案设计
3.2.1 地基加固方案设计
根据房屋沉降倾斜状况及场地工程地质条件,地基加固采用锚杆静压桩(250 mm×250 mm
预制方桩,混凝土强度 C30,每节段长2 m,每节之间用钢板焊接有效桩长为30 m),桩尖进入⑤1层。西楼施工31根,东楼施工24根。
3.2.2 楼房上部结构加固方案设计
⑴ 东楼主要是柱梁承载力及柱轴压比不够,故采用经济有效的加大截面法(见图4)。
图4 柱梁加固示意图
⑵ 西楼为砖混结构,抗震构造措施不够、刚度不够及纵墙承载力不足,为此,调整部分建筑布局;封堵部分门洞及减小外窗尺寸;横墙之间的过道处增设连梁,从而增强房屋刚度。同时,对纵墙单面采用配筋灌浆料进行加固(见图5),既提高承载力,又提高刚度。
图5 单面配筋灌浆料加固示意图
3.2.3 纠偏、加固施工
⑴ 在纠偏前,对西楼的横墙门洞进行封堵;在走廊处加设横墙连梁,以避免和减小纠偏对结构的影响。
⑵ 沉井位置尽量对准横墙处,特别是东楼与周边围墙相邻处,需调整沉井和锚桩的位置和数量。
⑶ 对东西两楼间的沉降缝进行清理,使两楼相对独立沉降,以利于纠偏。
⑷ 建立沉降观察网点系统 ,每天用水准仪观测各沉降点的沉降动态1次,并作好记录,通过计算、分析,确定每天的冲水掏土量。
⑸ 建立倾斜动态观测网点,于外墙四周自屋檐向下挂重锤吊线,由专人用经纬仪每天观测倾斜动态1次,并作好记录,避免产生应力集中,造成房屋在纠偏过程中产生裂缝破坏,控制纠倾速率。
⑹ 加固工作在停止掏土后进行。当倾斜率达到 5‰之后,在建筑物条基上用风镐钻孔,埋设锚杆,架设支架,然后用千斤顶压桩。
⑺ 压桩结束后,当房屋倾斜率达到预定的目标值,经复测核定后,即可封桩头。
4 纠偏、加固效果
经有关部门检测鉴定,纠倾施工后,使西楼减少沉降差 130~150 mm,东楼减少沉降差 170~190 mm;西楼向北倾斜率纠偏至5.2‰,东楼向北倾斜率纠偏至4.8‰,达到预期指标。同时,通过上部结构加固,提高了房屋的承载力和抗震能力。
5 结语
采用“水平冲孔掏土法”、“锚杆静压桩加固”纠倾综合技术处理和加固后,使房屋质量符合国家有关规定,可正常、安全使用。
“锚杆静压桩加固”方法安全、可靠,施工过程可控;而且,可在房屋中有人正常工作或起居的情况下进行。在大城市中,由于地下隧道掘进和大型的地下工程造成地面建筑物倾斜后,采用“水平冲孔掏土法”是有效的,尤其对上海的软土地区建筑最为适用。
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