某危房的地基加固与顶升纠偏设计与施工

某危房的地基加固与顶升纠偏设计与施工

摘要：某危房采用加固地基，顶升纠偏的方法,顺利纠偏至设计控制位置,从而使其恢复正常使用。本文介绍了地基加固，顶升法纠倾的设计和施工过程，为类似工程提供参考。

关键词：地基加固, 静压桩托换，顶升纠倾,

中图分类号:TU746文献标识码:A

1 工程概况

福州市某单位大楼建于1982年，总建筑面积1900平方米，钢筋混凝土框架结构，片筏基础。该建筑建成后由于在上部结构和填土荷载作用下，深厚淤泥产生长期固结沉降，且附楼西边的筏板搁在主楼的桩基础上，同时受应力叠加作用和场地东边原有池塘等因素的影响，导致建筑物产生不均匀沉降，使建筑物向西倾斜。根据2007年5月省建筑科学研究院提供的倾斜观测资料，该楼东南头角向东倾斜率为13.5‰，西南头角向北倾斜率为9.0 ‰,整幢楼呈由西南向东北方向的整体双向倾斜状态。其向东及向北倾斜率均已超过《危险房屋监定标准》（JGJ125—99）规定的危标准7‰的标准，该建筑物各点倾斜率见下图1。由于该建筑物受到不同程度的损坏或破坏，结构上已存在严重的安全隐患，参照部颁的《房屋完损等级评定标准》中的有关规定，经综合评定该建物已属于危房，经业主方邀请有关专家认证后认为:拆除重建同样的办公楼约需225 万元,而纠倾加固只需约50 万元,且施工工期短,所以决定采取纠倾加固处理。

图1 顶升前垂直度数据图

2 纠倾方案选择

2.1 顶升法纠倾设计

本工程结构为钢筋混凝土框架结合预制楼板装配，根据该工程上部结构刚度较弱的特点,须先对地基及上部结构进行加固,然后采用基础梁上托换结构顶升的办法。顶升前,在顶升面上部加做一道水平向封闭顶升梁,顶升梁的截面和配筋根据上部荷载计算见图 2 。顶升时，结构的受力特点相当于倒置弹性地基上的墙梁,其上部荷载通过墙梁经千斤顶传递给基础梁,然后传递至地基。

图2 顶升梁设计图

顶升点的数量根据千斤顶的荷载设计值经计算确定,然后根据千斤顶位置设置顶升洞,对顶座和顶升梁底受力点采用专用垫块和钢板加强,对千斤顶底面下至基础梁面以上的砖体采用凿槽后做成混凝土短柱,顶面放置铁件,以防顶升时结构构件局部承压破坏,本工程选用额定工作荷载为xxx kN 手动螺旋千斤顶,取工作不均匀系数为0.8 ,则每台千斤顶设计顶升力为xxx kN。现本楼顶升梁底以上结构总重为xxxxkN ,取千斤顶安全系数为1.5。经按各墙体段的荷载进行计算,本楼共布置千斤顶xxx台。

2.2 各点顶升量的确定

各点顶升量Hi一般包括三个数值:

1 建筑物已有不均匀沉降的调整值Ha :

2 根据使用功能需要的整体顶升值Hb :

3 地基土剩余不均匀变形预估调整值Hc （本工程已考虑地基加固,故H c=0。）

则由式H i= H a+ Hb + Hc ,可得各点的顶升量Hi 。

3地基加固方案

既有建筑地基基础加固方法有多种,如基础扩大和加固、锚杆静压桩、预压桩或灌注桩、注浆等。根据该工程地质报告所提供的各地层岩土性状,考虑到该楼不均匀沉降和倾斜仍在继续发展的现状,拟对该楼的地基采用锚杆静压桩托换加固。

本工程的场地土层自上而下主要为：淤泥、亚粘土、中粗砂含碎石粘土等，其中淤泥锚杆静压桩的极限摩阻力标准值为15~20kpa极限端阻力标准值为3000kpa，中粗砂含碎石的极限摩阻力标准值为30~35kpa，极限端阻力标准值为8000kpa,粘土的极限摩阻力标准值为20~25kpa极限端阻力标准值为3000kpa,中粗砂含碎石层包括中粗砂含碎石夹层和中粗砂含碎石持力层。综合考虑场地地质条件和该建筑物的实际情况，拟采用锚杆静压桩如下：桩身混凝土强度为C30，桩身断面为250*250，本工程共布桩66根，最长桩长24米，最短桩长18米，平均桩长21米，单桩设计承载力为250KN，压桩终压力为400KN，锚杆静压桩的制作及施工按建筑标准设计《锚杆静压桩》DBJT13—24。

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4 施工简介

严格按下列顺序进行: 处理与本楼相关的搭建梁板→地基基础锚杆静压桩托换加固→上部结构加固→顶升梁施工→千斤顶设置→设置顶升标尺→上下部结构分离→试顶升→顶升实施结构分离处连接→其他修复及装修。

锚杆静压桩施工时掌握压桩力及桩长双控的原则,打桩时按沉降量大的到沉降量小的顺序进行。封桩用C30 早强微膨胀混凝土浇筑桩孔,并用震动机振捣密实,经养护后回填土方。

锚杆桩打完，地基得到了加固后进行顶升梁分段施工，施工前应在各段设置钢筋砼支承芯垫，间距0.5m，梁分段长度不大于1.5m，且不大于开间墙段的1/3，并应间隔进行，等该段达到强度后方可进行邻段施工，主筋应预留搭接焊接长度，顶升梁施工时应设置砼倒入口中，等顶升梁强度达到30%时方可进行凿除。

本工程采用整体顶升的方法进行，施工分为三个阶段进行：2006年9月1日之前进行顶升前的准备工作、顶升梁的施工、顶升设备安置、顶升前测量，2006年12月17日进行整体顶升纠偏；2006年12月20日开始对建筑物进行结构连接及修复，顶升过程中，应保证各顶升点按设计要求，保证整幢建筑物受力均衡，为防止局部出现受力突变（集中），每次的最大顶升量不得超过20mm，顶升时应同步进行。顶升达到设计高度后应立即在墙体交叉或主要受力部位用垫块稳住，并迅速进行结构连接，顶升高度较大时应边顶边砌筑墙体，千斤顶应在结构连接完毕，并达到设计强度后方可分批分期拆除。

建筑物顶升时设置水准仪和经纬仪观测站,以观测建筑物顶升纠倾全过程;在每个支承点上设置顶升标尺,并建立统一的指挥系统,保证千斤顶同步和按设计要求控制每次顶升量。

图3 顶升后垂直度数据图

此工程顶升加固施工均符合国家规范、规程要求和符合设计要求,纠倾后的该办公楼倾斜率控制在 1 ‰以内;经使用一年后,未发现不均匀沉降,质量较好。

5结语

1 本工程地基下沉倾斜实属危房,经采用静压桩托换地基加固补强,控制地基稳定后进行顶升纠偏是成功的。

2 顶升纠偏结束后倾斜率减小至3‰,满足规范要求,竣工后至今1年多,经回访、观测,地基稳定,使用正常,未发现地基下沉和结构墙体开裂现象。实践证明纠偏技术效果可靠。