独立基础的纠偏与加固

独立基础的纠偏与加固

卢彬彬

摘要：结合工程实例，介绍了基础扩大托换与地基灌浆托换技术在独立基础纠偏与加固中的应用，指出各种纠偏加固措施的实质就是通过基础的地基处理与基础底面积的扩大来达到基础荷载与地基承载力的合理匹配，并且需要通过沉降观测的方法检验纠偏加固的成果。

关键词：独立基础，纠偏，加固，沉降观测

由于质量控制的失误和技术能力的局限以及其它方面难以预见的问题，纠偏加固成为建筑工程存在的现实课题。本人在十余年的职业生涯中，曾主持参与过几次独立基础的纠偏与加固工程，对独立基础的纠偏与加固工程有所认识和了解，特别是基础扩大托换与地基灌浆托换⑴。各种纠偏加固措施的实质就是通过基础的地基处理与基础底面积的扩大来达到基础荷载与地基承载力的合理匹配。下面我就结合工程实例来谈谈基础扩大托换与地基灌浆托换的应用。

一、工程概况

某厂于2003年开工建设，2004年建成并投运。2005年8月15日大雨过后，局部地基发生沉降，凹陷变形，厂内两个开关支架（分别编号为AB），其中A支架北部有倾斜、沉降现象，其基础沉降达到8cm，B支架也存在沉降的可能，严重影响厂区的正常运行。

初步分析，造成沉降的原因如下：

1、基础施工过程中，开挖回填土质不密实。

2、上部湿陷性黄土遇水产生湿陷。

3、短期内地下水文条件变化较大，（地下水位由5m上升为2.5m）地基侵水后强度降低，造成基底回填土一侧有较大的不均匀沉降，至使支架柱倾斜。

开关支架基础为独立基础，基础深度为2.0m，平面尺寸为1.5*1.5m。在查明基础倾斜原因后，分别对两个开关支架基础，制定了加固措施。求对已发生沉降的A基础扩大托换处理，对未发生沉降但存在沉降可能的B基础采取灌浆托换进行处理。

二、具体方案

（一）A基础扩大托换

1、支架临时加固

托换纠偏前，应对设备支架进行临时加固、支架采用两根斜拉钢丝绳和一根钢管支撑、平面呈120度夹角固定。柱顶与钢丝绳连接部位采用绳卡固定，地面采用地锚与钢丝绳连接绳卡固定。

施工过程中为保证支架表面不磨损，在钢支撑部位加装保护铁皮，在钢丝绳连接处用采条布进行包裹，钢丝绳首先用紧绳器紧紧，然后加装调节器，确保钢丝绳受力均匀，松紧可调。

地锚采用人工洛阳铲掏土成孔，孔深3米、孔径400mm，然后插入φ377×

8mm钢管，为增加侧摩阻力，管壁开槽，呈梅花形布置，每周三个，每排净间距2mm，槽宽2㎝，长15㎝，管内安装1根塑料注浆管，管内充填1-3㎝碎石，管外用中粗砂回填，然后用1:1的水泥浆进行注浆，使地锚凝固成一个整体。管口用1㎝厚钢板封堵，钢板上焊接φ20钢环，作为与钢丝绳的连接点。

施工中严格控制孔深、孔径。每孔采用钢尺进行测量，确保达到方案要求，使地锚牢固可靠。

对施工原材料，无论钢管规格、质量、碎石粒径、含泥量、水泥标号，生产厂家都进行了严格的控制，不合格材料严禁入场。注浆采用1:1水泥浆，确保注浆稳定压力不小于0.3MPa。

2、托换基础施工

分别在被纠偏基础的东西两侧人工开挖二至四个条形基坑，基坑长3.5-1.0m，深2.0-2.5m（见地下水不能施工为止），基础开挖遵循等量代换原则，即新开挖基坑的总面积不小于被纠偏基础的底面积。

基坑开挖后，在坑底人工打入φ48钢管柱，桩长2.0m，每侧在基础倾斜方向打入20根，桩位采取均匀布桩。施工中为减少打入摩阻力和基础挤密作用，钢管下部封闭成尖头。

钢管柱施工完成后，上部铺10㎝左右厚1-3cm碎石垫层，坑内采用土胎膜的方式浇注500mm厚C30混凝土，混凝土顶部预埋500×500×10的钢板，钢板固定前调平以被千斤顶顶升之用。

混凝土浇注过程中上、下分别铺设一层钢筋网片，上部留置φ20插筋，间距100mm均匀分布，以备与二次浇筑混凝土连接。

3、牛腿制安

在纠偏基础东、西两侧，各安装两个牛腿，作为千斤顶顶升支撑点，牛腿制作按专业设计图纸要求进行加工，千斤顶采用50T螺旋千斤顶。

安装过程中，首先在每个牛腿安装部位，采用冲击电锤各施工6个钻孔，钻孔直径φ28，孔深250mm，然后用压缩空气或毛刷清理孔内粉尘，反复三四次清理干净后，按方向置入高强化学胶管，再用电动工具将高强化学锚栓钻入孔中，转速控制在250转／分以内，螺栓推进速度为2㎝／秒，固化时间不小于1小时，胶管型号采用HJM-24，螺杆型号采用HJA-24×300，平均抗剪力大于70KN，待达到固化时间后，用螺栓将牛腿固化于锚栓上。

4、基础纠偏

在牛腿下部，托换基础上安装50T千斤顶顶住牛腿，顶升纠偏支架基础，调整千斤顶使得基础达到原设计标高要求后，采用钢凳加钢板的方式将千斤顶替出。纠偏过程中为保证基础均匀上升，两侧采用同步提升办法做到步调一致。为保证纠偏后基础不回弹，在一次纠偏后，我们对基础进行了多次观测，并进行了二次纠偏调整，对稳定后的基础进行了3次观测，保证了基础纠偏后稳定、可靠。

5、二次浇筑，基坑回填，基底注浆

基础调平后，在基坑内二次浇筑C30混凝土，将牛腿、钢板及一次浇筑基础连接成整体，确保基础稳定性。

二次浇筑完毕后，对上部基坑进行回填，回填采用人工填土分层夯实，每次虚铺厚度200mm，夯击3-4遍，逐层夯实到地面为止。

二次浇筑前在基础下部插入塑料注浆管，待基坑夯填后，采用压力注浆将基础下部空洞、裂缝填满，确保基础稳定。浆液配比采用1：1水泥浆加3%早强剂，稳定压力不小于0.3MPa，注浆量每基础3m³，达到稳定压力持压1-2分钟，注浆

结束。

6、地表恢复

基坑回填完成后，对地表进行平整，并按原貌恢复地砖及其它。

（二）B基础灌浆托换

由于东侧紧邻马路，无法施工，本次施工只对西、北、南三面进行小桩连梁托换加固，下部采用注浆围箍小桩托换原理，上部采用连梁托换与原基础浇筑一体的原理，以改善基础底部及周边地基土的力学性质并提高地基承载力，限制基础侧向变形，在基础周边形成防水屏障，降低基础湿陷变形，增强地基土的湿水稳定性。

1、基础开挖及钢管桩施工

首先沿基础三面进行基础开挖，开挖采用人工挖土，沿基础周边开挖长度12.2m，宽0.8m，深1.0m，确保下部管桩及植筋施工工作的展开。

钢管柱成孔，上部1.0m左右采用人工洛阳铲掏孔，下部采用人工重锤打入，沿基础三面布设桩孔15个，孔深3.0m，孔径φ130。孔中插入φ108×5钢管，管壁开槽，梅花形布置，每周三个，每排净距200mm，槽宽2㎝，长15㎝，管内安装4塑料注浆管，孔内填1-3㎝碎石，然后进行注浆，施工过程控制同A 基础的地锚桩的施工控制。

2、植筋

钢管桩施工完毕后，沿基础三面用电锤打上、下两排植筋孔，孔深200-300㎝，孔距500mm左右，孔径φ28，排距200mm，每基础施工植筋孔30个，成孔后用毛刷或气筒仔细将孔清理干净，配制好植筋胶，将胶涂抹在φ22钢筋上或填入孔内然后将φ22钢筋植入孔中，钢筋长度600mm，植入200mm，外露400mm，以备与连梁连接。

植筋胶采用高强建筑锚固胶泥，由特种合成树脂的双组份砂浆组成，锚固胶泥和固化剂配比为20:1，平均抗剪力为77KN，固化时间2小时。

3、钢筋绑扎及砼浇注

植筋完成后，将注浆体表面清理干净，然后绑扎钢筋，支设模板，浇筑混凝土连梁，混凝土强度C30，梁高500mm，梁宽400mm，保护层厚度30mm.

4、地槽回填

混凝土强度达到70%后即可拆模，然后分三层夯填至地面，填土每层厚200mm，夯填三遍。回填完毕后对地面进行平整修复。

三、沉降观测

基础纠偏与加固完成后，必须要进行沉降观测，这是对基础处理后必要的质量检验工作。在本次的加固纠偏工程完成后，要求相应基础长期观测。要求工程完工一个月之内应每10天进行一次倾斜观测，然后每月一次，持续三个月，四个月后每三个月观测一次，连续三次达合格稳定后结束。观测过程中如发现问题应及时上报，以便及时分析原因，决策处理。

采用上述措施进行加固与纠偏的AB基础，目前使用已经约5年，通过沉降观察发现，基础稳定，说明在加固与纠偏中采用的措施是可行的、有效的。四、结语

建筑物加固与纠偏的各种措施，不论基础扩大托换还是灌浆托换，其实质就是采用各种相关的工程技术方法，通过基础的地基处理与基础的底面积的扩大来达到基础荷载与地基承载力的合理匹配。施工过程中，将会涉及到多个专业，如：地基处理专业、建筑工程专业等。加固与纠偏完成后，需要通过沉降观测的方法