施 工 组 织 设 计

工程名称

 

第1卷      软土地区房屋倾斜纠偏加固方法

南湖小区位于南京市水西门外东靠南湖北临莫愁湖。小区占地面积61.3ha,房屋面积58m2,其中多层住宅279建筑面积51m2。全部投资1.7亿元。地基基处理顺序大多为大开挖→砂石垫层(0.6~1.0m)→整板德基→架空板。也有的采用振沉管灌注桩、水泥深层搅拌法以及石灰桩、碎石桩等挤密桩→役基→架空板。施工后期使用半年后陆续出现房屋沉降与不均匀沉降引起墙体开裂与房屋整体倾斜、扭曲等现象。

1987年上半年对南湖小区逐幢房屋进行普查、测试、修复与纠偏加固处理普查结果表9-25-1。1990年复查偏差大于20cm者已增加到5,10~20cm者为17幢。由于不匀沉降、温差应力以及施工、材料质量等因素造成墙体裂缝的有75占总数的26.88%。公建配套房屋114其中整体倾斜在5cm以上者7有墙体裂缝者21幢。

第1章      场地地基土概况

小区场地位于秦淮河西、长江漫滩区主要地基土为新近沉积的淤泥质亚粘土分布较均匀厚度一般大于40m,其物理力学性能指标见表9-25-2

这类软土具有以下特性含水量高W>WL),孔隙比大e≥1),压缩性高al-2>5MPa-1),承载能力低[fk]<80kN/m2),渗透性小K=10-6~10-7cm/s)。由于软土的压缩模量小Es4MPa),渗透性小土中的孔隙水压力消散缓慢固结沉降时间长使建筑物不仅前期沉降大后期沉降也大沉降量随着逐步加荷而增大沉降隐定所需时间一般在3年以上。观测结果表明小区房屋建成后至19908仍有一些房屋的沉降速率大于0.01mm/d

第2章      建筑物倾斜原因

经调查与测试建筑物倾斜的主要原因如下

1.作为地基土的淤泥质亚粘土其土质较差同一层土的物理力学性能相差较大。静力触探结果表明Ps值不稳定最大相差1倍以上。设计人员对这类软土的特性认识不足是造成房屋倾斜的主要原因之一。

2.房屋上部结构荷载重心与基础底板形心的偏心距过大。有的结构在荷载较大的一边筏基外挑悬臂长度反而小加剧了基础底板的偏心荷载增大了不均匀沉降。

3.基础埋深确定后原地面标高相差很大使整板基础室外两侧回填厚度相差过大矿有的甚至在2m以上增加了底板的附加偏心荷载。

4.建筑物平立面在长短向均有高低错落造成上部结构荷载分布不均增大了建筑物的沉降差异。

5.房屋的平面布局不合理。如房屋过长中间设双墙沉降缝造成底板下附加应力的重叠相加使沉降缝处沉降过大房屋沿沉降缝倾斜使顶部墙体碰撞开裂。

6.挤密桩在同一建筑物下长度不一使软土在挤、压、振后强度、变形特性相差较大。

7.施工顺序及方法不妥。房屋各层不同步施工或被置换的软土及建筑材料就近堆放在底板基坑侧边造成人为的偏心荷载。

8.砂石垫层过厚(>2m),未分层辗压夯实密度不均。

9.施工过程中部分原状土被扰动使其抗剪强度降低局部长期抽水因水位降低而造成房屋不均匀沉降。

10.各种挤密桩的施工操作质量差异过大材料质量低劣断桩、缩颈现象严重桩距过密相邻桩的施工间隔时间过短造成后成桩对前成桩的横向挤压。

11.雨季基坑长期泡水造成底板下软土局部松散、软化使地基强度不均匀。

第3章      纠偏加固方法的实践

9-25-3-1堆载降水法

8号楼沉降较小一侧的底层架空板下用砖块堆压重300t,约占整幢房屋全部荷载的1/15。纠偏的效果虽不明显但能减慢和控制房屋倾斜发展的速度。在建筑物沉降小的一侧打竖井抽水降低地下水位。由于土的渗透系数小抽水涌水量小形成的潜流漏斗曲线缓降影响半径小效果不明显。

9-25-3-2静压桩法

南湖利民新村1号楼最大倾斜量29cm。该建筑平面两段前后错动2m,中间设双墙沉降缝整个楼沉降曲线呈正弯曲形12cm的沉降缝两侧墙顶层互相碰撞。在沉降量大的一侧共压桩21桩长20m(为多节桩断面250mm×250mm,每节长2m,用硫磺胶泥锚筋连接),压桩力300kN。由于压桩速度过快布桩集中于一端使软土被扰动加剧了房屋的沉降与墙体裂缝的扩展。压桩后半年房屋沉降才趋于稳定。

9-25-3-3静压锚杆桩和掏土纠偏法

南湖湖西村9号、10号楼均为6层建筑。纠偏前,9号楼最大倾斜值为36.9cm,10号楼为32.1cm,倾斜率已达22‰并仍在发展。采用的纠偏方法是先在沉降大的一侧基础底板上打孔压桩41静压锚杆多节桩),每节长2.5m,断面250mm2,混凝土为C30用硫磺胶泥接桩压桩力300~500kN,并使桩顶与筏基联成整体作为支承点使房屋一侧沉降处于稳定状态房屋沉降小的一侧压桩前同样在基础底板上打孔压桩作保护桩数量较沉降大的一侧少。利用保护桩位竖向孔对孔内深部的土层进行冲水捣土形成孔穴。经反复冲水排出泥浆使其下沉房屋逐步回倾至倾斜率<3‰,<>然后在井孔中填砂压人34根保护桩封桩顶子整板内。纠偏2幢楼房历时7个月恢复了正常使用功能。这类纠偏方法稳妥可靠但费用大工期长所需费用相当于原造价的23%

9-25-3-4反向掏心抽降法

小区8号楼为6层住宅楼纠偏前最大倾斜值为27.6cm,倾斜率为16.4‰。纠偏时在房屋沉降小的一侧距房屋纵墙18m处同一直线上打37个斜向掏土孔井孔雀0.3m,间距1m,孔井斜长41m,与水平向的夹角为50深入挤密桩尖下1/2宽度范围其中4个孔井在桩尖下预留钢管。同时在靠墙4m处打3个竖向掏土水井孔径0.3m,井深31m。先用9m3空压机将压缩空气送入掏土井中产生高速气流形成气及水和泥浆的混合物再将井内水和泥浆同时抽出。竖井的短期效果不显著。由于桩尖下的斜孔井孔穴内泥浆大量排出而使房屋沉降沉降速度取决于抽水强度。抽水强度状沉降快影响范围也大反之则小。停止抽水后沉降曲线平坦。包括打井共历时13d(h最大回倾约3cm)使房屋复位。

9-25-3-5改进型的反向掏心抽降法

取消房屋一侧的垂直孔在沉降小的一侧打一排间距1.5m、孔径30cm的斜孔倾角一般为50~60视现场地形确定),伸入房屋宽度的l/2,预留4个斜孔钢管进行高压空气扰动抽水使房屋逐步复位。

以上两种方法均为利用软土的特性进行纠偏。目前已纠偏6用时l~2个月2年观察已趋于稳定。这类纠偏方法费用低每幢仅需6万元左右。

*                    *                   *

纠偏方法通常可归纳为三类堆载法、降水法和掏土法抽水与泥浆法

1.堆载压重时若荷载较小由于底板下附加应力增加不大短期内效果不太明显。而且堆物的运输费用高占地面积大以及因底层住户搬迁造成住户不便和有危险感。若荷载过大则沉降过快采取稳定应急措施较困难。

2.由于软土的渗透系数小如采用降低地下水位法短期内抽水降低地下水位较慢效果也不显著。

3.采用抽水带泥浆法时二由于饱和软粘土的灵敏度高触变性大钻孔后尤其是密排孔井严重扰动软粘土,;使其抗剪强度大大降低同时在持力层内形成孔穴沉降速度加快。对竖井的抽水带泥浆法仅利用其侧向触变的特性因此效果不如斜孔。

确定纠偏量时须留有一定的倾斜量以防矫枉过正。同时需要有一整套可靠的稳定措施如在孔中填砂或混凝土等。纠偏过程中每天纠偏量不宜超过2cm,回倾速度不宜过快。应加强监视与测量每天详细绘制回倾、沉降、裂缝、开裂、闭合曲线作为纠偏过程的决策依据。

实践证明在持力层中打斜孔穴效果较好房屋沉降量约为孔穴直径的1/3。沉降差异的产生因素很复杂对软土而言主要与扰动触变性和加荷方式、房屋结构有密切关系。对每幢房屋的倾斜发生原因应仔细调查采取适宜的纠偏方案。

 

 


 

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