粉煤灰回填地基建筑物纠倾的设计与施工

周茂林　王进展

摘 要：建筑物为一层配电房，采用粉煤灰回填进行地基处理，由于设计和施工等多种因素，造成建筑物的不均匀沉降，从而造成建筑物的倾斜，后期处理采用倾斜钻孔掏土法纠倾，并辅以静压桩托换基础，达到使建筑物稳定的目的。

关键词：粉煤灰回填；倾斜钻孔掏土法；纠倾；锚杆静压桩加固

中图分类号：TU753 文献标识码：B 文章编号： 1671-3362（2013）08-117-02

需纠倾加固建筑物为一层配电房，采用粉煤灰回填进行地基处理，由于设计和施工等多种因素，造成建筑物的不均匀沉降，从而造成建筑物的倾斜，设计采用倾斜钻孔掏土法纠倾，并辅以锚杆静压桩托换基础，达到使建筑物稳定的目的。

1 工程概况

需纠倾建筑物为某小区三期1号专变，主体结构为1层配电房，基础为筏板基础，底板厚300mm，砼强度等级为C30；基底设计600mm×600mm砼反梁，基底原设计采用2.85m厚的粉煤灰回填。

根据业主提供的监测数据计算出建筑物的倾斜相关数据，该建筑物总体向东倾斜，倾斜率最大值为25.0‰，最小值为21.43‰。

2 土层设计参数

土层设计参数取值自勘察测绘研究院的《7#-24#，31#-33#，35#-37#及1#，2#地下车库岩土工程勘察报告》（2011042），此处略。

3 纠倾及地基加固方案设计

3.1 纠倾方案设计

纠倾采用东倾西纠，倾斜钻孔掏土法，该方法是在楼房西侧打倾斜掏土孔，经多轮反复掏土，地基下部土体被掏出，土体产生应力释放和侧向挤压变形，在上部建筑物及土体自重的作用下，产生下沉，根据建筑物的沉降速率，利用不均匀沉降来调整建筑物的平衡，从而达到纠偏的目的，最终使倾斜率控制在规范允许范围以内。

由于很多情况下，房屋纠倾不是纯粹的理想化的三角型模式，根据以往的经验，房屋以梯形即两边都沉降的方式纠倾，所以实际的掏土孔量比理论计算要多出很多。

纠偏掏土孔孔数可根据经验公式进行计算：

其中：n为孔数（孔），L为掏土段建筑物长度（m），N为与掏土工艺有关的校正系数，D为钻孔直径，B为建筑物底部宽度（m），h为建筑物高度（m），△L0建筑物综合倾斜值（m）。

经计算，布置φ150L10000掏土孔约123个，掏土孔距离建筑物外墙外边线3.50m。

3.2 地基加固计算

根据业主提供的结构图及工勘报告，基底为②淤泥质粉质粘土（20.4m厚）、③粉质黏土夹粉土（17.7m厚），且承载力分别为70kPa、120kPa，承载力较低，为确保本次纠倾施工完毕后不出现复倾现象，采用锚杆静压桩防复倾设计措施，锚杆静压桩布设于建筑物4周。

根据建筑桩基技术规范和常规的疏桩方案考虑，荷载分担考虑土30%，桩70%，考虑到原基础下已做粉煤灰回填，故考虑桩50%，粉煤灰50%，即考虑采用50%的荷载补偿值，可以满足设计要求。

加固计算参数：

3.2.1 建筑物主体参数

长：12.75m，宽：7.75m，层数：1层（地上1层），单位面积容重：20kN/m2 。

主体荷载（Q1）

基础荷载（Q2）

长：14.1m，宽：9.1m，厚度：2.30m，单位体积容重：20kN/m3。

建筑物总重量（Q总）的计算

3.2.2 补偿荷载计算

补偿荷载（Q补）的计算：取50%补偿率

3.2.3 单桩竖向承载力计算

根据工勘报告，由于基地为淤泥质粉质黏土，且层厚为20.4m左右，因此按摩擦减沉桩计算，根据孔D3土层参数计算

单桩竖向极限承载力标准值：

单桩竖向承载力特征值：

3.2.4 桩数计算

实际布桩22根，满足要求。

4 各分部分项工程施工方案

4.1 建筑物纠倾施工

4.1.1 掏土孔施工控制标准

掏土孔倾角：45°；掏土孔深度：7.50m；

掏土孔直径：φ150；掏土孔孔数：123个。

4.1.2 施工技术要求

总体施工工序流程为：测放孔位→钻机就位→试掏土→正常掏土→微调掏土等步骤。

4.1.3 施工步骤

施工前应建立好沉降、位移监测网络。沉降采用水准仪，定点、定尺、定时观测，位移用重锤吊线法和经纬仪双控。纠偏掏土时应每天观测1次，加固时可3d观测1次；纠偏掏土应遵循由疏到密，由浅入深，循序渐进的原则；由动态监测资料来指导施工，并随时调整掏土工作量，不断调整建筑物的变形，以确保楼房纠偏效果；试掏土，先按每6m布设1个掏土孔；掏土顺序依据从两端到中间的原则；根据试掏土的沉降效果，确定掏土钻孔间距、孔深的最合理的数据；正式掏土时应根据头1d的测量数来确定布设第2天的掏土孔数；微调掏土是对尚未达到设计要求的部分进行进一步的纠偏，微调掏土期间应加强沉降观测；严格控制沉降速率，5～10mm/d。

4.2 地基加固施工

4.2.1 施工控制指标

砼方桩规格：200mm×200mm；设计桩长：14.0m；

单桩设计承载力：123.2kN；桩位偏差≤20mm；

垂直度偏差≤1.0%；控制压桩力：设计值×1.6。

4.2.2 施工技术要求

锚杆静压桩的施工工序流程可分为：开挖沟槽→测放孔位→埋设锚杆→压桩→封桩头等步骤等步骤。

4.2.3 施工步骤

4.2.3.1 施工前的准备

压桩施工前，应对施工场地预先加以整平，清除桩位孔下面的障碍物，做好施工防雨和施工降水工作；做好锚杆加工制作工作；对油压千斤顶进行标定。

4.2.3.2 制桩

根据设计图纸要求下料，打好注浆孔，单节桩长2.0m，端头应平整。

4.2.3.3 埋设锚杆

锚杆的埋设应根据图纸的位置，放好桩位孔；根据桩身断面尺寸，钻凿出略大于桩截面的桩位孔径；根据反力架底座螺栓孔位，用凿岩机打孔后上紧备帽。

4.2.3.4 压桩

压桩采用双控指标，即千斤顶压力值和桩长双控；压桩架安装时要保持垂直，拧紧螺帽，防止压桩架晃动，垂直度控制在1%以内；桩尖就位时须保持垂直，桩段就位后必须加以校正，保持与上节桩在同一轴线上，压桩时不得偏心加压，桩顶应垫钢板或麻袋，防止压坏桩顶砼；压桩施工要求一次到位，严禁施工中途停顿；接桩时，应事先焊好导正筋，焊缝应饱满无虚焊现象；压桩过程中，应记录桩长、压力等有关参数的变化情况，绘制桩长与压力关系曲线。

4.2.3.5 接桩

接桩采用硫磺胶泥接桩。

4.2.3.6 封桩头

压桩达设计要求后，即可停止压桩；封孔前须割除多余桩头；浇灌砼前，清除孔内杂物，冲洗干净，排干孔内积水，浇灌C30微膨细石砼；砼方桩施工结束后在桩顶部浇注300mm厚625mm宽C30砼梁封孔，以加强基础与桩身的整体连结。桩头交叉筋与螺杆焊接。

5 质量评述

5.1 房屋纠偏

纠偏采用掏土钻机倾斜成孔，进行30°掏土，掏土孔孔径φ150，根据沉降、位移的动态监测，按2.0～3.0m的间距、7.50m的孔深进行反复掏土，直至满足纠偏要求为止，实际纠偏后房屋向东平均倾斜率0.197‰，满足规范要求。因钻孔孔径较小，密度大，对建筑物变形影响较小，同时可有效控制建筑物的沉降，故质量是可靠的。

5.2 地基加固

锚杆静压桩设计规格为200mm×200mm，每节桩长度2.0m，本次加固共设计锚杆静压方桩22根，实际施工22根。

本工程采用了倾斜钻孔掏土法纠偏和锚杆静压桩进行加固，施工中严格按设计要求和技术规范进行，主导思想明确，选用方案得当可靠，工程达到预期目的。

该工程原倾斜率最大值为25.0‰，最小值为21.43‰（根据业主提供资料计算得出），竣工验收时经四方监测（建设单位、监理单位、勘察单位、设计施工单位）结果显示该建筑物往南平均倾斜率为0.197‰，随封孔结束，沉降量相应减少，并处于稳定状态。

6 结语

该工程纠倾加固设计及施工符合合同要求，达到国家规范允许控制值，未发生任何不安全的隐患，建筑物保持原有状态，纠倾对主体没有破坏。因此设计方案是正确的，施工是安全的，各项指标均符合国家相关规范及合同要求，保证了建筑物的安全使用。

参考文献

[1] 建筑桩基技术规范[S].JGJ94-2008.

[2] 既有建筑地基基础加固技术规范[S].JGJ123-2012.

[3] 建筑地基基础设计规范[S].GB50007-2011.

[4] 危险房屋鉴定标准[S].JGJ125-99.

[5] 建筑地基技术处理规范[S].JGJ79-2002.

作者简介：周茂林（1967-），男，高级工程师，镇江市公共住房投资建设有限公司；王进展（1983-），男，工程师，江苏华都建设有限公司。