某沿河房屋沉降倾斜原因分析及加固施工

赵国辉

(山西雅晟工程项目管理有限责任公司，山西太原 031200)

0 引言

上部房屋结构和基础出现变形、开裂等损伤的一个重要原因是下部地基不均匀沉降。随着地基不均匀沉降过程，上部结构的开裂逐渐出现和发展，具有较为明显的征兆。对于这类事故中的结构，应该及时对结构损伤情况进行检测鉴定，并有的放矢地进行合理的加固修复，以恢复或提高结构构件的安全承载能力。文献［1］报道了一起由于施工降水作业致使邻近6层砖混住宅楼阳台下沉、墙体开裂的事故。文献［2］介绍了一起某框架结构住宅楼因隧道工程施工引发的附近地面塌陷、地面沉降变形等地质灾害原因，致使房屋梁、柱构件开裂的案例。文献［3］对因地基突然沉陷导致的砖混房屋局部损坏情况进行了全面检测，基于地质勘察数据分析，指出未勘明的潜伏冲沟是造成地基突然沉陷的根本原因，土体浸水是致使地基突然沉陷的诱因。

本文针对沿河房屋出现的沉降倾斜现状分别从拆除施工扰动、水体浸泡及自身结构体系等角度进行了分析，指出地基不均匀沉降的根本原因和诱因。针对地基基础和受损结构构件采用合理的加固方法，取得了良好的效果。

1 工程概况

某沿河房屋层数原为2层，主体结构形式为2层框架结构，部分楼、屋盖为混凝土预制板、部分为现浇混凝土板;该房屋东西两侧各接有砖混结构房屋。由于市政管线改造及沿河道路施工原因，对该房屋临河一侧的18 m范围内主体结构及基础进行了拆除，拆除后仅保留该房屋南侧5 m范围内的房间。该建筑拆除过程采用机械炮锤拆除。被拆除部分长约40 m，宽18 m，现保留房屋结构部分长约40 m，宽仅5 m。房屋业主根据功能需要在保留房屋结构上部增加了1层轻钢结构，建筑功能仍为幼儿园。市政管网施工单位在该房屋前的空地上进行管沟开挖施工，管道沟槽位置距房屋外墙为3 m～6 m左右，距南沙河南岸道路边缘10 m～12 m左右;该房屋平面示意图见图1，图线框中圈出部分为幼儿园房屋南侧相邻既有建筑外墙。

图1 房屋现有部分房间平面布置示意图

目前，受到市政管网改造、管线改造及道路施工影响，该房屋存在倾斜、沉降等现象。

2 房屋开裂、倾斜及沉降现状

现场采用全站仪等仪器对该房屋框架柱及墙体倾斜现状进行了检测，变形检测结果显示房屋结构构件均向南沙河一侧倾斜，表现出较明显的规律性，倾斜量表现为由下向上逐渐增大。

该房屋沿南侧边缘与南侧既有建筑墙体交界处出现裂缝，开裂情况表现为由下向上逐渐增大;其中2层表现最为明显:轴处最大开裂处达20 mm以上、轴新旧墙结合处开裂10 mm、轴～轴范围内悬挑梁端部与南侧既有建筑墙体开裂脱离(开裂10 mm以上)、部分开裂位置导致原交界处抹灰脱落及上部屋面层填筑材料脱落;其中3层开裂情况为:地面在Ⓐ轴位置处出现纵向裂缝(最大宽度在10 mm左右，由③轴向1瑢○轴方向延伸长度为8 m左右)、①轴线及1瑢○轴线处的墙体也存在开裂现象，最大裂缝宽度大于5 mm，为贯通裂缝。据该房屋业主反映，该房屋开裂情况每逢下雨过后就会进一步发展，该房屋北侧管网沟槽开挖后进水见图2。

图2 该房屋北侧场地开槽后进水

3 房屋结构开裂倾斜原因分析

根据现场调查及检测结果，受检房屋与既有相邻房屋之间的开裂是由房屋向河岸一侧倾斜所致，结构整体倾斜可认为由以下几方面因素综合促成:

1)拆除房屋部分上部结构带来的不利影响，包括拆除施工振动影响和对原房屋整体性的损害。

该房屋原有结构平面尺寸为40 m×23 m左右，拆除后保留部分为40 m×5 m左右，在拆除房屋部分上部结构过程中采用的非保护性机械拆除过程对保留部分的不利影响很难避免，主要表现为机械拆除过程的振动效应。另对原有结构而言，拆除大部分结构后已对原有结构的整体性产生一定的影响，保留的部分房屋整体性不佳，导致现有结构对外界各类扰动较为敏感。

2)市政施工过程未采取保护措施对房屋结构带来的较大的扰动影响。

经现场调查可知，施工单位在对施工场地平整及管沟施工期间，对该已拆除房屋结构下部的基础梁进行了二次拆除，但拆除存在使用机械生拉硬拽的现象，拉断部分为基础梁的受力主筋。管线沟槽位于房屋原有结构地基基础范围内，且管沟槽开挖距该房屋现有结构北侧外墙地基基础较近，局部已靠近房屋保留基础。沟槽开挖及场地平整采用大型施工机械势必对房屋地基土体造成较大的扰动。施工方在靠近保留房屋基础的位置进行施工作业时未注意采取有效保护措施，沟槽开挖、管沟施工后未及时回填，且未及时对房屋外墙裸露地基土体进行夯实及覆盖，这些情况都对房屋地基基础产生了较大的扰动，且为地基土体进水留下了隐患。

3)地基土体进水是导致房屋沉降倾斜的直接诱因。

经现场调查，该房屋拆除时间及市政工程施工正逢太原地区的雨季，该房屋原有地基基础破坏后，未及时对开挖沟槽回填夯实又未对土体进行覆盖，导致房屋墙下地基出现两次较严重的进水浸泡情况，地基土体浸水后，地基承载力明显下降，土体压缩性增大，对原已固结稳定的地基土体产生不利影响，直接表现为地基沉降，房屋整体倾斜。以上几个因素综合作用使得该房屋逐渐向南沙河一侧倾斜，当倾斜值达到一定程度后，即表现为上部结构与南侧既有建筑外墙交界处的开裂。

4 地基基础加固措施

针对结构所在区域土质松软、密实度较低、含水量较高，结构构件的倾斜表现出明显的规律性和沉降现状，采取石灰桩加固回填土可起到吸水、降低土体含水量及增强固结程度的效果，并且新浇筑梁板式基础与原基础连接，可提高整个基础结构的刚度和整体性，然后用回填灰土夯实，并于房屋外墙根部浇筑一层混凝土硬化散水层，内配适量钢筋。

4.1 石灰桩加固方案

石灰挤密桩孔径为400 mm，桩中心距取2倍的成孔直径，即800 mm，按三角形布置，桩位偏差不宜大于0.5d，桩中心距墙边为500 mm，石灰挤密桩的位置必要时可根据现场实际情况调整，但桩距尽量不大于800 mm，桩深根据现场情况可取4 m左右;石灰桩桩顶施工标高应高出设计桩顶标高100 mm以上，总布设桩数约为180根，采用机械洛阳铲成孔，若成孔过程中发现桩身范围内存在砂砾、卵石或建筑垃圾等不适于石灰桩加固的工程地质，施工单位应及时与我方联系协商;石灰桩宜留500 mm以上的孔口高度，并用含水量适当的粘性土封口，封口材料必须夯实，封口标高应略高于原地面。

4.2 新浇筑梁板式基础与原基础连接

新浇筑基础梁尺寸必要时可根据现场实际情况进行调整，但必须与设计人员协商;新增混凝土梁、板均采用C35混凝土浇筑;如果原墙下基础有地圈梁，则新浇筑平台板与原地梁等高;如果无地圈梁，则新浇筑100厚平台板，并配双层双向钢筋φ8@200;加固前应对原基础表面进行清理，凿除浮浆及松动部分至混凝土密实层，表面清理干净后进行钢筋的定位放线和植筋。

新浇筑梁高800 mm，梁顶和梁底均配置6φ25钢筋，在新、旧混凝土交接处，梁底钢筋均植入原地梁;腰筋为6φ14，下部两排植入原地梁;箍筋为φ10@150;新浇筑平台板厚400 mm，双层双向配置φ16@200钢筋，板底横向钢筋均植入原地梁，板顶横向钢筋每隔一根植入原地梁;平台板与原地梁交接处均用短筋植入;所有植筋深度均为15d;回填灰土至地面，并夯实。

4.3 新浇筑1层钢筋混凝土硬化散水层

新浇筑100 mm厚、2 500 mm宽钢筋混凝土散水层，坡度为5%，内配φ8@200双层双向钢筋网。

5 结语

实践证明，在详细检测鉴定的基础上，针对地基、基础及墙体提出的综合加固方案是可行的，该房屋经采取本文地基基础加固措施后，有效控制了开裂、倾斜沉降趋势，起到了恢复房屋结构构件承载力和抗变形能力的效果，保证了上部结构的安全，收到了良好的效果。

［1］ 程林林，贾 强.施工降水引起房屋墙体开裂的事故处理［J］.工业建筑，2010，40(7):123-126.

［2］ 袁 兵，黄少腾，郑华彬.某房屋开裂的安全性检测鉴定和加固处理［J］.工程抗震与加固改造，2013，35(4):136-141.

［3］ 郭昭胜，崔娟玲.地基沉陷导致房屋局部损坏的检测及加固处理［J］.施工技术，2014，43(19):24-28.

［4］ GB 50292—1999，民用建筑可靠性鉴定标准［S］.

［5］ GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范［S］.