顶升纠偏技术在某住宅楼纠偏工程中的应用

崔俊毅 翁维素 王 烽 支宏钰

(河北建筑工程学院,河北 张家口 075000)

顶升纠偏技术在某住宅楼纠偏工程中的应用

崔俊毅 翁维素 王 烽 支宏钰

(河北建筑工程学院,河北 张家口 075000)

介绍了一栋六层砖混结构住宅楼纠偏工程的设计和施工过程.使用了顶升法对建筑物进行纠偏，同时采用人工挖孔灌注桩法对建筑物地基基础进行加固处理.通过在基础顶部增设托换梁提高上部结构刚度，最终良好的完成此住宅楼的纠偏及基础加固任务.

纠偏;基础加固;顶升法

1 工程概况

张家口市某小区住宅楼，该楼于2011年3月中旬开工建设，2011年12月底完成竣工验收，全楼结构为地上六层，地下一层的砖混结构，从东向西五个单元组成，在2单元和3单元交接处设置一道伸缩缝)，建筑面积为5855.71.该住宅楼地基采用三七灰土整体换填，换填深度为2米；在三七灰土垫层施工前，采用夯扩挤密水泥桩对3-5单元及2单元1-3轴地基土进行挤密加固处理，处理深度为1.0 m-9.0 m(达到稳定土层)，基础采用墙下钢筋混凝土条形基础，楼(屋)面均采用现浇型混凝土板.基础形式为墙下条形基础.2015年12月，该住宅楼西北角散水及附近地面出现局部下沉，墙体局部开裂，西北部最大倾斜率达到7‰，超过了设计规范中对建筑物地基变形允许值4‰的要求，也影响到了正常使用.

2 倾斜原因分析

根据现场勘查，初步分析房屋下沉由于该住宅楼西北角化粪池漏水造成的.为了进一步分析该建筑物局部下沉的原因，以及为该楼的地基加固处理提供依据，需对该楼进行岩土工程补充勘察.

图1 住宅楼与化粪池平面相对关系

图2 住宅楼与化粪池相对关系1-1剖面图

2.1 测量放点

本报告选用该住宅楼室内地坪为绝对高程起算点，其绝对高程为BM=801.50米；并以该楼西南角为坐标引测点，其相对坐标为X=1000.000米、Y=1000.000米.

本次勘察采取机械钻孔的方法进行，在该楼四周共布设16个钻孔(距该楼距离均小于1.5米)，详见附图，但由于该楼北侧化粪池正在开挖维修，故ZK2和ZK3探点不能进行钻探施工，故只能借用前期钻孔数据JYZK6(距该楼4.5米).在机械钻孔中对场地地层结构准确划分，并取得土样.

图3 勘察孔平面布置图

2.2 场地地层结构

在本次勘探深度内，以二、三单元之间伸缩缝为界分为东西两部分，场地岩性自上而下分别为人工填土层、粉质粘土层和粗面岩层.

场地东半部为基岩地基，0.00～2.50 m为杂填土3为主混合大量建筑垃圾，未经压实；2.5 m～4.00 m为含水量正常的素填土，含水量在20%以下；4.0～4.50 m为含水量高的素填土，含水量在20%以上；4.5～5.6 m为强风化粗面岩，为较软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类，岩石质量指标RQD>25；5.6 m以下为中风化粗面岩，较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ类，RQD>50.

场地西半部为素填土地基，0.00～2.60 m为杂填土，2.60～11.5 m为含水量高的素填土；13.50～15.30 m为粉质粘土，干强度及韧性中等，呈可塑-坚硬态，属于中等压缩性Q2粉质粘土；15.30 m以下为粗面岩.

同时，我们测得含水量很高的素填土，即含水量在在30%左右，区域集中在西北角，以ZK1勘测点为起点，向南4.6 m，向东6.7 m的范围内，深度约为2.6 m到13.5 m.

2.3 原因分析

通过地基补充勘察，发现该住宅楼地基土含水量均高于正常值，其含水量分布特点为：

(1)以该楼西北角(ZK1地段)地段地基土含水量最高，其含水量为百分之三十，呈可塑——软塑状.

(2)该楼北侧比南侧地基土含水量大，所以沉降量北侧大于南侧；并且以该楼中部为界，东部为基岩地基，西部为素填土地基，故东部基本没有发生沉降，西侧有部分沉降.

综上所述，地基发生不均匀沉降是由于化粪池污水浸入地基，地基土受水长时间浸泡湿陷、软化，压缩变形增大，导致地基承载力降低较多.

3 加固及纠偏方案确定

经分析，此住宅楼存在因地基不均匀变形引起的墙体开裂损伤，裂缝宽度多介于0.1 mm-1.8 mm之间；现有墙体裂缝影响到建筑物的使用功能，但尚不影响主体结构安全；建筑沉降尚稳定，应继续加强沉降观测阻止外来水的影响，并对现有地基基础和主体结构进行加固处理，要求房屋纠偏后最大倾斜量在4‰以内.

针对该建筑物自身状况和地基特点，本工程通过人工挖孔灌注桩基础托换原有条形基础和上托换梁进行基础加固，在桩承台与墙下条形基础之间布置千斤顶，以桩基础为反力支座，以墙下条形基础和上托梁为上部托换体系，对该建筑进行顶升纠偏，当倾斜率小于4‰，局部倾斜率小于2‰，停止顶升.

3.1 部分构件的拆除与加固

对建筑散水、室外楼梯、地下室地面、地下室隔墙进行拆除处理，地基开挖至基础底面标高，露出原条形基础.

3.2 埋设沉降观测点

在每个顶升点位置埋设沉降观测点，测站点位置为基础顶标高，共设置60个点位，详见图4.同时，此60个点位同时也是桩承台、灌注桩桩位以及顶升点位置布置图.

图4 3～5单元垂直度观测点、沉降观测点平面布置图

3.3 人工挖孔灌注桩和承台的施工

本工程将桩径为800 mm米的60根人工挖孔桩作为托换桩，桩端伸入持力层不小于0.5 m，桩端持力层为中风化粗面岩，桩身采用强度为C30的免振混凝土.

3.4 墙体托换梁施工

在建筑物基础顶部增设托换梁对上部结构进行刚度加强处理.依据《砌体结构设计规范》GB50007-2011中墙梁的计算方法.采用极限状态下设计方法计算，将托换梁作为墙梁，是托换梁与上部砌体结构成为整体结构.按照常规支撑点的距离取1.5 m.计算跨度取3个支撑点的距离，即3 m.通过试算后确定托换梁的截面尺寸为250 mm×500 mm，强度等级为C30，上下配328钢筋，箍筋为10@100.

墙梁托换时要按照事先定好的顺序，按编号先进行横墙托换，待横墙全部托完毕再进行纵墙托换.并且，需要分别托换同一侧的墙体，待该侧混凝土强度满足要求后再按照同样顺序托换另一侧.

3.5 顶升纠偏

灌注桩、承台、托换梁施工完成后，以灌注桩基为反力支座，在桩承台与条形基础之间布置千斤顶及钢垫片，采用PLC液压整体同步顶升系统对建筑物进行同步顶升纠偏.顶升托换体系由桩基础和托换梁组成.顶升到位后，用钢垫片支撑并移出千斤顶，采用植筋方式连接桩承台和条形基础，并用C30的混凝土灌实.

顶升量：建筑物纠偏前应进行各顶升点的垂直度观测，确定各点的纠偏高度，为后续顶升方案做准备.本案例垂直度观测点布置见图4.

图5 桩护壁配筋图 图6 桩身配筋详图 图7 桩护壁配筋图

图8 托换梁做法截面图 图9 变形缝处托换梁做法截面图

图10 顶升示意图 图11 顶升到位后，钢垫块支撑示意图 图12 顶升到位后，条形基础与桩承台连接示意图

图13 1-1剖面图 图14 钢垫片和千斤顶位置示意图

3.6 纠偏完成后的工作

纠偏完成后应对基坑及时回填，先清理基坑内杂物，然后采用素土或者2∶8灰土在相对两侧或四周回填，分层夯实至设计高度.回填土压实系数≥0.94.

恢复散水、一层台阶；地下室填充墙重新砌筑，砌筑要求满足原设计；对开敞房间、门洞口处托换梁进行拆除，不应该影响建筑的使用功能.

3.7 裂缝处理

对于裂缝宽度<0.3 mm的情况，应使用专用封缝胶对该裂缝进行表面封闭处理，再采用如图所示的方式处理.

对于裂缝宽度≥0.3 mm的情况，进行灌浆修补裂缝，再采用如图所示的方式进行处理.

图15 墙体裂缝加固示意图

4 效果分析

根据完工后两个月的跟踪监测结果，该住宅楼西北角最大沉降仅为20 mm,结构上未发生任何损坏现象，各方面情况良好，最大倾斜率仅为2‰，完成预定目标值.

5 结 论

通过人工挖孔桩法对地基基础进行加固，在基础顶部增设托换梁对上部结构进行刚度加强，采用顶升法对建筑物进行纠偏，不仅顺利完成纠偏目标同时能保证建筑物的倾斜率不会增加，且不会发生反倾现象.

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Application of Jacking Rectification Technology in Rectification of a Residential Building

CUIJun-yi,WENGWei-su,WANGFeng,ZHIHong-yu

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou,Hebei Province 075000)

This paper introduces the principles,design and construction of the entire jack lifting and leaning rectification for a leaning six-layer brick-concrete structure building.Lifting method is used to rectify the buildings,and rectification recovery is used to reinforce the building foundation.By adding underpinning beam at the top of foundation to improve the basis of superstructure stiffness,the tasks of building rectification and foundation reinforcement are ultimately finished in this residential building.

jack lifting and leaning;foundation reinforcement;rectification recovery

2016-12-10

崔俊毅(1992-)，男，在读硕士研究生.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.02.010

TU 7

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