某住宅工程检测鉴定及基础加固和抬升纠偏

赵 钢 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230000）

0 引言

地基加固常用于已建结构产生的基础病害，或由于加层改造增加设备等引起的基础承载力不足，或者在工程建设中由于勘察、设计、施工或使用不当，或增加荷载、纠倾、移位、改建、古建筑保护，遭受邻近新建建筑深基坑开挖，新建地下工程或自然灾害的影响等需要对地基和基础进行加固。基础加固的方法大致有以下几种：增大截面法、增加埋深法、改变基础类型法、压力注浆法、静压桩法和树根桩法等，每种方法各有各的使用范围。其中静压桩法的适用性较广，此法将荷载向深层土体传递，可直达基岩持力层，但压桩力应小于上部结构自重的80%，近些年得到了大力推广。笔者以某住宅工程基础加固和纠偏为例，采用基础钢管桩加固，上部结构整体抬升纠偏，并增加整体筏板进行整体脱换，结果显示：沉降趋于稳定，房屋回归正位，加固纠偏效果良好。

1 工程检测

1.1 工程概况

本工程为地上9层异形柱框架剪力墙结构，主要建筑功能为住宅，建筑高度26.50m，一层层高3.00m，二～九层层高2.90m。建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防类别为丙类，结构框架的抗震等级为4级，剪力墙的抗震等级为3级，结构设计使用年限50年。基础采用预应力混凝土管桩基础，桩基设计等级为乙级，单桩承载力特征值为950kN，设计有效桩长26.0m，桩端持力层为⑤层粉质粘土层。该工程沉降观测数据出现异常，为确保结构安全对其进行检测。

1.2 工程地质概况

根据本工程岩土工程勘察报告显示：建筑场地类别为Ⅳ类场地，场地土类型为软弱场地土，场地位于抗震设防烈度为6度区。

场地土自上而下分布为：第①层素填土(Q4ml)；第②层粉质粘土夹粉土 (Q4al)：fak=120kPa，Es=5.0MPa；第③层淤泥质粉质粘土夹粉砂 (Q4al)：fak=85kPa，Es=3.5MPa；第④层粉土与粉质粘土互层(Q3al)：fak=210kPa，Es=12.5MPa；第⑤层粉质粘土(Q3al)：fak=280kPa，Es=10.5 MPa。

1.3 桩基工程施工概况

桩基工程施工验收记录资料显示：桩基工程施工质量主控项目(桩体质量检验、桩位偏差、承载力)符合规范要求，一般项目(成品桩质量、硫磺胶泥质量、接桩、电焊条质量、压桩压力、接桩时上下节平面偏差接桩时节点弯曲矢高、桩顶标高)符合设计要求。管桩检测报告显示：被检测桩的外观质量、尺寸偏差、破碎法、抗弯性能检测项目中，各项检测内容均满足规范要求。

1.4 建筑物沉降观测及顶点侧向位移

沉降观测报告显示：该工程6个沉降观测点中最大累计下沉量为86.3mm，最大累计上升量为30.8mm，相邻观测点间最大累计沉降差已达到103.3mm，近15天最大沉降速率为0.12mm/d，沉降尚未趋于收敛。

经现场检测：建筑物整体向北倾斜，且各观测点实测顶点侧向位移值均已超出《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)不适于承载的界限值。

1.5 梁及填充墙裂缝

梁裂缝位于一层顶～九层顶15-18/C轴、一层顶31-34/C轴梁构件，主要分布于主、次梁交接处，裂缝沿主梁竖向开展，部分裂缝向下延伸梁底。

墙体裂缝位于六层～九层21-23/(2/D)轴墙体上，裂缝为填充墙门洞上角开展的竖向或斜向裂缝，裂缝为贯穿裂缝，凿开粉刷层后发现为砌块与灰缝、过梁之间开裂。

1.6 工程质量抽检

抽检混凝土构件现龄期混凝土抗压强度推定值达到设计强度等级要求；抽检框架柱截面尺寸及钢筋配置符合设计要求；抽检构件除部分梁附加箍筋设置不符合设计要求外，其余截面尺寸、箍筋平均间距基本满足设计要求；抽检现浇板板底钢筋平均间距符合设计要求。

1.7 裂缝成因分析

结合裂缝分布特征、建筑物顶点位移观测结果、施工质量检测结果以及沉降观测资料综合分析：被测构件裂缝主要由于地基基础局部不均匀沉降变形造成，同时材料收缩、温度应力以及施工质量偏差（梁附加箍筋设置）等因素促进了部分裂缝的产生与开展。

1.8 加固处理意见

鉴于目前建筑物基础沉降尚未趋于收敛，应加强对建筑物基础沉降、倾斜变形以及裂缝发展的观测。建议对本工程地基基础采用有效加固措施处理，待基础沉降稳定后，再对存在裂缝的构件进行有效处理。

2 加固方案

2.1 方案总体思路

结合本工程情况加固采用基础钢管桩加固，上部结构整体抬升纠偏，并增加整体筏板进行整体脱换。首先对原结构基础承台进行增大截面处理，然后对基础增加锚杆静压钢管桩进行加固，使其沉降稳定或趋于稳定。基础加固结束后再在房屋承台顶部增设钢筋混凝土抬升牛腿，在抬升牛腿与承台间布置千斤顶，然后切除上部结构墙、柱对上部结构进行抬升纠偏，纠偏完成后，撤出千斤顶并恢复上部结构与基础承台的连接。

2.2 锚杆静压钢管桩流程（见图1）

2.3 纠偏流程（见图2）

2.4 抬升法纠倾

2.4.1 千斤顶顶升法纠倾原理

千斤顶顶升抬升法是在房屋房屋地基基础加固后，对房屋底层墙体进行切割使上部结构和基础部分分离，在结构分离部位设置一定数量的千斤顶，采用千斤顶顶升，通过调整房屋各部位的抬升量，基础沉降大的部位抬升，从而达到纠倾的目的。

2.4.2 上部结构处理

图1 锚杆静压钢管桩流程

图2 纠偏流程图

采用抬升法施工时，应保证上部抬升结构具有一定的刚度、整体性和抵御局部变形的能力，根据对该房屋结构体系进行分析，该房屋结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构，结构刚度、整体性及抵御变形的能力很强，能够满足本次抬升要求，不需要对上部结构进行加固处理。

2.4.3 抬升托换体系

根据设计要求本次抬升托换将利用原结构基础承台作为抬升千斤顶底部支撑点，在承台上部新增钢筋混凝土牛腿作为抬升上部结构支撑点。

2.4.4 抬升牛腿施工及千斤顶安设

根据设计要求，本次新增抬升牛腿布置在原基础承台顶部500mm处，牛腿宽度墙边向外300mm，牛腿高度600mm。为保证抬升要求，抬升牛腿与原结构面需凿毛处理，并植入对穿钢筋。

本次抬升千斤顶选用额定荷载500kN螺旋式千斤顶，根据设计要求共需布置千斤顶288台，千斤顶的布设要求如下：①千斤顶布置时保证其竖直，在顶部及底部均应放置钢垫板，并用H40灌浆料找平；②千斤顶安装完成后，对其进行施压，施压荷载根据墙体应变变化情况确定，既施压至需切断部位墙体应变值为零；③每段墙体千斤顶安装完成后，应对墙体的应变情况和竖向位移情况进行调整，使其应力分布均匀，避免局部应力集中或变形过大而造成结构损伤。

2.4.5 结构分离

为了尽量减小墙体分离后对房屋结构的整体影响，分离和抬升施工应避开大风、地震等极端天气进行施工。抬升千斤顶全部安装完成后，检测各千斤顶施荷情况并对其进行锁紧固定，并设置临时支撑垫块进行保护，检测结构的应力、应变、竖向位移及倾斜情况，均未发现异常情况后，首先采用小型电锤剥离墙体钢筋保护层露出钢筋并切断，通过机械式千斤顶施压，分离该部位混凝土。分离部位选择在抬升孔高度范围的中间位置，待抬升纠倾结束后，修理分离位置，进行恢复。

2.4.6 连接恢复

房屋抬升至设计值后，临时锁定抬升千斤顶恢复墙体连接。焊接抬升洞口处断开钢筋，并采用加固型微膨胀混凝土进行浇筑，待浇筑混凝土强度满足设计要求后，再分段撤除千斤顶，直至全部完成。

为保证抬升断开处墙体连接效果，连接前先剔除连接部位墙体混凝土，沿分离缝上、下各剔凿100mm混凝土保护层，露出结构内钢筋，将钢筋清理干净后，采用同规格短筋将原结构钢筋焊接连接。钢筋连接完成后，对断开区域凿毛清理，采用高强、微膨胀加固型混凝土进行浇筑。

3 结束语

本工程钢管桩静压施工过程中的沉降观测数据显示：观测后期该工程沉降速度为0.002㎜/d，根据JGJ 8-2007规程相关规定，建筑物沉降已处于稳定状态。上部结构整体抬升纠偏后经观测建筑物各观测点实测顶点侧向位移值均未超出《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)不适于承载的界限值。事实证明采用基础钢管桩加固和上部结构整体抬升纠偏方法可靠，效果良好，值得大力推广。