建筑物纠偏加固技术分析

王敬堂，田智高

（1.冶金工业部华东勘察基础工程总公司，安徽 合肥 230088；2.中新苏州工业园区华园科技发展有限公司，江苏 苏州 215000）

0 引言

建筑物纠偏加固根据建筑物现状如下：差异沉降但没有超过标准，一般采用基础托换和后压桩处理，差异沉降但已超过超过标准，一般采用基础托换和顶升处理，差异沉降已超过超过标准，建筑物倾斜，一般采用基础托换和顶升或掏土纠偏处理。本文就差异沉降已超过超过标准并且建筑物倾斜探讨具体工程中的使用技术。

1 工程概况

山东滨州某厂区综合办公楼：主体（该单体面积2751.27m2，地上结构4层，东西长度40.44m，南北宽度15.94m，建筑高度18m，框架结构，基础为独立承台浅基础）；在综合办公楼主体基本完工时才开工建设办公楼北侧的雨水事故水池，雨水事故水池与综合办公楼位置关系见图1，而雨水事故水池基础埋深较深，为超一定规模的危险性较大的分部分项工程，临近综合办公楼一侧的基坑采用了钢板桩支护，且支护方案经专家论证通过后实施。而雨水事故水池事故因受跨寒冷冬季等因素影响，施工周期长达一年；在雨水施工水池施工过程中，建设单位委托当地有资质的测绘单位对基坑及临近建筑进行变形监测，发现综合办公楼基础发生不均匀沉降，且局部沉降差超过国家规范相关要求。建筑物基础差异沉降（差异沉降达到8.643cm），如图2所示。

图1 雨水事故池基坑支护

图2 建筑物基础差异沉降（差异沉降达到8.643cm）

在雨水事故水池施工完成后，施工单位对办公楼和基坑之间采用了掺4%水泥的黄沙回填并夯实，对办公楼基础外侧土方进行了注浆加固，对钢板桩桩孔进行了注浆封堵。纠偏前建筑物倾斜度如表1所示。

表1 纠偏前建筑物倾斜度

根据现场检测结果，该楼所检构件混凝土强度、截面尺寸及钢筋配置情况均满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204—2015）及原设计图纸的要求；该楼沉降量呈现北侧大于南侧的现象，该楼整体倾斜已超过《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.3.4条“Hg≤24m建筑的整体倾斜允许值应不大于4‰，呈现整体向北倾斜现象。

综上所述，该建筑物整体结构良好，可以进行纠偏加固。

2 工程地质条件

4层粉质黏土（Q4al）：灰色，灰褐色，含云母片，可塑，稍有光泽反应，有摇振反应，干强度及韧性中等。场区普遍分布，厚度为1.90～7.20m。

该场地地下水的类型为第四系孔隙潜水，补给来源以大气降水为主，排泄途径以地面蒸发为主。勘察时提供：平均水位埋深为2.95m，相当于标高为7.01m；水位变化受季节影响明显，建筑物北侧基坑开挖时地下水流失影响较大。

3 原因分析

（1）建筑物持力层以粉土为主，局部有粘土层，在外力作用下，会产生摇振反应，不均匀受力会产生承载力变化而发生差异沉降。本项目办公楼北侧后施工基坑，北侧污水处理水池开挖深度达到地面以下6.7m，办公楼基础埋深2.5m，高差4.2m，办公楼基础边距离基坑边水平距离7.5m，造成办公楼北侧基础沉降并呈现整体向北倾斜现象，主要是基坑开挖降水造成建筑物持力层失水压缩。

（2）基坑采取了锚索加钢板桩支护形式，锚索钻孔15m，其中7m进入承台底部土层，对承台持力层产生扰动，是产生沉降原因之一。

（3）在基坑支护及土方开挖工过程中的不规范施工也是影响因素之一，根据现场了解，土方开挖没有遵循分层开挖工序，在锚索施工不到位的情况下，存在一挖到底现象，虽然及时制止并进行了回填，但已造成办公楼持力层变形。布置在基础底部的锚索施工过程中，钻孔与布索、注浆不连贯，曾出现塌孔现象，也对综合办公楼独立基础不均匀沉降产生极大影响。

4 本工程采取的施工工艺

4.1 纠偏目标控制值

本工程最终纠偏处理结果应保证办公楼各独立承台基础的沉降差缩减到0.020m以内且不对办公楼主体结构造成任何损伤。

4.2 纠偏方案的选择

综合楼基础形式为柱下独立基础，基础底标高为-2.400，且北侧1~2轴、3~5轴之间存在条基。基础在地下水位之上。建筑物持力层土层为粉质土，采用水钻掏土和堆载加压法结合纠偏。

沉降超标基础采用注浆加固，阻止后期沉降。

4.3 施工工艺

4.3 ．1施工监测

基准点作为变形监测的起始依据，其稳定性十分重要，基准点要求稳定可靠，本项目分别南北两侧分别布设基准点，基准点选择在相对稳定且远离加固楼房。

（1）建筑物倾斜监测：本工程采用2台徕卡机器人进行建筑物倾斜监测。

建筑物的倾斜监测应测定建筑物顶部监测点相对于底部监测点或上部相对于下部监测点的水平变位值和倾斜方向，并计算建筑物的倾斜率。

倾斜监测方法应根据建筑物特点、倾斜情况和监测环境条件等选择确定。

倾斜监测点布置在建筑物的角点和倾斜量较大的部位，并应埋设明显的标志。

倾斜监测报告内容包括倾斜监测点位布置图、倾斜监测成果表、主体倾斜曲线图，倾斜监测成果分析与评价。

纠偏工程施工沉降监测应测定建筑物的沉降值，并计算沉降差、沉降速率、倾斜率、回倾速率。

纠偏沉降监测等级不应低于二级沉降观测。

沉降监测应设置高程某准点，基准点设置不应少于3个；基准点的布设应设置在建筑物和纠偏施工所产生的沉降影响范围以外、位置稳定、易于长期保存的地方，并应进行复测。

沉降监测点布设应能全面反映建筑物及地基变形特征，除满足现行行业标准《建筑变形测量规范》（JGJ 8—2016）的有关规定外，尚应沿外墙不大于3m间距布设。

沉降监测报告内容包括基准点布置图、沉降监测点布置图、沉降监测成果表、沉降曲线图、沉降监测成果分析与评价。

（2）监测频率：倾斜监测3次/d，沉降监测2次/d，施工部位实时监测。

4.3.2 建筑物北侧已沉降承台加固

（1）承台周边注浆加固：建筑物北侧6个承台已沉降，首先进行承台边进行注浆加固[1]。

（2）承台加固：承台周边注浆加固水泥固结后，开挖承台上部土体，在承台上钻孔，放入注浆管，固结后注浆。

（3）注浆：双液注浆的工艺流程为布孔→钻孔→封口→注浆→封孔。

布孔。根据地质报告，拟定本方案注浆孔距为1m，按基础边缘均匀布孔。承台布孔1~2个。

布孔注意事项：结合现场实际情况，应先熟悉原建筑图纸，掌握其基础特点，孔位应避开原混凝土基础。现场实际操作过程中应该综合考虑各种安全因素，并尽可能做到均匀布孔。

注浆是先在待加固地基中按规定的位置钻孔，在孔深达到规定位置以后，封口进行注浆。注浆压力控制在0.2Mpa~0.5Mpa之间，宜先小后大，逐渐增加，达到设定值后稳定40min再进行下段施工，直到整个孔注完为止，再进行下个孔的施工。

每个孔注浆完后，拔出注浆管，注浆孔用1☆2水泥砂浆或细沙砾石填塞密实；亦可用原浆压浆堵口。

注浆填充率要根据加固土要求达到的强度指标，加固深度、注浆流量、土体的孔隙率和渗透系数等因素确定。饱和软黏土的一次注浆填充率不宜大于0.15~0.17。因本工程视现场情况确定，直到注浆将土体中的空洞填实注满为止。

注浆加固土的强度具有较大的离散性，加固土的质量检验宜采用面积平均法进行评判，在施工过程中，根据注浆压力大小的变化，调整局部区域的孔距，以达到加固效果均匀的目的。

4.3.3 水冲法掏土

（1）建筑物南侧开挖工作坑开挖图带水钻孔。

（2）掏土孔注浆。

4.3.4 迫降施工

根据现场施工情况及沉降观测情况确定迫降方案，在综合楼的南侧进行堆载，采用迫降点堆载方案使其迫降达到纠偏的目的。迫降时及时测量各观测点的沉降情况，以确定迫降行程。

堆载加压法施工应符合以下规定。

（1）堆载材料选择应遵循就地取材的原则，选择重量较大、易于搬运码放的材料。

（2）堆载前应按设计要求进行结构加固或增设临时支撑，加固材料强度达到设计要求后方可堆载。

（3）堆载应分级进行，每级堆载应从建筑物沉降量最小的区域开始，堆载重量不应超过设计规定的重量，当回倾速率满足设计要求后方可进行下一级堆载。

（4）卸载时间和卸载量应根据监测的回倾情况、沉降量和地基土回弹等因素确定。

5 技术分析

5.1 掏土沉降量控制

掏土采用带水陶土法，可以根据观测沉降数据，调节给水量控制出土量。控制单日沉降量小于5mm。

5.2 沉降承台注浆加固

沉降满足要求后立刻采用双液注浆加固承台，浆液初凝时间控制在10min，初注后48h进行二次注浆[2]。

5.3 小结

通过本次工作，达到了纠偏目标，满足设计要求。本工程采用了掏土、加压、注浆加固复合法。纠偏后各承台差异沉降如图3所示，纠偏后建筑物倾斜度如表2所示。

图3 纠偏后各承台差异沉降

表2 纠偏后建筑物倾斜度