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岩土研究院

工程实例-大酒店营业楼排险加固纠倾

306 2022-01-17 10:01:53

一、工程概况

呼和浩特二轻大酒店大楼建在中山西路丰州商场北侧。建筑面积6269rr²,6层框架结构,基础选用人工挖孔大口径灌注桩。1991年夏季设计,当年 11月份破土动工,12 月份完成全部墩基础。因资金短缺、工程拖延到 199 年 5 月完成全部框架、主体建筑相继完铝。

二、工程地质条件

酒店位于呼和浩特市旧城区。地势低洼,地下水位埋深只有 3m左右,土层土是软塑到流塑状态的杂填土、粉土和粉质粘土。至 5m 左右见粗砾砂.粗砾砂土层还往往夹有0.2~0.4m淤泥薄层或透镜体。粗砾砂层以上的土层,经静力触探表明,静力触探端阻力只有0.5~1.0.MPa,承载力和变形模量较低,因而不宜采用天然地基,最后设计了一柱一桩的人工挖孔桩,43根柱加电梯并,一共采用45根桩,桩径 800mm,扩大头直径 1000~1500mm;设计桩长5.6m,要求桩端进入粗砾砂层不小于 lm。

三、建筑事故情况

1993年6月底,正当大楼主体结构施工接近尾声,工长突然发现酒店门厅支合板方木有些被压断;有的松弛掉下来。各柱间大部分拉梁被剪断,肉眼可看出各混凝土柱不均匀下沉的痕迹。仅就1993年5月 20日,5 月 24日和7月1I日四十多天三次沉降观测大楼门厅中央人口处沉降量最小值为96mm,而沉降量最大值的柱却为158mm,大楼明显向东北向倾斜(图4.5-10)。

四、事故原因分析

(一)设计人员未在设计图土说明施工顺序和桩的检测方法。对如何降水、护壁、检查桩径和扩大头尺寸、鉴别持力层等施工方法,图上也未加说明要求;

(二)施工单位对成桩质量没有保证措施。场地在 5m 多可见稳定粗砾砂层,可是很多根桩孔只挖到 4m.多.见到粘性土中的砂夹层或透镜体就误认为已落在稳定的粗砾砂层上,实际桩端落在孔内残留虚土、软塑粉土或淤泥质土上因面产生过大的桩端七压缩沉降;此外,成桩孔时没有采用降水护壁措施,造成孔壁坍塌、孔底积水和残留泥土过厚,保证不了设计扩大头尺寸等弊病;

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(二)施工单位没有专门安全质量体系人员,没有自检制度。建设单位也没有监督检查。

五、托换方案的选定

与浸水、注浆或旋喷等方法相比较,最后采用了静压桩托换纠倾方法。根据压桩的多少和先后顺序来调节不均匀沉降和进行纠倾。即在沉降量大的门厅和电梯井部位先托换压桩,而且要超过计算荷载补足;对沉降量小的部位采取后补、少补乃至不补。

采用静压桩加固的最大困难是没有传递反力的支承点。挖孔桩只有φ1200ram 和厚600mm 的桩帽.此桩帽下有 φ800mm 的桩径,周边只宽出 200mm;桩间拉梁也只有 500mmn 宽和 300mm 高,目梁内配筋少.所以桩帽和拉梁都不能做压桩的反力支点。惟一的办法是加大原桩帽直径和高度.即扩大原桩帽的尺寸,并按计算配足钢筋。

施工方法是先开挖掉桩帽下周围土方,露出拉梁和桩帽,混凝土凿毛、绑扎钢筋、支模、浇注混凝土制成扩大支承面积的圆形桩承台,待浇灌的混凝土达到设计强度时,再在承台下压桩托换纠倾。

六、纠倾施工过程

根据沉降观测数据.大楼是由南向北和由西向东倾斜;楼两端向中间门厅倾斜(图 4.5-10)。

压桩纠倾从沉降量最大,沉降速率最快的门厅的前部和中部的几根柱子开始,施工从1993年7月3日开始至9月26日结束。托换压桩顺序是;A轴6号柱、A轴7号柱、C轴6 号柱、C轴7号柱及电梯。每根柱下托8根桩,电梯井下托5根桩.以每根桩静压实测桩阻力450kN计算,考虑安全系数1.5.则8根桩的支托力可达到 2000kN,完全可达到原选用人工挖孔灌注桩的设计承载能力(图 4.5-11)。

桩的材料使用包钢生产的219×8无缝钢管。从施工时观测资料看,这第一批柱下托换加固初期的一些柱子沉降速率反而加大,分析原因是开挖和凿毛混凝土后减少了摩擦力所致,但不久沉降速率就变得很小,起到了托换桩的加固作用。

同时又观测到与已托换门厅柱子相邻的柱子沉降速率还大,为了调整不均匀沉降,又开始了第二批托换静压桩纠倾施工。

从1993 年11月15日开始.一直延续到 1994年5月,托换纠倾方法仍然是用桩数的多少和压桩的先后来进行沉降差异的调整。这次调整的顺序及桩数为C轴5号柱托6根桩、A轴8号、9号柱托6根桩、A轴5号柱托4根桩、A轴1/5号柱托2根桩、A轴1/7号柱托2 根桩、A轴10号柱托 2根桩。第二批托换纠倾共27根桩。

七、技术经济效果

呼和浩特市二轻大酒店发生急剧沉降和倾斜,经过两次用静压桩托换纠倾调整,终于将沉降量和沉降差调整到规范允许范围之内。排除了危险,避免了倒塌,挽回了4 千万元的经济损失。