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岩土研究院

工程实例-大楼配电房条形基础钻孔取土、开沟水冲掏土纠倾

293 2022-02-10 10:22:34

一、工程概况

湖北某大楼配电房为二层夹一层技术层的砌体承重结构,基础外包平面尺寸20.1m×12.6m(图6-44),楼高 11m。采用钢筋混凝土条形基础,埋深1.1m,基础下为10cm厚的混凝土垫层和15cm厚的砂砾垫层。配电房于1987年建成,1992年邻近新建两幢 27层高楼,当邻楼基坑开挖后该楼开始下沉和倾斜。至 1994年 8 月纠倾前,西北角墙体向北倾斜已达18.6%,平均倾斜率为17%0,大大超过危房标准;且室内地坪严重开裂,缝宽最大超过20mm.墙、屋盖和楼板梁已多处产生裂缝,遂决定纠倾。

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二、工程地质条件

地表有一层厚度超过 3m.的杂填土层,该土层很不均匀,含松软堆积物;以下依次是粘土、粉质粘土、粉细砂夹粘土。

三、倾斜原因分析

明显是相邻基坑开挖的影响。邻楼基坑壁距配电房基础的边缘不到3.5m.用钢板桩支护,支护能力不足.致使配电房北侧地基土向基坑方向产生过量的水平位移和下沉。

四、纠倾设计和施工

(一)方案选择

考虑建筑物严重倾斜、并有多处裂缝的情况,以及地基持力层是复杂松软的杂填土,而5~6m深度以下存在软塑状态的粉质粘土层,确定"以纠倾为主,纠倾和加固相结合"的原则。初定方案是用钻孔取土法纠倾,浅层注浆法加固杂填土地基。

实际施工中采用信息化方法,根据纠倾的发展过程调整方案,补充新的方法或措施,最终达到纠倾目标。

(二)方案的设计和实施

纠倾全过程大致可以分为以下几个阶段,各阶段的历时和纠倾效果见表6-26。

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1.竖直向深部掏土阶段

该阶段是原定钻孔取土法纠倾方案的核心内容。在沉降较小的南侧布设取土孔 9个,孔径 400mm,孔距2.5m,孔中心距墙勒脚1.6m(图6-44)。孔中放置3.7~4.5m长的套管。掏土主要在粉质粘土中进行,并分两期实施。在第二期掏土的同时辅以降水方法。掏土前将地坪与配电房切开避免牵扯作用。

2.开挖沟槽阶段

在南侧开挖沟槽(图6-44),沟深2.2m、宽 1m,沟北缘与南墙勒脚边的距离为0.6m。沟壁竖直,并用槽钢加撑板支护。

3.水平向掏砂(土)阶段

在南侧6条南北向基础下同时掏按砂垫层,分三期进行。掏砂范围由近及远逐步延伸(1.5m-→2.7m→5.2m),由横墙下的条基中心(第一期)扩向两侧(第二期)再向北延伸至纵隔墙下(第三期),详见图6-44。总计掏土量约为 4.0m²³。

4.堆载及扰动地基土阶段

在南侧楼顶用土袋加载,,三天内共施加 300kN荷载,然后在水平掏土孔内扰动地基土。继续延伸掏土孔并掏出少量砂(土),掏出砂(土)约5m³。

5.堆载和水冲阶段

再在南侧楼顶挑梁上均匀加载 200kN,随后采用水冲法在水平掏土孔内冲刷地基土。6.沟内抽水阶段

每隔一天抽水一次,观测一次。7.回填孔、沟阶段

用水泥砂浆填塞水平掏土孔,拆除沟内支撑并回填。

8.北侧注浆加固阶段

按初定方案进行。在沉降较大的北侧设计11个注浆孔,并在地坪严重开裂的西北角室内另加3个注浆孔(图6-44),孔深2.5m.,浆压0.5MPa,使用普通硅酸盐水泥浆加膨胀剂。

五、纠倾效果

图6-45是纠倾过程中建筑物平均倾斜率与时间的关系,图6-46 是纠倾过程中房屋四

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角的沉降曲线。从图中可知∶1)钻孔取土法纠倾能保护原沉降较大一侧的地基土不受扰动;2)北侧测点上抬现象主要发生在南侧水平掏土〈包括冲水)阶段,当停 止冲水以后就开始回沉;3)用水泥砂浆填塞水平掏土孔对抑制地基土的后续变形效果明显。

因急于恢复生产,甲方要求提前结束纠倾。结束时(1994年 12月 17日)建筑物平均倾斜率降至6.06‰,至1995年.11月16日又降到5.7%o。