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岩土研究院

工程实例-高压旋喷在建筑物纠倾与加固中的应用

313 2022-01-20 09:47:17

一、工程概况

广东省南海市某铝材厂办公楼为三层框架结构建筑,东西长 23m,南北宽9.5m。基硅型式为柱下独立基础。该楼在外墙砌完,尚未进行墙面抹灰时,观测表明该楼基础发生不均匀沉降,该幢楼房向南倾斜严重,倾斜达 16.5%,超过地基基础设计规范4倍多。南北两轴线不均匀沉降和倾斜严重,造成地梁拉裂,墙体多处开裂,致使该楼无法继续施工,损坏严重,面临报废的危险。

二、工程地质情况及沉降原因分析

根据地质钻孔所揭露地层,本场地岩土层结构及性质如下∶①填土及耕植土———松软,厚1.5m;

② 淤泥及淤泥质土——灰黑色,夹腐殖质,流塑~软塑,饱和,压缩系数为1.38MPa-',属高压缩性土,承载力低,厚6.5m;

③淤泥质粉土——灰黑一灰白色,稍密~中密,饱和,厚约3.0m;④粉质粘土——灰~暗红色,夹泥质,密实,稍湿,厚度不详。

从地质资料分析,该楼房基础直接置于较厚的淤泥层上。淤泥层呈流塑一软塑状态,饱和,压缩系数为1.38MPa-!为高压缩性土层,这是楼房沉降大的主要原因;此外,该办公楼南面二层、二层向外凸出1.5m,致使南北两轴线基础受力不均。由于力矩作用,在荷载基本上已完成的情况下造成整幢楼房向南严重倾斜。

三、纠倾及基础加固方案

根据场地和地质条件,以及迫降纠倾的理论分析,采用单管旋喷法对该楼房基础进行加固,结合所用机具的特点。对楼房纠倾采用浅层和深层高压冲水掏十和辅以人工掏十的方法,

其体实施时,根据基础加固桩位布置图(图 4.7-28),首先在沉降严重的 B轴外侧,每个柱承台下完成一个旋喷桩,以防进行纠偏过程中建筑物发生意外。

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第二步,在沉降较小的 A轴,紧贴承台外侧和纵梁外侧,将旋喷机具下到承台底部 10~15cm处(图4.7-29),以高压泵产生10~15MPa的高压水流,只旋转不提升切削土体。

第三步,待外侧土体基本被掏空后,将旋喷钻机移至A轴内侧,先用人工方法掏空全部横向地梁底部的部分填土,重复第二步高压冲水浅层切削工作。

第四步,浅层冲水掏土结束后,分别于 A轴外侧及内侧将旋喷管下至承台和纵梁底部4~6m进行深层冲水掏土,同样只旋转不提升,以形成土体内部的孔隙(洞),个别位置采用人工掏控,以确保在整个纠倾过程中,楼房结构不会因受力不均而产生新的裂缝和变形。

第丘步,当纠倾工作完成后,A、B两轴沉降差在 2cm 以内时,立即进行A轴外侧承台下旋

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喷桩施工,随后再相继完成B轴内侧和 A轴内侧的旋喷桩,完成楼房基础的加固(图4.7-30)。

旋喷桩施工技术参数如下∶

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四、加固效果

施工检验旋喷桩桩径达 800mm,在上述纠倾与加固过程中,严格控制纠倾迫降速率.对楼房进行严密观测,保证整幢建筑物的安全。

纠倾历时 26 天,平均每天纠倾迫降量为 Smm,最终 A、B两轴沉降差由11.8~15crn 降至0.05~1.5cr.倾斜率主 l6.5%降至1.8%。,经历一年时间观测仍然保持在上述水平,不仅为业主节约了大量资金,而且积累了宝贵的工程经验;

(一)设计要充分考虑有关地基土体应力变化的规律;

(二)倾斜严重的建筑,在纠倾前要先采取一定的地基加固措施;

(三)淤泥层中采取切削土体的水压力以10~15MPa为宜;

(四)切削浅层淤泥土体时间以每次1~2min 为宜;

(五)深层切削淤泥土体深度以层厚一半为宜;

(六)切削土体时只做旋转不做提升;

(七)切削点的距离以1.5~2.0m为宜。