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岩土研究院

工程实例-酒洲苑住宅楼纠倾加固

307 2022-01-12 08:54:25

一、工程概况

酒洲苑位于宜兴市宜城镇,东为宜杭公路,南靠宜兴日报社,西为土于村,北侧为河流。场地原为农田.第一期工程为新建六幢六层公寓住宅楼。每幢住宅楼长 25m,宽10.8m、高18m,上部为砖混结构,下部为天然地基上条形基础,基础平面见图4.3-40。六幢住宅楼于1993年开始建设,当年封顶,1994 年初发现建筑物由南向北倾斜,据无锡地震台测量资料.,于1994年4月23 日测得的结果,其中 B、C、D、E、F瞳楼的倾斜率分别为8.9%、8.6%、10.6‰、12.8%、12.2‰o,远远大于建筑物规定允许倾斜值4%,且沉降平均速率为0.38mm/d,远大于规范规定0.01mm/d的稳定标准,由此引起了建设方宜兴市中宜实业发展有限公司以及宜兴市建委等有关领导的高度重视。经多次专家会议后,决定采用锚杆静压桩对其进行顶桩掏土纠倾加固。

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第三层主为淤泥质粉质粘土,最大含水量为 55.7%,一般为49.7%,最大孔隙比为1.61,一-般为1.39。

二、倾斜原因分析

根据以往倾斜工程的经验教训并结合本工程的特点,综合分析其原因如下∶

(一)勘察提供了过高的承载力

基础底面下的受压区范围内土质差是造成工程的沉降与不均匀沉降的关键。基础埋于的第二层土厚薄不一,p、值变化很大,该层土的承载力是达不到170kPa,这也被第二次复核勘察所证实。另外、第三层十厚度为4~5m。而p.值明显突变,用孔隙比和含水量来判断十的承载力可能有较大误差,第三层土的承载力提 70kPa也可能过高,由于这两层土所提供的承载力过高,所以,当建筑物建到第六层封顶后,地基中的设计荷载达到较高数值,下卧层土进入塑性变形.从而造成明显下沉。

(二)设计用足了地基承载力,对第三层土没有作必要的处理

从设计角度来看,虽然设计所采用的地基承载力均未超过地质报告所提供的承载力值,但从实际数值来看,设汁数值都将进入临界状态,没有一定安全储备,若实际土质与勘察有出人及局部荷载发生变化时,其后果就不堪设想,从工程的室内布置就可看出,北面荷重较大有楼梯间、厨房、卫生间等,隔墙较多,使北侧地基应力较高;而南侧是大开间的卧室,则地基应力就比北侧为低,所以造成北侧变形大,南侧变形小的倾斜现象。第二层土厚薄不均. 第三层土土质很差,设计中都未做任何处理,致使加剧了倾斜现象。

(三)外部条件

酒洲苑北面有大片水域,地基受荷载后,引起的超孔隙水压力,很容易从北面排出,沉降固结较快,另外河水水位变化加剧了排水固结,所以导致建筑物普遍向北倾斜。

四、纠倾加固设计

(一)方案及纠倾加固原理

纠倾采用顶桩掏土可控纠倾新技术,其原理就是在沉降多的一侧先压止倾桩,制止继续沉降和倾斜,并造成一个反倾力矩;然后在沉降少的一侧进行掏土,利用软土的塑性变形.使建筑物缓慢而又均匀回倾过来,使之纠倾,当达到所需要求的倾斜值后,即进行保护桩压桩施工,使之达到可控的目的。

(二)布柱原则及布桩设计

根据历来纠倾加固处理经验,纠倾工程的布桩位置均布在建筑物外围边。其主要理论依据是∶建筑物基础边缘应力较高,地基土容易产生塑性区,通过周边布桩可以降低基础边缘应力,从而达到倾加固的目的。此外.纠倾加固往往在居民不搬迁情况下进行.为了不影响居民正常生活,往往也需进行周边布桩,只有当周围布桩布不下或明显不合理时,才考虑室内布桩。

结合其布桩原则,对 F幢共布桩 26根,北侧加固桩 16根,南侧保护桩 10根,都布于建筑物外周边,详见F 幢布桩图,见图4.3-40。

(三)桩基设计

桩断面为 200×200mm,桩长 8m,桩尖持力层选在第五层土,桩节长 2m,用硫磺胶泥接桩,单桩容许承载力为180x.N。

五、纠倾加固施工

(一)正倾桩施工

1.对需纠倾加固建筑物进行沉降和倾斜观测,测出建筑物实际倾斜值,并进行系统的沉降观测工作;

2.根据桩标准图进行制桩;

3.把需纠倾加固建筑物北侧基础面上的土清除干净,开凿压桩孔和锚杆孔;

4.由于北侧基础较狭,底板较薄。必须对部分桩孔基础承台进行加固处理,才能满足压桩要求;

5.压桩施工时,其压桩力采用230kN,为1.3倍单桩容许承载力;

6.清理桩孔.砍掉外露的桩头,焊接交叉钢筋,采用 C30微膨胀早强混凝土封桩。

(二)纠倾施工

1.掏土纠倾采用两种方案,其一在建筑物南侧基础边已开挖的状态下,用麻花钻取土,创造南侧第三层土侧向塑性变形条件,其二将沟槽回填,在保护桩孔内冲水取土纠倾,采用哪一种方案,视各幢既有建筑的施工条件决定。无论采用哪种方案。必须严格通过沉降观测,,指导其均匀缓慢的向南回倾。

2.回倾到接近规范规定的倾斜率5‰时,开始回填北侧基坑,严防在纠倾过程时基础底与地基土有脱空现象,回填土必须分层夯实。

3.在南侧开凿的压桩孔中,完成保护蛀的压桩施工,压桩时由于拖带现象,会产生.良好的自然回倾,其封桩的时间可由测得的倾斜率控制决定。

六、技术经济效果

五幢楼 B、C、D、E、F经纠倾加固后,其倾斜率分别为1.8‰、1.9%、1.45‰、0.7‰、2.47‰;都小于规范规定允许倾斜值,完全满足了正常使用的要求。

图4.3-42系 F幢楼的时间-沉降曲线图。从图中可明显看出二点,其一纠倾期间南侧沉降明显增大;其二纠倾加固结束,沉降曲线南北侧都渐趋平缓,这表明其沉降已渐趋稳定,纠倾加固效果显著∶住宅楼按时验收,获得了良好的技术经济效果。

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