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岩土研究院

工程实例-商办楼搅拌桩复合地基筏板基础钻孔射水掏土法纠倾

266 2022-02-10 10:59:32

一、工程概况

上海市某商办楼系七层钢筋混凝土框架剪力墙结构,局部八层。设有半地下室车库一层,地下室底板即为房屋板基础,埋深-3.630m。该筏板基础原设计厚度 350mm,东、南、西、北各边分别从轴线向外悬挑1.8、1.0、1.6、1.0m。实际施工时板厚改为 400mm,四周的悬挑长度各减少了一半。

设计要求的地基承载力为130kPa,故用水泥搅拌桩对地基进行加固。水泥搅拌桩为单头、直径 500mm,桩长15m,桩端位于4淤泥质粘土层,距5-1粘土层顶2.45m。桩距1.1m ×0.9375m,总桩数340根。在成桩后45d和 54d各做了一台单桩复合地基载荷试验,测得复合地基容许承载力分别为114kPa和 125kPa。按规范规定的 90d强度换算,复合地基承载力能达到130kPa的设计要求。

本工程于1985年4 月中旬开工同年10月上旬结构封顶。结顶后房屋开始出现较大

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第一次采用注浆法纠倾,设计分两步进行。第一步在底板沉降大的外侧注浆,第二步在电梯井底板土钻孔注浆。但第一步注浆便扰动了地基,加大了不均匀沉降,纠倾被迫中止。第二次纠倾在 11月上旬进行,采用锚杆静压桩加固沉降较大的筏板东北角悬挑部分。桩截面为200rm×200nm,桩长 16m,桩端位于4层土中。计在筏板悬挑部分压桩 18根,在水泵房基底压桩4根,总数22 根。在压桩施工期间和压桩后两周内,东北角沉降继续发展.约下沉 65rwm,随后沉降得到控制。但房屋倾斜已大大超过规范的限值(参见表6-30),需要进行第三次纠倾。

二、工程地质条件

地基土层分布和主要物理力学性质指标见表6-29。三、倾斜原因分析

(一)竖直荷载偏心。电梯井(八层)、屋顶水箱、地下水池等重荷均位于房屋东北部。修改设计后,减小筏板悬挑和取消西北部内隔墙则进一步加剧了偏心。据计算,纵向重心偏二0,95m,偏心率4.38%;横向重心偏东0.17m,偏心率1.07%。

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(二)不排除东北角水泥搅拌桩的施工质量问题以及因场地窄小可能造成树根桩基坑围护系统对筏板沉降的阻碍作用。

四、纠倾设计和施工(一)方案选择

比较了几种纠倾方案∶房屋体量大,不适宜用堆载法。采用已压入的22 根锚杆桩阻沉,让西南角自然下沉纠倾把握不大,即使可行也需要很长的工期。在东北角注浆上抬基础也难以成功,因为基底压应力大,加上已施工的锚杆桩对注浆上抬的阻力,而水泥搅拌桩的存在又减少了可注浆的土面积,使注浆上抬力矩很难大于房屋偏心力矩。最后决定采用在房屋西南角钻孔射水掏土,迫使西南角下沉的纠倾方案。

(二)方案设计1.取土孔布置

根据孔深必须超过桩长和孔底的水平投影不超过筏板宽度的二分之一范围的原则,在房屋西南角 A 轴外侧底板边布置八排斜孔,孔号为1#~8#(图6-50)。每排两孔,孔径400mm,倾角分别为73°和64°,斜长约为21.3m,钻至5-1土层顶(图6-51)。斜孔应从搅拌桩中间土体穿入基础下。不得钻断搅拌桩。

2.纠倾目标和速率

要求房屋使用阶段的倾斜率小于4%,考虑纠倾后电梯设备,水池水箱等荷载的施加还会使东北角产生一定沉降,确定纠倾结束时的房屋剩余倾斜率应小于2.5‰。纠倾速率控制在10mm/d 以下。3.射水掏土和清孔

射水压力不大于 200kPa。射水掏土顺序依次从1#孔到8#孔先掏73°孔一遍。再返回掏 64°孔。按上述钻孔结束后,进行清孔,暂定每孔清两次。

4、堆载加压

为加快西南角的沉降速率,在地下室底板和底层楼板的一定范围内堆放近 200t的建筑材料加压。

5.加大底板尺寸

加大东北角底板尺寸。使其与基坑围护的树根桩或搅拌桩相连,以减少纠倾后东北角的后续沉降。

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(三)纠倾施工要点

1.采用信息化施工方法,根据监测结果不断完善设计方案。

(1)在1+~8F的16个斜孔钻完后,发现西南角的沉降速率未达到预估值,决定在4轴墙板下搅拌桩和围护树根柱之间增加一排O#斜孔,倾角也为 73°和 64°。由于间隙小,孔径为2.50mm。

(2)清孔开始后,西南角的沉降速率大大增加(例如,在两次清孔的15d内,C1测点平均每天沉降5.5mm,最大一天沉降达9mm。),但离 2.5%的纠倾目标尚远。根据当时房屋各点的沉降量和沉降差,决定在 8#孔以后再增打68°孔5个,孔号为9#~13#〈图6-50、图6-51},并清孔一次。

2.注浆封孔、纠倾结束

在房屋各个方向上的倾斜率都已达到纠倾目标后,开始注浆封孔。采用SYB50/50型液压注浆泵,注浆管为花管底端"闷头",直径25.4mm。浆液配合比(重量比)为粉煤灰∶水泥∶水玻璃=3∶1∶0.02,水灰比为0.45,水泥用425新鲜普通硅酸盐水泥。

五、纠倾效果

纠倾前、纠倾各主要阶段和纠倾后房屋角部各测点之间的沉降差和相对倾斜率见表6-30,可知纠倾取得了成功。

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