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岩土研究院

工程实例-住宅楼加固工程的设计和施工

276 2022-01-07 10:13:03

一、工程概况

新乡化纤厂4号和5号住宅楼,每栋建筑面积为1814.4m²,6层,层高3m,建筑物总高度为18.8m,长 28.8m,宽10.5m,砖混结构,坐落位置见图4.1-28。

该楼按 8度抗震设防,墙下钢筋混凝土条形基础,基础理深-2.1m,外墙厚370mm,内墙厚 240mm,层层设置钢筋混凝土圈梁,墙体交接处均设置构造柱,楼板为预应力空心板加 30mm厚加筋混凝土整体后浇层。

该楼于1995年2月开始施工,当年12月竣工交付使用。搬迁期间发现两侧楼外纵墙出现正八字形肉眼可见的明显斜裂缝,1996年 2 月底裂缝基本稳定,至 3月底裂缝未继续发展,裂缝宽度最大 1mm.,顶层小,底层大(图4.1-29)。

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二、工程地质条件

该工程的场地仅有普勘资料,基础坐落在粉质粘土层上。地耐力 f.=160kPa。楼外纵墙两侧人防工程未拆除。人防工程底板为 30cm厚整体钢筋混凝主板。底部下部土层为含钙质结核较多的粉质粘十.硬塑,f=180kPa.地下水位深一10.50rm。人防部位用素土分层夯实,要求干密度 1.7g/cm²³,总厚度 2.0m,设计取值 f.=120kPa,实际基底应力为100kPa。

通过场地进行补勘和楼前后原残留人防工程开挖和钻探。发现地下室底板上有较多积水(深达 70cm),底板两侧下地基土含水量明显偏高,土质呈软塑或可塑。底板下土质较硬,地基士层分布如图 4.1-30所示。

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三、裂缝原因分析及加固性评价

(—)楼两侧人防工程未拆除。而住宅楼基础下残留底板与楼外地下工程地板是相通的,楼外人防工程中长期积水,向地基土中渗透,造成楼下填土地基含水量增大,地基土软化,从而造成中间(填土厚)沉降大,两端沉降小,引起地基产生不均匀变形和外纵墙体产生八字形裂缝。而窗间墙下〈底层)水平裂缝是位于填土最深部位,裂缝处于基础下沉量最大部位,致使墙体直接受拉开裂。

(二)该住宅楼的钢筋混凝土条形基础,置于厚薄不均新回填土层上,设计时尽管实际基底压力较低(100kPa),但回填土为欠固结粘土,使整栋建筑物基底沉降不均匀,从而引起房屋开裂。

通过调查、地质勘察及裂缝详细测绘,该工程只在非承重墙(外纵墙)上产生裂缝,山墙上产生少量轻微水平裂缝,而楼板和承重横墙均未产生裂缝。该楼抗震设防措施较好,通过选择恰当的加固方案,加固后建筑物可完全消除地基隐患,增加地基及基础整体刚度。建筑物可恢复正堂,安全使用。

四、方案的选择、演变

(一}方案选择

1.将楼两侧人防工程开挖,人防地下室内外用3∶7灰土分层回填夯实(每层厚25cm,夯成15cm),并对室外下水管道进行防漏加固,排除地基水患;

2.采用锚杆静压桩,承受70%的全褛荷载。无地下人防底板的部位,在条基上成孔然后直接压桩;有地下人防底板的部位,采用机具将人防混凝土底板凿洞,然后压桩。总的布桩原则为中间稍密,两端稍稀。桩尖置于一9.0m 处密实的细砂层或含厚硼石的 -5m--6m处密实原状土层上。单桩承载力为150kN。

3.上部结构裂缝的加固

(月)墙面细微裂缝;仅粉刷开裂,砖砌体未开裂),可凿除开裂部位粉刷层,用高标号导水泥砂浆抹面处理;

(2)已开裂的墙体应扩大开凿裂缝部位.用环氧水泥浆压力充填,使原墙体牢固粘结、再抹表层砂浆;

(3)对裂缝较大或墙内外已裂通的部位;除按上述方法处理外,还应在墙内外侧裂缝部位挂钢丝网加固墙体后,再涂抹高标号水泥砂浆;

(4)室外散水施工应确保质量,并可部分硬化室外地面,防止雨水渗人地下。

(二)加固方案的演变1.由方案一向方案二的演变

按照上述加固方案,在地下人防工程底板成孔时,因室内场地狭窄,地下室底板较深,成孔施工极为困难,故将加面方案改为大直径人工挖孔桩、条基改为筏板基础的结合技术方案,桩位布置见图4.1-31。桩径1、0m,桩深至-7.0m(密实僵石层)。施工顺序为先挖①号桩孔至-5.0m,成孔后不浇混凝土(应力解除).然后校③号桩孔并浇混凝土,再控②号孔和浇混凝土,,最后将①号孔挖至-7.0m 浇混凝土,桩顶插筋,将全部混凝土浇筑完毕后.由中间向两端将条形基础改为筏板基础。

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2.从方案二向方案三演变

根据方案二.当成③号桩孔时,发现基础下回填土含水量很大,而原状土含水量很小,住宅地基土层性状差异较大是造成住宅楼不均匀下沉的重要原因。所以地基方案应是以地基土加固改善土性为主,分流承重荷载为辅的合理技术措施,从而演变为三号方案。即将加固方案二中的井中填C15级素混凝七方案,改为回填双灰料方案,在软塑状填土层中回填3∶7 双灰料;在可塑状土层中回填4∶6双灰料;在硬塑状士层中填5∶5双灰料。

通过双灰料的吸水、膨胀、挤密、发热和胶结作用,改良地基土性,对地基进行综合有效处理,从而达到降低工程造价,加固效果良好的目的。

双灰井桩的构造见图4.1-32;条基改筏板的钢筋连接见图 4.1-33;桩顶盖板配筋见图4.1-34。

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③号桩为保持有足够桩长,不做土塞,将双灰料一直夯至条基顶面,然后再用人工挖除多余灰料,如图4.1-35所示。

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房内挖孔作业时,应防止在同一基础两侧同时作业,以免造成基础严重扰动,拖工顺序见图4.1-36∶每个房间双灰桩施 工完半后,应立即浇灌盖板及筏板混凝土,养护 24 小时后立即回填房心土。

为保证基础回填土不再渗水,在楼南北两侧各布置14根1.0m直径、间距1.0m 的双灰桩,桩长以挖至人防底板或硬塑土层为止。上部土塞厚1.4m(基础底标高以上)。五、技术经济效果

整个加固工程由1996年3月初开始到5月底结束。并经过3个月的沉降观察,和 1996年8 月份的洪灾考验,该楼不再发生沉降和裂缝,建筑物稳定可靠,取得满意成果。

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