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岩土研究院

工程实例-住宅楼基础托换补强处理

314 2022-01-12 15:27:24

一、工程概况

云南某厂住宅楼为长 60m、宽9.6m、高17.3m.的六层混合结构。无沉降缝,仅中部设伸缩缝,每间均设构造柱,每层设现浇钢筋混凝土圈梁,,楼屋面为现浇钢筋混凝土双向板,砌体采用灰渣砖,毛石条基.但底部浇有 300mm厚的混凝土底板,埋深 2m,宽1.5~1.8m。

该住宅楼1990年5月动工,1991年1月发现伸缩缝两侧部分墙体开裂,至5月份裂缝继续发展,并具有如下特征∶

(一)墙体开裂集中在伸缩缝两侧的二、三单元,东西两段(一、四单元)墙体未发现开袭现象;

(二)开裂情况底层最为严重,纵墙开裂比横墙多,一楼以上裂缝逐渐减少。楼顶女儿墙伸缩缝错位达 80mm、楼底伸缩缝两侧纵.向地圈梁有两处折断;

(三)沉降值由东向西急剧增大,东端基本未观测到明显的沉降变形,西端约6个月沉降量达137mm,,且差异沉降仍在继续发展中。二、场地工程地质与水文地质条件

住宅楼施工前未作地基勘察。事故发生后沿建筑物周边设钻孔10个进行补勘。查明纵向各土层的工程地质剖面图如图4.4-31所示。各土层的物理力学性质指标见下表。场地主要承压含水层为圆砾层,其次为中细砂层。地下水综合稳定水位埋深0.7~1.1m。

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三 、事故原因分析

建造前未作工程地质勘察,基础设计有盲目性;场地东西两段地基严重不均匀;中段和两段主要受力层泥炭化土厚度不稳定。经对各地段持力层进行地基承载力校核,中西段严重不满足设计要求,致使基础产生过大的差异沉降,导致房屋严重开裂。

四、处理方案论证与工程试验

(一)共提出化学灌浆、锚杆静压桩和树根桩三种处理方案,经从各方案的可行性、施工难易程度、工期及费用等多方面进行分析比较,认为树根桩可在室内外均能施工,不需开挖,,对地基土基本不扰动,工程质量有保证,且工期短,费用不高。最终选定树根桩方案进行基础托换处理。

(二)施工工艺试验

在北纵墙外侧施工三根倾角为85°的试验斜桩,其中1号、2号桩为距墙角2.5m(兼作静压试验桩),3号桩穿过原基础作工程桩工艺试验。试验材料为525号普通硅酸盐水泥、豆砾石、洗砂。水灰比采用0.5∶1,灰砂比为1∶0.4,树根桩具体参数如下表。

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成孔工艺试验,采用两种方法;跟管钻进取芯清孔和不跟管不取芯,造浆护壁快速钻进. 两种成孔工艺均能保证成桩质量,后者施工速度快,但应严格控制清孔质量,根据成孔效果和工期要求,确定工程桩分室内外按两种工艺流程施工。

(三)单桩竖向静载荷试验

为确定斜桩竖向容许承载力,提供布桩设计依据,对1号和 2号两根试验桩分别进行了载荷试验,试验成果见下表。

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考虑试桩的容许承载力包含了 2m 基础埋置段摩擦力,实际单桩竖向容许荷载分别取135kN和115kN。

五、树根桩托换补强设计

根据勘察及静力触探资料,东部基础底以下0.4~0.6m深度内即存在承载力高、压缩性小的砾砂、圆砾下卧层,且未发现原基础有沉降,故设计原则确定只进行中、西部托换处理,而东部不予处理。

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六、树根桩施工及效果检测

(一)树根桩施工

施工时共投入 XY一1型钻机四台,总体施工按由西向东的方向、房内外同步展开,由疏加密的两个次序进行,历时 45 天,完成了210根桩的施工任务。施工中采取了有效措施,较好地解决了室内净高小(仅2.6m)、场地小、孔内缩径、基底桩径扩大等施工难点,单桩充盈系数为 1.05~2.87,平均为1.33,成桩质量良好。

(二)效果检测1.混凝土强度

注浆成桩后从 10 根桩的孔口取出混凝土制成 7.07×7.07×7.07cm³ 试块,在一个月以上龄期进行抗压强度试验,强度等级均达 C18以上,满足设计要求。

2.沉降观测

由沉降观测值表可知,点 M7 为最大沉降量 3.18mm,稳定期(全部桩托换承重)最大沉降量仅0.96mm,沉降速率0.013mm/d。在处理范围内最大沉降差仅0.52mm,整幢建筑的最大沉降差也只0.75mm。沉降可谓基本稳定,各项指标均满足规范要求,达到预期效果。

七、结语

(一)本工程从查明和分析事故原因入手,进行处理方案比较,施工前进行工艺和试桩试验,再进行处理设计,严格控制施工质量,建立了监测系统等正确环节,这些都是保证工程质量的有力措施。

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