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岩土研究院

工程实例-某六层住宅楼事故分析与加固

313 2022-01-06 09:29:23

3.4.1 工程概要

某电厂1号住宅楼系六层砖混结构.建筑面积为 5200m2。该楼干1988 年底竣工交付使用,翌年即发现墙体多处开裂。1991年建设单位采用"牛腿"灌注桩对开裂严重的南纵墙基础进行了加固,并用石棉绒水泥将裂缝填寨,但部分墙体仍有轻微拉裂现象。1991 年 12 月供暖后,因管道漏水再度引起大面积墙体开裂,造成室内纵横墙、南北外纵墙和室外楼梯墙等部位出现多处斜裂缝,最大缝宽约 2cm.,向东西两侧逐渐减少.局部裂缝延伸至西山墙。经多次观察,该楼沉降和裂缝变化仍未稳定,严重影响住户的正常使用。

3.4.2 工程地质情况

为了解事故后地基土工程特性,在建筑物周围和内部布置了4个检验探并,如图3-10 所示,采样进行土质分析。地基土的主要物理力学性质及场地地层状况见表3-5及图3-11。

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3.4.4 建筑物破坏原因分析

根据对建筑物开裂情况的调查,结合勘察、设计和竣工资料的分析,建筑物开裂.主要是地基不均句变形引起房屋发生弯曲和剪切变形所造成。具体原因为∶

一、填土承载力不足

根据勘察结果,该楼◎轴~⑤轴和⑥轴~⑥轴间基础持力层为回填土。该层填土结构疏松,尚未完成自重固结,具有较高的压缩性。在建筑物荷载作用下,除产生附加应力作用下的压缩变形、还存在自重压力下的固结变形,如基底浸水,又会产生较大的湿陷变形,使填土层土质变软,强度降低,压缩性增高。根据墙体裂缝情况,估计填土部位的基础沉降要超过邻近基础约10cm,估计总沉降量已超过 30cm。

二、防水措施不足

建筑物与管沟的距离仅有 2m,远小于规范规定的 4~5m 的防护距离,而管沟结构又不符合"严格防水"级别标准。因此,当管道渗漏引起地基局部变形,进而促使管道破裂,大量水流扩渗,使管沟沟底及沟壁产生大量水平与竖向裂缝,为地基浸湿提供了条件。

另据1991年加固竣工资料,施工时曾发现灰土垫层均有不同程度的开裂。且局部地段缺失,最大缺失段长度为 3m,宽度为30cm,同时邻近化粪池渗漏,部分管道堵塞,大量水渗入基底后,导致地基土软化,加剧沉降。

二、基础整体刚度差

该建筑物采用钢筋混凝土单独基础,柱间未设地基梁,整体刚度差,对不均匀沉降比较敏感。当局部地基条件较差时,很难调整各基础间的差异沉降。

3.4.5 加固措施

根据补充勘察结果和建筑物现状调查,针对局部地基土承载力不足、防水措施不当、建筑物整体性差这三个主要问题,采取了地基加固,防水和加强 上部结构刚度等综合治理措施。

一、地基加固

鉴于该楼已用灌注桩进行加固,沉降仍继续发展的主要原因是桩周填土结构松散,桩基承载力不足所致。经技术经济对比.设计采用了双灰桩处理古慕回填土。和用生石灰遇水膨胀的特性挤密桩周土体.从而提高桩侧摩阻力和桩端阻力,以增大桩基竖向承载力,同时也可限制侧挤变形的发展。

双灰桩的布设紧贴桩基和基础边缘,其有效桩长为 9m,桩径 100~150mm,桩距为30~40cm,选用生石灰和粉煤灰按一定比例配制。

双灰桩施工采用洛阳铲成孔,间隔施工。成孔后立即灌料成桩,每灌入 50cm 高夯实一次,施工至灰土垫层底面处,换用3∶7灰土封顶形成灰土塞。

二、加强基础刚度

原基础整体性差,对不均匀沉降较敏感。为加大基础刚度,增强基础纵横向联结,沿⑥、③、C轴和主要承重横墙间加设了十字交叉地梁,以利抗震和调整基础不均为沉降。

为避免拆除承重墙对上部结构的影响,有砖墙部位的地梁做成"夹心式",即混凝土托梁中间夹心砖墙,见图3-15,并沿梁长布置一定数量的钢筋混凝土梢,以利共同作用

三、切断浸水水源

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地基和基础加固施工完毕后,对室内管道进行了检修,修补了破裂漏水管道,排除了堵塞现象,重新砌筑管道沟。管道沟设计和施工严格按照有关防水标准执行。

对灰土垫层局部开裂和缺失部位采用膨胀混凝土予以填塞,以防止基底土再度渗水。

四、上部结构加固

(一〉对裂缝宽度大于8mm的主要承重墙体〈如窗间墙、立柱等),采用钢筋混凝土套箍加固,见图 3-16,以阻止砌体的侧向变形和沿斜缝错动。

(二)对于裂缝宽度大于 10mm遭严重破坏的室内横墙,采用双面铺设钢筋网,并沿网面喷射 30mm厚的细石混凝土保护层。钢筋采用Ⅰ级钢,直径 6mm,细石混凝土强度等级为C30。

(三)对于裂缝宽度较小破坏轻微的墙体,采用压力灌浆法进行加固。浆体材料采用水泥∶中砂∶水=1∶0.5∶1.75的比例配制,水泥采用425号硅酸盐水泥,并掺人少量膨胀剂。施.门时将抹灰层凿除,将碎裂的砂浆剔除,碎砖换成好砖,分两次灌浆完毕。

3.4.6 沉降观测

该工程自补勘工作初期就设置了沉降观测点,观测点位置见图3-14。加固竣工后,经对6个沉降观测点历时二年的沉降观测,最大沉降量仅为12mm,表3-6为1992年4月至1994年12月沉降观测结果。墙体未发现新的裂缝出现,说明加固效果良好。

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该建筑物发生事故后.厂方曾准备拆除重建。经鉴定认为该楼最大倾斜值为 42mm,为建筑物总高度的 2%o,未超过《危险房屋鉴定标准》(13—86 有关危房倾斜不超过7%的标淮.不需拆除和纠倾。经过加固处理后,取得了令人满意的效果。较拆除重建节约资金近80万元,取得了明显的经济效益。