既有建筑物不均勻沉降的加固

張 瑛

(山西省第三地質工程勘察院，山西晉中 030620)

0 引言

呂梁地區某教學樓建筑場地位于護城河、護城墻軟硬不一的地基土之上，由于缺乏建筑經驗，再加上勘察工程不詳細，設計上考慮不周到，以及施工方法和工藝使用不當等原因，導致建筑物傾斜，引起建筑物的不均勻沉降。這不僅嚴重影響了建筑物的正常使用，而且危及了人們生命財產的安全，必須對其進行糾偏加固處理，結合本次工程的要求和處理地基的目的，首先考慮到采用注漿法進行地基加固［1］。

1 工程事故概況

呂梁地區某教學樓場地位于孝義市西北部黃土臺塬區，屬典型的黃土地貌，土層分布及主要物理力學性質指標見表1。擬建場地為非濕陷性黃土場地，勘探深度內未見地下水。

表1 地基土主要物理力學性質指標

發生不均勻沉降的教學樓平面形狀呈矩形，東西長51.74 m，南北寬10.22 m，占地面積528.78 m2。教學樓總高16 m，為4層磚混結構，砂卵石墊層基礎，基礎形式采用條形基礎，埋深1.5 m，中間承重部分以圈梁連接。

該建筑物于1997年修建，1998年開始使用，1999年后半年開始發現教學樓西側山墻上有了細小裂紋，呈斜向延伸，之后其他邊墻、承重墻上也相繼出現了不同程度的裂紋，尤其以西墻為重，至2004年6月時有的已擴展成裂縫，最大寬度超過2 mm，貫穿了整個墻體，已嚴重影響到了建筑物的使用。為安全起見，學校已停用，并在裂縫處經常糊貼麻紙進行觀察裂縫的發展情況。經連續觀測后發現該樓仍在繼續下沉。

2 事故原因分析

1997年基坑開挖后，建設方曾組織設計單位和施工單位進行了基坑驗槽。當時基坑開挖深度為2.8 m，開挖后發現地基土軟硬不一，存在護城河和護城墻(見圖1)，護城河處含水量大，土濕，軟;而護城墻處含水量小，土干，較硬。考慮到地基土的不均勻情況，在護城河(濕)處采用人工往下又掏了800 mm的灰土樁，樁徑400 mm，樁距1 200 mm，呈梅花形布置。打完灰土樁后又鋪設了1 000 mm厚的砂卵石墊層，在砂卵石墊層的基礎上又做了600 mm的灰土墊層。

圖1 事故原因分析平面圖（單位：m）

分析造成事故的主要原因，建筑場地砂卵石墊層基礎持力層位于第①2層，地基土存在護城墻和護城河，一軟一硬反差過大，為嚴重不均勻地基。雖有墊層起調節作用，仍阻止不了建筑物在軟基處下沉，位移過大，而建筑物在硬基處相對位移小，從而導致建筑物產生剪應力，使建筑墻體長期處于受剪狀態，累計變形所產生的剪應力超過了墻體材料的抗剪強度，墻體就出現了裂縫，若變形(或下沉)仍未達到穩定狀態，就會出現原有裂縫繼續擴張的現象。

3 注漿加固

1)注漿孔的布置與設計。

本次加固采用雙管雙液壓力注漿法，即在注漿孔內插入2根注漿管，在注漿的同時注入水泥漿和水玻璃。

共設注漿孔196個，外圍注漿孔斜向基礎，角度80°，孔位均離開外墻1 200 mm以1 500 mm間距均勻布設;室內注漿孔為垂直孔，孔位均以教室、走廊、樓梯間開間尺寸離開內墻1 000 mm～1 200 mm均勻布設(見圖2)。

圖2 注漿孔平面布置圖

注漿孔采用干鉆成孔，孔徑73 mm，孔深4.5 m～6.0 m，以穿越砂卵石墊層1.5 m ～2.0 m 為準，封孔位置3.0 m～3.1 m，其目的在于將水泥漿同水玻璃注入第①2層土內，通過水泥漿、水玻璃及土的固結，提高土的承載力，消除不均勻沉降，從而消除或減少教學樓主體由于不均勻沉降長期受剪狀態下產生的裂縫，使教學樓安全地投入正常使用。

注漿用料采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶0.8～1∶1;外加劑為水玻璃(40Be)，用量與水泥用量比例為0.3∶1。注漿壓力強度不小于0.5 MPa。

2)注漿孔的施工。

施工中采用YX-1A型油壓百米鉆機及XY-75G型坑道鉆機，外圍注漿孔為斜孔(78°～80°)，室內注漿孔為垂直鉆孔。先施工外圍孔，采用跳打法，第二輪完成后再施工室內孔;注漿順序亦為間隔灌注。

注漿孔成孔后，進行插管、封孔施工，插管采用PVC塑料管，端部1.5m～2.0m打眼后，雙管插入孔內，然后用0.5 cm的細石子填至打眼部位，上部用中砂封孔至距孔口0.2 m，以確保漿液注入基礎底部。

封孔完成后，開始注漿工作，注漿前按比例(1∶1)將水泥漿拌合均勻后，同水玻璃依次從兩根管內均勻注入，水玻璃的注入量為水泥注入量的30%，注漿過程中由專人從事壓力表控制及漿液泵送工作，并做好準確記錄，注漿壓力控制在0.5 MPa～1.0 MPa，防止漿液出現跑、冒、滴、漏現象，確保了漿液及水玻璃的注入量，滿足了注漿加固的施工要求。

a.先用小壓力試送，看有無跑、冒、滴、漏現象;b.正常后可用中壓力注漿，壓力表上壓力宜控制在0.5 MPa～1.0 MPa;c.正常后同時注送水玻璃;d.單孔注漿量必須控制，如發現注漿量過大，泵壓降低時，及時分析原因，檢查漿液是否進入地下管溝等。注漿完畢，用C20混凝土將注漿孔填充抹平，其深度不小于0.2 m。

4 加固效果

在一個月左右的加固處理后，對建筑物的已有裂縫用石膏餅或貼紙進行監控，并隨時檢查墻面有無新裂縫出現，對地面、門窗及墻角等反應敏感部位進行定期觀察。經觀察，房屋墻面原有裂縫無進一步發展，也無新裂縫出現，說明整個止沉糾偏加固處理是成功的。

5 結語

針對本次注漿施工經驗，對注漿加固法處理地基的效果得到了進一步驗證，可供類似工程參考。

［1］JGJ 123-2000，既有建筑地基基礎加固技術規范［S］.