某沿河房屋沉降傾斜原因分析及加固施工

趙國輝

(山西雅晟工程項目管理有限責任公司，山西太原 031200)

0 引言

上部房屋結構和基礎出現變形、開裂等損傷的一個重要原因是下部地基不均勻沉降。隨著地基不均勻沉降過程，上部結構的開裂逐漸出現和發展，具有較為明顯的征兆。對于這類事故中的結構，應該及時對結構損傷情況進行檢測鑒定，并有的放矢地進行合理的加固修復，以恢復或提高結構構件的安全承載能力。文獻［1］報道了一起由于施工降水作業致使鄰近6層磚混住宅樓陽臺下沉、墻體開裂的事故。文獻［2］介紹了一起某框架結構住宅樓因隧道工程施工引發的附近地面塌陷、地面沉降變形等地質災害原因，致使房屋梁、柱構件開裂的案例。文獻［3］對因地基突然沉陷導致的磚混房屋局部損壞情況進行了全面檢測，基于地質勘察數據分析，指出未勘明的潛伏沖溝是造成地基突然沉陷的根本原因，土體浸水是致使地基突然沉陷的誘因。

本文針對沿河房屋出現的沉降傾斜現狀分別從拆除施工擾動、水體浸泡及自身結構體系等角度進行了分析，指出地基不均勻沉降的根本原因和誘因。針對地基基礎和受損結構構件采用合理的加固方法，取得了良好的效果。

1 工程概況

某沿河房屋層數原為2層，主體結構形式為2層框架結構，部分樓、屋蓋為混凝土預制板、部分為現澆混凝土板;該房屋東西兩側各接有磚混結構房屋。由于市政管線改造及沿河道路施工原因，對該房屋臨河一側的18 m范圍內主體結構及基礎進行了拆除，拆除后僅保留該房屋南側5 m范圍內的房間。該建筑拆除過程采用機械炮錘拆除。被拆除部分長約40 m，寬18 m，現保留房屋結構部分長約40 m，寬僅5 m。房屋業主根據功能需要在保留房屋結構上部增加了1層輕鋼結構，建筑功能仍為幼兒園。市政管網施工單位在該房屋前的空地上進行管溝開挖施工，管道溝槽位置距房屋外墻為3 m～6 m左右，距南沙河南岸道路邊緣10 m～12 m左右;該房屋平面示意圖見圖1，圖線框中圈出部分為幼兒園房屋南側相鄰既有建筑外墻。

圖1 房屋現有部分房間平面布置示意圖

目前，受到市政管網改造、管線改造及道路施工影響，該房屋存在傾斜、沉降等現象。

2 房屋開裂、傾斜及沉降現狀

現場采用全站儀等儀器對該房屋框架柱及墻體傾斜現狀進行了檢測，變形檢測結果顯示房屋結構構件均向南沙河一側傾斜，表現出較明顯的規律性，傾斜量表現為由下向上逐漸增大。

該房屋沿南側邊緣與南側既有建筑墻體交界處出現裂縫，開裂情況表現為由下向上逐漸增大;其中2層表現最為明顯:軸處最大開裂處達20 mm以上、軸新舊墻結合處開裂10 mm、軸～軸范圍內懸挑梁端部與南側既有建筑墻體開裂脫離(開裂10 mm以上)、部分開裂位置導致原交界處抹灰脫落及上部屋面層填筑材料脫落;其中3層開裂情況為:地面在?軸位置處出現縱向裂縫(最大寬度在10 mm左右，由③軸向1瑢○軸方向延伸長度為8 m左右)、①軸線及1瑢○軸線處的墻體也存在開裂現象，最大裂縫寬度大于5 mm，為貫通裂縫。據該房屋業主反映，該房屋開裂情況每逢下雨過后就會進一步發展，該房屋北側管網溝槽開挖后進水見圖2。

圖2 該房屋北側場地開槽后進水

3 房屋結構開裂傾斜原因分析

根據現場調查及檢測結果，受檢房屋與既有相鄰房屋之間的開裂是由房屋向河岸一側傾斜所致，結構整體傾斜可認為由以下幾方面因素綜合促成:

1)拆除房屋部分上部結構帶來的不利影響，包括拆除施工振動影響和對原房屋整體性的損害。

該房屋原有結構平面尺寸為40 m×23 m左右，拆除后保留部分為40 m×5 m左右，在拆除房屋部分上部結構過程中采用的非保護性機械拆除過程對保留部分的不利影響很難避免，主要表現為機械拆除過程的振動效應。另對原有結構而言，拆除大部分結構后已對原有結構的整體性產生一定的影響，保留的部分房屋整體性不佳，導致現有結構對外界各類擾動較為敏感。

2)市政施工過程未采取保護措施對房屋結構帶來的較大的擾動影響。

經現場調查可知，施工單位在對施工場地平整及管溝施工期間，對該已拆除房屋結構下部的基礎梁進行了二次拆除，但拆除存在使用機械生拉硬拽的現象，拉斷部分為基礎梁的受力主筋。管線溝槽位于房屋原有結構地基基礎范圍內，且管溝槽開挖距該房屋現有結構北側外墻地基基礎較近，局部已靠近房屋保留基礎。溝槽開挖及場地平整采用大型施工機械勢必對房屋地基土體造成較大的擾動。施工方在靠近保留房屋基礎的位置進行施工作業時未注意采取有效保護措施，溝槽開挖、管溝施工后未及時回填，且未及時對房屋外墻裸露地基土體進行夯實及覆蓋，這些情況都對房屋地基基礎產生了較大的擾動，且為地基土體進水留下了隱患。

3)地基土體進水是導致房屋沉降傾斜的直接誘因。

經現場調查，該房屋拆除時間及市政工程施工正逢太原地區的雨季，該房屋原有地基基礎破壞后，未及時對開挖溝槽回填夯實又未對土體進行覆蓋，導致房屋墻下地基出現兩次較嚴重的進水浸泡情況，地基土體浸水后，地基承載力明顯下降，土體壓縮性增大，對原已固結穩定的地基土體產生不利影響，直接表現為地基沉降，房屋整體傾斜。以上幾個因素綜合作用使得該房屋逐漸向南沙河一側傾斜，當傾斜值達到一定程度后，即表現為上部結構與南側既有建筑外墻交界處的開裂。

4 地基基礎加固措施

針對結構所在區域土質松軟、密實度較低、含水量較高，結構構件的傾斜表現出明顯的規律性和沉降現狀，采取石灰樁加固回填土可起到吸水、降低土體含水量及增強固結程度的效果，并且新澆筑梁板式基礎與原基礎連接，可提高整個基礎結構的剛度和整體性，然后用回填灰土夯實，并于房屋外墻根部澆筑一層混凝土硬化散水層，內配適量鋼筋。

4.1 石灰樁加固方案

石灰擠密樁孔徑為400 mm，樁中心距取2倍的成孔直徑，即800 mm，按三角形布置，樁位偏差不宜大于0.5d，樁中心距墻邊為500 mm，石灰擠密樁的位置必要時可根據現場實際情況調整，但樁距盡量不大于800 mm，樁深根據現場情況可取4 m左右;石灰樁樁頂施工標高應高出設計樁頂標高100 mm以上，總布設樁數約為180根，采用機械洛陽鏟成孔，若成孔過程中發現樁身范圍內存在砂礫、卵石或建筑垃圾等不適于石灰樁加固的工程地質，施工單位應及時與我方聯系協商;石灰樁宜留500 mm以上的孔口高度，并用含水量適當的粘性土封口，封口材料必須夯實，封口標高應略高于原地面。

4.2 新澆筑梁板式基礎與原基礎連接

新澆筑基礎梁尺寸必要時可根據現場實際情況進行調整，但必須與設計人員協商;新增混凝土梁、板均采用C35混凝土澆筑;如果原墻下基礎有地圈梁，則新澆筑平臺板與原地梁等高;如果無地圈梁，則新澆筑100厚平臺板，并配雙層雙向鋼筋φ8@200;加固前應對原基礎表面進行清理，鑿除浮漿及松動部分至混凝土密實層，表面清理干凈后進行鋼筋的定位放線和植筋。

新澆筑梁高800 mm，梁頂和梁底均配置6φ25鋼筋，在新、舊混凝土交接處，梁底鋼筋均植入原地梁;腰筋為6φ14，下部兩排植入原地梁;箍筋為φ10@150;新澆筑平臺板厚400 mm，雙層雙向配置φ16@200鋼筋，板底橫向鋼筋均植入原地梁，板頂橫向鋼筋每隔一根植入原地梁;平臺板與原地梁交接處均用短筋植入;所有植筋深度均為15d;回填灰土至地面，并夯實。

4.3 新澆筑1層鋼筋混凝土硬化散水層

新澆筑100 mm厚、2 500 mm寬鋼筋混凝土散水層，坡度為5%，內配φ8@200雙層雙向鋼筋網。

5 結語

實踐證明，在詳細檢測鑒定的基礎上，針對地基、基礎及墻體提出的綜合加固方案是可行的，該房屋經采取本文地基基礎加固措施后，有效控制了開裂、傾斜沉降趨勢，起到了恢復房屋結構構件承載力和抗變形能力的效果，保證了上部結構的安全，收到了良好的效果。

［1］ 程林林，賈 強.施工降水引起房屋墻體開裂的事故處理［J］.工業建筑，2010，40(7):123-126.

［2］ 袁 兵，黃少騰，鄭華彬.某房屋開裂的安全性檢測鑒定和加固處理［J］.工程抗震與加固改造，2013，35(4):136-141.

［3］ 郭昭勝，崔娟玲.地基沉陷導致房屋局部損壞的檢測及加固處理［J］.施工技術，2014，43(19):24-28.

［4］ GB 50292—1999，民用建筑可靠性鑒定標準［S］.

［5］ GB 50007—2011，建筑地基基礎設計規范［S］.