某辦公樓飽和土地基加固方法

黃乾

【摘要】砌體結構是上世紀60、70年代房屋建造的主要形式，且按當時的抗震規范和地基處理規范及施工規范，房屋在整個建造過程中是比較粗放的，至今，這類建筑物已超過40年的使用年限，不管是地基基礎還是上部結構都受到不同程度的損壞，但這類建筑在城市的某些部位仍然扮演者重要的角色，對他們某些結構及構件的加固讓再次發揮作用是現時亟待解決的問題，本文主要以某辦公樓的浸水飽和土地基加固為實例闡明這類建筑的共性。

【關鍵詞】飽和土；砌體結構；復合擠密樁；加固

1、工程概況

1.1建筑工程概況

該辦公樓為某市某區區政府辦公用房，為地上四層砌體結構雙面樓且用沉降縫分割為兩段，東段建于上1976年，西段建于上1980年，西段建筑總長度為34.38m，總寬度為13.17m，總高度為13.35m，房間開間尺寸均為3.5m，進深為5.5m，辦公樓基礎形式均為墻下條形磚基礎，300厚鋼筋混凝土墊層，300厚3：7灰土換填地基。

1.2建筑物現狀

2018年4月區政府工作人員發現辦公樓西側次入口臺階出現裂縫，裂縫寬度為10mm～30mm，向外開啟的疏散門因臺階向內側翻翹不能開啟，區政府立刻組織勘察、設計單位人員到現場踏勘，發現東西兩段沉降縫處散水上下錯開，外墻面沉降縫外包層被拉開，偏移向西側，室內地面、樓面沉降縫處裝飾層被拉開，且東西兩段地面、樓面出現30mm～40mm的高差，屋面沉降縫封閉層同樣被拉開，東西兩段同樣出現30mm～40mm的高差，一層衛生間地面磚翹曲鼓包，上下錯開，一層南面主入口門廳處平臺地磚西側下沉與東側形成錯縫。

1.3原因初步判定

從建筑現狀初步判定引起東西兩段上下錯縫的原因為西段地基沉降造成，地基沉降的原因可能是地基土浸水導致地基土含水率增加、飽和度增大，地基土遇水軟化后力學性能急劇降低，從而引發建筑物變形沉降。因此應立刻查找水源并切斷水源，并對建筑物進行沉降觀測，觀測周期為一周，再對建筑物室外和室內地基進行現場地質勘探。

1.4實施措施及得出結論

首先疏通場地北面排水不暢的情況，衛生間管道損壞漏水應切斷水源，建筑物西南角供水管道破損漏水切斷水源。根據一周沉降觀測數據可得建筑物為均勻沉降，地質勘探結果可判斷室室外和室內地基土含水率均在22.6～40.7之間（呈流塑狀態），建筑物西南角及東北角含水率最大，在30.0～4017之間，探孔在12m深度范圍內均為粉質黏土。

由此可得引起建筑物沉降的原為地基土含水率較大形成飽和土使地基承載力下急劇降低，從而引發建筑物變形沉降。

2、加固方案設計及施工控制

2.1加固方案設計

首先拆除建筑物四周散水、臺階、花池等，還需探明四周管網。

因地基土含水率較大，呈飽和流塑狀態，擬采用在建筑物周邊和室內夯沖以石灰塊、砂夾石、水泥（比例為5：3：2）為填料的復合夯擴樁，石灰塊有較強的吸水作用對周圍土體起到固化作用，且在熟化過程中體積膨脹，對周圍土體起到擠密效果，水泥同樣有吸水作用。砂夾石、水泥和熟化的石灰在水環境中固結成樁體，且體積約能膨脹為原來的2～3倍，樁體的承載力提高且對周圍土體的擠密作用，使地基土的力學性能得到很大的改善，從而起到土也基加固作用。

樁成孔采用機械夯沖設備（噸位約在8～12T），要求樁直徑為150mm（可采用無縫鋼管，頭部做成圓錐體），利于進入地基土，施工過程應控制鋼管的垂直度，并應做好沉降觀測，防止機械夯沖時的振動對建筑物造成二次沉降。復合樁長約為6.0米，樁下半部分4.5米為石灰塊（塊徑約為300mm）、砂夾石、水泥填料部分，上部分1.5米為3：7灰土填料，3：7灰土的作用為防止下部分填料膨脹對基礎有抬升的，導致摟體傾斜。

填料的控制可用人工小推車控制，填入深度用米數控制，當樁夯沖至6.0米時，提出鋼管，向孔內填入4車填料，繼續夯沖至樁身長仍為6.0米，4車填料的作用為形成擴大樁頭，繼續向孔內填入填料，填入深度為1.0米，再夯沖使填料深度剩余為0.5米，以此為標準夯沖填料深度至-4.5米，剩余部分孔內填入3：7灰土，要求壓實系數不小于0.97。

樁呈梅花型布置，樁間距為800mm，第一排與第二排排距為450mm，第二排與第三排排距為600mm，第一排樁孔距鋼筋混凝土墊層約為50mm，第一排樁、間隔成孔的目的為防止局部固化造成地基的不均勻沉降，

樁位平面布置圖見圖1。

2.2施工控制

1施工前先在最外排打一試樁，用人工小推車滿車填料為衡量標準，并記錄每米填入填料所用的車數，最外排樁擴大頭按4車填料全部夯沖至底為標準，以上按1.0米填料夯沖至0.5米為密室度控制施工，樁上部1.5米全改為夯沖3：7灰土，外排樁，中排樁及內排樁可以此為標準根據場地施工情況可做調整。

2 打樁應先從建筑物西面開始逐步向東面延伸，先打外排樁，再打中排，最后打內排樁，等周邊樁全部施工完成后，恢復場的周邊散水，散水下部夯壓300mm厚3：7灰土，并恢復周邊管網。以一個月為沉降觀測周期對建筑物進行為期半年的沉降觀測，以沉降觀測結果判斷看是否進行室內夯沖樁的施工，因為辦公用房緊缺，不能同時破壞室內地面成樁，施工周期長對政府辦公造成影響。

3 另外，一樓O10～……O11軸衛生間地溝改建為防水地溝，做法見甘12C-G4第7也，衛生間地面改建為防水地面，做法見05J909第LD16。

地面沉降縫處理：一至二層東西段地面沉降縫外包層拉開部位拆除，清除沉降縫內細石混凝土，用彈性材料裝修裝飾，縫口兩端做成企口縫，

沉降時互相不造成影響，做法見甘12J1-4第8頁O1。

過道處裂開裝飾層拆除用彈性材料裝修裝飾，同樣左右兩側做成企口縫，沉降時互相不影響，頂棚做法見甘12J1-4第12頁O 1節點，吊頂做法見甘12J1-4第15頁。

屋頂沉降縫處理：屋頂沉降縫破壞封堵拆除，用彈性材料封堵裝飾，縫口兩端做成企口縫，沉降時互相不影響。一層窗下墻裂縫可不做處理。

外墻沉降縫處理：拆除原封堵層，新作封堵層左右兩端做成企口縫，沉降時互相不影響做法見甘12J7第22頁O 1節點。

3、補充說明

3.1施工時觀測建筑物及周邊環境的變化，如有異常立刻停止施工。

3.2施工時觀察場地地面及建筑物的沉降量可調整填料的比例。

3.3復合樁的填料厚度和填入量及夯壓深度應進行控制。

3.4該加固方案在施工前甲方可組織地質專家、結構專家進行方案論證。