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掏土纠倾法处理基础不均匀沉降倾斜房屋

[日期:2013-05-31]
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一、工程概况

    某综合楼为三层砼现浇框架,位于宁波市江北区甬余公路北侧。经勘察,该场地地基土划分为①填土层②灰黄色粘土(厚度不均)③~⑤均为灰色淤泥质粘土。场地内淤泥质土分布广、厚度大、性质差,具有承载力低、沉降变形大、沉降持续时间长等特点。

根据场地实际情况及相应工期及经济方面综合考虑,本工程采用C20砼梁板式筏基,筏板厚度为300mm。施工期间,进行过五次沉降观测,第五次观测时南北侧不均匀沉降差最大为80mm,倾斜率为0.0071,均已超过建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)相邻柱基沉降差为0.003L及整体倾斜率为0.004的地基变形允许值,且由于当时沉降尚未稳定,沉降差有进一步扩大的趋势。基于这一境况,业主及管理部门均要求及时采取措施进行处理。

二、原因分析及确定纠倾方案

    经过现场实地观测,发现该建筑物除整体倾斜以外,上部结构除了北部个别窗角砌体有少许斜缝外,结构楼板、梁、柱均未发现裂缝。又从附近居民处得知该场地内原本有甬余公路的老路偏南侧斜向穿过,现老公路早已废弃不用。,据此可以得出由于基础及上部结构刚度较好,主体结构基本上未受损伤。但老公路基较密实造成该建筑南面地基压缩性小于北面地基,南北侧基础不均匀沉降的产生。

对于该建筑物的纠倾方法,原设想采用化学灌浆法,静压锚杆桩等方法,但业主要求最大限度地减少社会负面影响及相应的经济费用,这些方法均存在着技术要求较高并且需要有专业单位实施;相对实施费用也较高。根据本建筑整体刚度较大的特点,且目前倾斜程度还不是很严重,经建设各方协商后决定采用开沟基础外掏土法进行纠倾处理。

三、基础外掏土法纠倾

    在原有片筏基础沉降较少即靠近公路一侧开挖一条深1.8m,底部宽度约0.6m,顶部1.5m宽的沟,能满足人能操作为度,沟北缘与筏基外边距离为0.5m,沟壁竖直,并用槽钢加撑板支护。由于地下水位较高,同时设一台泵抽水,基本每天抽一次积水。在房屋四角设置垂直挂线观测倾斜,用水准仪观测沉降,每天定时监测一次。

    在开挖后前两天内,从沟中往基础下水平向挖沟掏土,每天掏土量控制在10cm以内,掏土采用长柄小铲,掏土时尽量避免扰动周边其余土壤。两天以后复测,房子出现了回摆的兆头,南侧沉降速率开始大于北向沉降速率,不均匀沉降得以减小,同时基底软土逐渐被挤出。根据各观测点每天沉降值一般应控制在10mm以内,每天倾斜恢复率最大不超过0.1%的原则,纠倾顺序按照先调节扭曲沉降,然后再平缓地实施同步均匀沉降,以后开始每天通过挖去基础下侧的泥量来调节纠倾速率,沟内积水也每天及时抽出。为防止纠倾速率过快,7天后基本停止向内取土,仅通过挖除被挤压出的软土及抽去沟内积水来实施纠倾。

经过60天左右的纠偏施工,该综合楼不均匀沉降差从80mm下降到30mm以下,倾斜率也已降到0.0027,各观测点沉降绝对值也衰减下来,且各点沉降值也较均匀,上部结构也无新裂缝产生。经征求各方意见后,确认基本达到纠偏要求。后用砂石混合土分层夯实回填原开挖沟,并加强后续观测,至今使用良好。

    整个纠偏施工过程除去必要的人工费用及一定的支撑器具成本,费用最后总计不超过0.5万元。

四、结论

     1、基础外掏土法纠正建筑的倾斜是卓有成效的,但此法一般宜适用于软弱地基土上,结构完好且整体刚度较大的建筑物纠倾。其机理笔者认为,当沟中的土被取出后,沟侧壁应力被解除,基础以下的深层软土朝沟内被挤出,带动基础下沉。并由于取土是在沉降较小一侧进行,地基内的附加应力在纠偏过程中不断调整,基础中心部位应力增大,更有利于软土侧向挤出。而随着纠倾的进行和荷载偏心的减少,地基的变形模量趋于均匀,附加应力则更接近于中心荷载下的值。另外,从沟内抽除积水引起地基土固结,并促使软土流入沟内,也有利于纠倾的进行,实质上掏土法是一种应力解除法。

    2、掏土法纠倾施工不需要特别设备,操作简单易行,经济性也十分显著。

    3、对于参与建设各方来说,软弱地基上的建筑物不论规模大小,每一个实施过程均应引起高度重视,象本例在勘察时发现有旧路基或在验槽时参与各方能及时发现,均能事先避免此类事故的发生。

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