旋喷桩在某办公楼沉降中的应用

旋喷桩在某办公楼沉降中的应用

一、楼地面南轴基础在一层建筑面积较大的建筑之后，在基本建成后，它突然倒塌。北轴基础全部下沉,最大下沉量一天达10mm,南轴基础则基本保持稳定,局部甚至还有微量上升,导致楼房倾斜,形势较为危急。为保证大楼的安全使用,必须迅速制止楼房北轴基础的下沉,楼房要作整体纠偏。楼房基础为Ф480mm锤击沉管灌注桩,其中南轴27根,北轴22根。根据打桩记录,桩长一般为18m,部分为19m。和地质图相比,部分桩吊脚2~2.5m,经分析认为,这是北轴下沉的主要原因。二、分层开挖的基础本区基岩为白垩纪红层,主要为粉砂岩、泥质砂岩或粉砂质泥岩,上覆基岩风化残积土及第四纪粉细砂一砾砂、亚粘土、淤泥等。根据地质钻探资料:第一层为人工填土,土质为亚粘土,稍具粘性,层厚1.3~3.0m;第二层为耕土,灰黑色,湿、松软或软塑,含植物根茎,厚0.4~1.2m;第三层为淤泥,灰黑色,饱水,流~软塑,粘性较强,局部夹有少量粉砂,厚0.45~2.15m。而淤泥除该层外,下面夹有一层透镜体状淤泥层于砂层中,厚达6.0m;第四层为粉细砂,浅灰色或浅灰黄色,饱水,松散,厚1.8~10.6m;第五层为含砾中砂,厚2.3~14.1m。根据钻探结果,一般残积层面埋深20m左右,局部21m,楼房最外柱中心距32.2m×9.1m,各楼层均有悬挑阳台。特别是二、三层前后左右悬出达2~3m。全楼建筑总面积约2400m2。三、旋喷桩设计经过综合分析,决定采用旋喷注浆的方法进行处理。该建筑下沉处理采用了旋喷桩共22根,即北轴每承台两根,桩长21.0~25.6m,按北轴静、活荷载50%由新桩承担设计。四、层楼内各轴间沉降差异北轴进行加固以后,经近3个月的观察,建筑物保持完全稳定。在此期间,曾在南轴和中轴间的一楼地面堆放水泥,目的是想用超重堆压方法将南轴和中轴沉降,达到纠偏目的。但实践证明,堆载未产生效果。经对该楼l~7层楼面的全面抄平检测,发现各层楼面的各个轴线沉降差基本相同,大体上是南、北轴间沉降差140mm左右,全楼沉降是比较均衡的。经过对整体情况的分析,决定本建筑纠偏采用沉降法,设计时以北轴承台基础等效承力中心轴线为不动轴,按照设计计算结果的要求,整幢楼房围绕该不动轴应均衡协调转动0.8°。1.南轴承台与开敞空间柱的钻孔与支顶技术本工程中南轴各承台的桩全部切断(27根),中轴将靠南的一半全部切断(19根),整幢房子的87根柱中,共凿断46根,占全部桩数的53%。这一工序关键在于开凿与顶垫技术,本建筑46根桩切凿与支顶完成以后,南轴承台最大下沉为9.0mm。可见凿切时,基本不会影响承台以上的梁、桩、板各承力结构的内力。2.桩头切口处钢板进行纠偏的方法是使各承台(柱)均匀、协调沉降。沉降的方法是按顺序抽出预垫在各已凿桩头切口处的钢板。由于每块钢板厚度仅10mm,因此,只要能保持每次抽出一块钢板,则在同承台各支桩问或相邻各承台间每一沉降循环的沉降差为10mm左右,这样便可保证楼房梁、柱各受力结构和每一承台的各根桩间不再产生重大的次生应力,从而保证结构整体的安全。3.连接桩当楼房转动至完全满足设计要求以后,要进行一次全面检查、验收,确认全面达到预期沉降目的后,便进行接桩、固封。4.默认情况下将承台加固好以后,便进行基坑回填。承台间使用原挖出土体,分层夯实;承台底的空隙灌注中、粗砂,注水振实。五、纠偏、加固与等固定轴旋转该楼房的不均匀下沉经加固稳定以后,在纠偏前各楼层楼板南北倾斜度为15‰,和楼房墙体立面的斜率相同。经纠偏后,目前楼板水平、七层楼墙体的斜率为0.16‰,并且该值还是计划预留的,目的是预计在较长时间以后,南轴可能还会有少许的下沉。楼房经这样的整体纠偏以后,经过观测,梁、柱、板未产生新的裂缝,原已有的二楼楼板裂缝也未见延长和加宽。加固前已产生的地梁裂缝,纠偏完成以后也已全部闭合。楼房外墙贴的玻璃马赛克饰面,二楼以上的也未见有任何脱落。因此,纠偏施工工艺是成功的。施工监测结果显示,不论在任何下沉过程中,同一轴的任何一根柱,其沉降差都不超过该轴的平均沉降值±10mm。任何两相邻柱,其沉降差同样不超过10mm。可见就纵向而言,纠偏施工确实是保证了均匀协调,完全达到了纠偏前的设计意图。另外,就南北向的短轴1-13而言,楼房是围绕旋喷加固的等效固定轴旋转的。将(7)一(7)轴2006年8月7日、8月10日、8月15日和8月18日4天同一时间测得的南、中、北轴的下沉值与其距转动点的距离绘成曲线,如图1所示。从图可以看到,在整个下沉过程中,各桩基本围绕等效固定轴成直线变化。即在整个纠偏过程中,楼房各轴基本上以等效固定轴为转轴成旋转下沉,楼房的下沉变形表现了很好的协调关系。本工程经旋喷加固,原下沉轴做到了完全稳定,完工后一年多再无下沉现象;在进行纠编时,轴仍能保持稳定不动,可见加固是十分成功的。本工程纠偏,采用了切断桩头,逐步迫降法。在整个施工过程中,南轴柱最大下沉139mm,转动0.8°。施工完成以后,完全做到了全楼房的梁、柱、板各种受力结构无任何新的裂缝产生。二楼楼板原有的部分裂缝也未因加固与纠偏施工而有所发展(加宽或延长);施工前已产生的地梁裂纹,纠偏后全部闭合,因此工艺是成功的。取得如此好的效果,主要是做到了沉降时的同步、均匀、协调。做到了任何时候纵向沉降差不超过平均值的