某教學(xué)樓傾斜原因分析與糾偏

安喬迪

許昌大成建設(shè)集團(tuán)公司

1、工程概況

    某中學(xué)教學(xué)樓為四層，外廊式磚混結(jié)構(gòu)，建筑總長(zhǎng)39．480m，寬度為8．640m，教室進(jìn)深6.900m，外廊1.500m，開(kāi)間3.600m，1985年11月竣工。l993年因教學(xué)用房緊張，欲在教學(xué)樓上加一層，加層前曾委托某房屋質(zhì)量檢查部門(mén)對(duì)教學(xué)樓的房屋質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)定，結(jié)構(gòu)整體性完好，未見(jiàn)明顯的傾斜，結(jié)論是可以加層。工程動(dòng)工后，校方根據(jù)學(xué)校連年擴(kuò)大招生的發(fā)展趨勢(shì)，在未取得任何專業(yè)部門(mén)同意的情況下，由原來(lái)加一層改為加兩層。全部加層工作于1994年6月開(kāi)始，9月底結(jié)束，交付使用。

    從原設(shè)計(jì)圖紙分析，該建筑地基較差，局部暗浜，采用砂石加固墊層，再做100mm厚C1O混凝土墊層，基礎(chǔ)采用條形素混凝土剛性基礎(chǔ)，底面較寬。上部結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)．外走廊為懸挑結(jié)構(gòu)，每層設(shè)置圈梁，四角及樓梯間設(shè)有構(gòu)造柱，原設(shè)計(jì)考慮7度地震設(shè)防。

2、教學(xué)樓傾斜情況和傾斜原因分析

    (1)教學(xué)樓傾斜情況。l995年7月學(xué)校發(fā)現(xiàn)墻體有一些新增加的肉眼可見(jiàn)的斜裂縫。到1 999年4月校方發(fā)現(xiàn)墻體斜裂縫的數(shù)量和寬度都有增加，而且原來(lái)發(fā)現(xiàn)的裂縫有發(fā)展生長(zhǎng)的現(xiàn)象，同年8月學(xué)校委托有關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)教學(xué)樓進(jìn)行沉降觀測(cè)和建筑結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)。從檢測(cè)結(jié)果看，該樓東北方向傾斜較大，最大傾斜率達(dá)到l l％，西北方向傾斜率接近10％，傾斜率均超過(guò)《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(JGJl25--99)的規(guī)定。

    (2)傾斜原因分析。首先從教學(xué)工程設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)報(bào)告、結(jié)構(gòu)加層上尋找向北傾斜的原因。發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的地質(zhì)勘探報(bào)告不夠深人全面，雖說(shuō)明地基下層有暗浜，但沒(méi)有詳細(xì)深度、土層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、形成年代；設(shè)計(jì)上受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件的限制，只進(jìn)行了砂石墊層處理，而沒(méi)有使用短樁加固；原結(jié)構(gòu)上增加兩層也是原因之一。加層后建筑物的傾斜應(yīng)是一個(gè)連貫的延續(xù)過(guò)程，尤其早期的過(guò)大沉降應(yīng)更為明顯和嚴(yán)重，現(xiàn)實(shí)表明更大的沉降和部分墻體開(kāi)裂在1999年4月以后才被發(fā)現(xiàn)。從該樓現(xiàn)場(chǎng)可以看出，學(xué)校北面一街之隔不足40m的地方，l999年新建成一幢高層建筑，東北方向尚有一高層建筑正在基坑開(kāi)挖。兩工程的樁基施工、基坑開(kāi)挖、地下水滲流和地基沉降誘發(fā)軟基的急劇沉降，綜合教學(xué)樓的地基處理和加層等原因，誘發(fā)導(dǎo)致該傾斜加劇。

    從教學(xué)樓的沉降觀測(cè)結(jié)果和最新建筑結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)報(bào)告分析，教學(xué)樓結(jié)構(gòu)整體性尚好，加之誘發(fā)因素的高層建筑基坑開(kāi)挖己快結(jié)束。我們的結(jié)論是：待另一幢基礎(chǔ)完成后，可以采取合適措施進(jìn)行地基處理和整體糾偏。

3、教學(xué)樓糾偏方案及施工

    工程采用混凝土條形剛性基礎(chǔ)，當(dāng)初基礎(chǔ)設(shè)計(jì)寬度較大，為教學(xué)樓的糾偏提供了良好的條件。雖然教學(xué)樓在墑體上出現(xiàn)了數(shù)條肉眼可見(jiàn)的裂縫，但對(duì)結(jié)構(gòu)的整體剛度影響不大，除了在東北角局部裂縫集中部位進(jìn)行鋼筋網(wǎng)加固墻體，無(wú)須對(duì)教學(xué)樓進(jìn)行整體加固就可以對(duì)其進(jìn)行糾偏。

    參考《房屋建筑修繕工程》，結(jié)合教學(xué)樓結(jié)構(gòu)剛度完整、混凝土基礎(chǔ)剛度大且埋深淺、砂石墊層處理、持力層薄、地基空隙率和含水量較大特點(diǎn)，比較好的方案是采用灌漿與掏土相結(jié)合的糾偏方法。該方法對(duì)沉降大的一側(cè)進(jìn)行壓力灌漿。對(duì)沉降小的一側(cè)掏土，迫使結(jié)構(gòu)下沉到預(yù)計(jì)沉降指標(biāo)以后，返灌注水泥漿固化地基。

    (1)灌漿加固的方案和施工

    在下沉較大的北側(cè)進(jìn)行灌漿。孔眼為梅花式，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，灌漿半徑按0.85m考慮，加固深度定為2m，根據(jù)基礎(chǔ)寬度和加同半徑，采用兩排加固孔。為使?jié){液滲入基底，采用l：0.4左右的斜孔，施工時(shí)采用自下而上的灌漿方法，灌漿時(shí)先灌內(nèi)排后灌外排．東西對(duì)稱并間隔鉆孔壓漿。加固漿液選用水泥和水玻璃，水泥采用52．5硅酸鹽水泥．每次拌和用水泥25kg，水13kg。水玻璃lkg．初凝時(shí)間約為20rain。

    (2)局部掏土的施工

    從傾斜的反側(cè)方向的基礎(chǔ)下或兩側(cè)局都掏挖，促使基礎(chǔ)沉降相對(duì)加大．從而實(shí)現(xiàn)建筑物的整體結(jié)構(gòu)恢復(fù)到垂直位置。

    本工程采用機(jī)械取土，掏土孔直徑20mm，取土孔對(duì)稱分布在反側(cè)軸線的兩側(cè)，取土深度3m左右，室內(nèi)深度小于建筑物室外深度。待達(dá)到控制沉降值后，在取土孔內(nèi)注入具有水泥系硅化加固的拌和土。

    考慮到土的應(yīng)力釋放和地基土變形的時(shí)間過(guò)程，掏土分為三個(gè)階段進(jìn)行：第一階段完成后，穩(wěn)定一周，觀察沉降過(guò)程，對(duì)比沉降增加值和預(yù)定的沉降指標(biāo)值．確定下一階段的取土方案和指標(biāo)；第二階段完成后，同種方法確定第三階段的取土方案和指標(biāo)。

    (3)糾偏效果

    按照以上灌漿和局部掏土的糾偏設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)約一個(gè)半月的施工，使得教學(xué)樓的最大傾斜率<3％，多處墑而裂縫減小，效果顯著。

4、結(jié)論

    施工完畢至今已6年，經(jīng)過(guò)多次檢查，未發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，房屋整體穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益明顯。通過(guò)對(duì)該教學(xué)樓采用灌漿和局部掏土的糾偏方案和施工，我們?nèi)〉玫慕?jīng)驗(yàn)和結(jié)論是：對(duì)于上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)剛度較好、持力層淺而薄，基礎(chǔ)剛度大且埋深不大的建筑物，均可以采取灌漿和局部掏土相結(jié)合的糾偏方案。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)