理论教育 砖混结构七层住宅楼的纠偏加固方案

砖混结构七层住宅楼的纠偏加固方案

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:某七层砖混结构住宅楼,总高20.06m,平面按每层4个单元42户布置,建筑面积3833.19m2。纠偏加固处理设计及压密注浆施工。因此决定采取压力注浆与压密注浆相结合方案进行处理。表6.3住宅楼纠偏沉降观测记录单位:mm将60天后房屋沉降不均匀值进行验算:即θ=0.162°,则有该住宅楼实际倾斜值tanθ=0.0028小于设计规范允许值0.004。截至目前该住宅楼交付使用已达一年多时间,整个房屋结构使用良好,没有新的不均匀沉降情况发生。

砖混结构七层住宅楼的纠偏加固方案

(1)概述。某七层砖混结构住宅楼,总高20.06m,平面按每层4个单元42户布置,建筑面积3833.19m2。平面长向45m(轴线尺寸),短向12m(轴线尺寸),见图6.8。该住宅楼AD侧距离外墙7.2m处有一平行于AD方向的长边坡,边坡高5.7m,见图6.7所示。该住宅工程于2003年3月初开工,2003年7月底基本完成施工任务,但在该房屋即将完工时观测发现沉降不均匀产生倾斜,即C、D、A、B各点的沉降值分别为38mm、105mm、99mm、43mm。为此,需对该楼进行地基变形与边坡稳定验算以确定处理方案。

图6.7 住宅楼边坡示意图 (单位:mm)

1)地基变形验算。按照GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》规定,该栋住宅楼(H=21.1m)整体倾斜允许值不大于0.004。该住宅楼整体倾斜实际数值计算:CD侧两端点处沉降差大于AB轴两端点沉降差,因此,以CD轴两端点沉降差验算整体倾斜值。设θ为倾斜角,因sinθ=(105-38)/12000=0.00558,即θ=0.3199°,则有该住宅楼实际倾斜值tanθ=0.0056>0.004。

2)边坡稳定性验算。按照G50007—2002《建筑地基基础设计规范》规定,条形基础边坡稳定性验算公式:

式中 a——基础底面外边缘线至坡顶的水平距离;

b——垂直于坡顶边缘线的基础底面边长,本处b=1.8m;

d——基础埋置深度,本处d=0.95m;

β——边坡坡角,本处β=55°。

带入上述数据计算有:

式(6.1)左边a=7.2-b/2=7.2-1.8/2=6.30m;右边=3.5×1.8-0.95/tan55°=5.63m。

亦即:左边=6.3m>右边=5.63m。

通过上述对地基变形和稳定性验算,该住宅所处边坡基础稳定,但其整体倾斜值大于设计规范允许值,必须进行纠偏处理。

(2)纠偏加固处理设计及压密注浆施工。在进行纠偏加固设计方案之先,对该楼所处的场地地质钻探资料作了深入分析,并相应作了预处理。

场地地层情况:①杂填土层。表层为未清除的建筑垃圾,下部由杂色粘土组成,杂填土厚度0.5~2.4m;②粘土层。以软塑状态为主,并夹有有机质粘土而显得不均匀,厚处不小于9.50m。天然含水率45.68%,相对密度2.60,天然孔隙比为1.1975,内摩擦角φk为2.4°,压缩模量为3.4MPa,承载力特征值fak=120k Pa;③有机质粘土层。以透镜体状形态夹层分布在粘土中,呈软塑高压缩性状况。标准贯入击数经六个孔段的试验,标准击数N=2.1击,承载力特征值fak=80k Pa,压缩模量为2.5MPa,内摩擦角φk为1.5°。

注浆施工前对地基持力层进行了如下预处理:清除杂填土,以砂石换填层做持力层。砂石换填层厚度1.2~2.4m,砂石换填层位于粘土或有机质土层上。同时要求砂石换填层按0.30m分层夯实,处理完毕做质量检测,压实系数不小于0.97,承载力特征值fak=200kPa。

注浆方案既要考虑该住宅楼AD侧边坡的稳定性,并对边坡进行加固处理,同时要在倾斜侧承重墙基底下注浆进行房屋纠偏。因此决定采取压力注浆与压密注浆相结合方案进行处理。本项目共布置了235个孔(含3个试验孔),孔径φ108mm,总进尺1371m。加固设计如图6.8和图6.9所示。

图6.8 压密注浆钻孔平面布置示意图 (单位:mm)

1)压力注浆方案。注浆压力值按照钻孔深度内土自重压力值变化进行加压,即由加固深度7.5(7.0)m至基础埋置深度进行变化,根据试验孔及理论计算其值为最深处为16.5k Pa,基底标高处2.2kPa。

图6.9 钻孔布置剖面图 (单位:m)(www.daowen.com)

压力注浆材料采用乌蒙牌425水泥配制水泥砂浆,配合比为1∶0.5∶0.5,并掺入2%~3%的速凝剂

压力注浆主要是对边坡进行加固,起到挡墙作用,同时防止压密注浆压力局部超压破坏边坡稳定性。

平面布置如图6.8、图6.9所示,ZK1、ZK2为压力注浆用直孔(各50个孔),顺AD侧基础墙外缘布置,孔径φ108mm,孔距0.9m,加固深度为7.0~7.5m。

2)压密注浆方案。平面布置如图6.8、图6.9所示,ZK3、ZK4为压密注浆用斜孔,顺AD侧基础墙外缘及房屋平面中倾斜侧承重墙布置,孔径φ108mm,孔距0.9m。ZK3为深入到粘土层斜孔,加固深度为7.0~7.5m,共布置50个孔,孔径φ108mm,孔距1.0m;ZK4为深入到砂石换填层斜孔,深度为3.5~5.5m,共布置82个孔,孔径φ108mm,孔距1.0m。

注浆压力值根据试验孔数据并结合理论计算,ZK3、ZK4压力值均按2~3倍试水压力。

压密注浆材料:ZK3为深入粘土层斜孔,采用乌蒙牌425水泥配制水泥砂浆(1∶0.5∶0.5),并掺入2%~3%的速凝剂;ZK4为深入砂石换填层斜孔,采用乌蒙牌425水泥配制的纯水泥浆,水灰比为1∶0.65,并掺入2%~3%的速凝剂。

3)施工工艺

①钻孔顺序。采取先外部直孔跳打,后内部斜孔跳打方法。

②注浆施工工序。

ⓐ放点→就位→钻进→下注浆管→注浆→封孔。

ⓑAD侧外直孔要先注浆,当浆液达到一定程度并能起到挡墙作用后才能对斜孔注浆,防止压密注浆超压破坏边坡。

③施工关键技术。

ⓐ压力控制:压力注浆严控压力值不大于土层自重压力,防止破坏边坡稳定性。

ⓑ压密密度控制:关键是要保证压密的密实度,结合理论计算和试验孔实验情况,对注浆量必须严格掌握。

ⓒ布孔整体设计:保证整体纠偏效果,防止局部超压挤密或欠压。

(3)效果。经施工后检测,该住宅楼在纠偏施工结束60天后不均匀沉降没有新的变化(表6.3)。房屋倾斜已基本稳定,随后在半年的观测中未发现新的沉降。

表6.3 住宅楼纠偏沉降观测记录 单位:mm

将60天后房屋沉降不均匀值进行验算:

即θ=0.162°,则有该住宅楼实际倾斜值tanθ=0.0028小于设计规范允许值0.004。

截至目前该住宅楼交付使用已达一年多时间,整个房屋结构使用良好,没有新的不均匀沉降情况发生。

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