建筑物沉降及加固分析

建筑物沉降及加固分析（精选11篇）

建筑物沉降及加固分析 篇1

目前, 随着建筑行业的飞速发展, 在地基基础方面也出现了一些问题, 其中建筑物沉降一直是土木工程行业非常重要的一大问题。一般来说, 少量或者均匀的沉降是允许的, 而较大的不均匀沉降则会给工程带来非常严重的后果[1], 它会使结构破坏, 承载力下降, 同时降低建筑物的安全及使用性能, 给使用者及周围人群带来不适感以及安全隐患。若建筑物偏心严重, 还有可能造成建筑地基失稳, 所造成的后果也将加更严重[2]。因此对建筑物的沉降分析具有非常深远的意义。

在建筑物出现沉降问题后, 要对其地基基础进行加固, 以使建筑物能够恢复其安全及使用功能。同时对既有建筑物的加固还能够相应的提高土地使用率, 扩大使用面积, 提高建筑物的使用寿命, 改善使用条件, 满足生活需求, 同时对改善市容和节能环保也有很重要的作用[3,4]。

1 工程实例

1.1 工程概况

海口某建筑为一栋10层住宅楼, 地下一层, 地上十层, 建筑的主体高度为31.65m。该建筑的结构类型为钢筋混凝土剪力墙结构, 基础采用平板式筏型基础, 筏板厚度为800mm, 在抗震墙下设置暗梁, 板底标高均为-3.30m, 筏板边挑出距离均为1000mm, 配筋为双层双向18@200 (HRB400级) , 其建筑平面图如图1。

1.2 场地工程地质分层情况

根据勘察报告以及地层岩性特征和沉积新老关系可将建筑场地自上而下划为5个岩土工程层。具体如下:

(1) 层素填土:填料为粉土质砂, 稍湿, 褐色, 松散分布于场地大部。

(2) 层中砂:颗粒为石英质, 呈次圆状, 浅黄色, 松散分布于全场地。

(3) 层淤泥质粉质粘土:上部流塑, 下部软塑, 灰黑色, 具有泥嗅味, 分布于全场地。

(4) 层砾砂:粗粒为主, 也含有中粒及细粒, 灰黄色, 分布于全场地。

(5) 层粉质粘土:可塑、硬塑, 局部已半固结成岩, 灰绿色, 分布于全场地。

勘察期间, (1) 、 (2) 、 (4) 层为含水层; (3) 、 (5) 层为相对隔水层。地下水对混凝土结构具有微腐蚀性, 在干湿交替或长期浸水的条件下, 对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

1.3 工程沉降及其原因分析

由楼房施工到封顶过程中的地基沉降观测记录可以发现, 该建筑沉降量较大并且不均匀沉降仍在继续, 而且地基变形也尚未趋于稳定。因此需要立即对导致该建筑物不均匀沉降的原因进行分析, 设计出合理的地基加固方案, 从而阻止其不均匀沉降的继续增大, 以免最终导致建筑事故的发生。

根据勘察报告知, 本建筑物楼座基础下存在7~14m厚的深厚淤泥质土层, 对后期的沉降不利。并且该项目拟建场地第 (3) 层为欠固结淤泥质粉质黏土, 采用水泥土搅拌桩法进行地基处理并不符合《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002第11.1.1条“水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土”的规定[5]。分别对该建筑物的桩及桩间土进行钻孔取芯, 以观察其成桩情况。桩及桩间土照片分别见图2及图3。

由图可知水泥土搅拌桩并未形成稳定固结体, 与淤泥质粉质黏土层结合部分, 桩身不完整, 不均匀, 仅浅部胶结稍好, 局部形成了较稳定固结体, 桩体较完整, 呈短柱及碎块状, 下部未见明显水泥土搅拌后改良的胶结体。由此可知水泥土搅拌桩法是不合理的, 从而止沉加固是非常有必要的。

2 建筑物止沉加固处理

地基基础的加固技术大致可分为两类, 即地基土的加固和地基基础的托换。由于在本建筑中成桩效果并不好, 因此考虑为地基基础的托换。而地基基础的托换技术又包括注浆加固基础法、扩大基础底面积法、坑式托换法、坑式静压桩托换法、树根桩法、灌注桩托换法、抱柱静压桩法以及锚杆静压桩托换法[6]。其中锚杆静压桩成桩工艺对既有基础及地基扰动小, 成桩速度快, 止倾减沉处理效果直接, 较为适宜该工程工况, 因此选用该方案。

根据拟加固工程现状, 以及方案比较和现场试桩, 采用软土复合桩基加固方案, 减沉桩采用钢管桩, 桩径为φ250mm, 桩端开口, 桩长约17m, 桩端落在 (4) 层砾砂层, 桩位布置图见图4。

3 沉降观测及效果分析

在施工过程中, 对建筑物进行沉降观测, 其中观测点布置图见图5, 在采用钢管桩进行加固处理时, 加密测量次数, 测量结果图见图6。

由沉降测量曲线图可知, 建筑物自施工至封顶过程中即出现较大沉降, 且沉降尚未有稳定的趋势, 经采取锚杆静压桩法进行托换后, 沉降曲线趋于稳定, 说明此次的加固措施是合理且有效的。

4 结论

4.1 由钻孔取芯结果可知, 本建筑物的成桩效果并不良好, 通过查阅《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002的相关规定可知, 水泥土搅拌桩并不适用于欠固结淤泥质粉质粘土。

4.2 由沉降测量曲线图可知, 建筑物初始沉降严重, 且沉降尚未稳定, 必须进行加固处理。而自钢管桩托换后沉降逐步趋于稳定, 从而可知锚杆静压桩法托换是可行且有效的。

4.3 锚杆静压桩成桩工艺对既有建筑物地基基础扰动小, 成桩速度快, 止倾减沉处理效果好, 是一种经济合理的地基基础加固方式。

参考文献

[1]翟渊博, 赵伟, 黄香山.不均匀沉降对高层建筑的危害分析及治理研究[J].陕西建筑, 2007 (11) :39-41, 38.

[2]刘皓, 张思渊, 张学鹏.地基不均匀沉降的危害及防治[J].中国水运 (下半月刊) , 2010 (9) :220-221.

[3]滕延京.既有建筑地基基础改造加固技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012.

[4]张永钩, 叶书麟.既有建筑地基基础加固工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[5]中国建筑科学研究院.建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2002) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[6]唐业清.倾斜建筑物的扶正与加固[J].施工技术, 1999 (2) :3-7.

建筑物沉降及加固分析 篇2

金泰华城一期D区2#楼工程位于临沂市工业大道与北园路交汇处路北，本工程层数为9+1层，总建筑面积，结构形式为剪力墙结构。

本工程于2011年月日设置观测点进行沉降观测，共设置12个沉降观测点，观测日期为，经过基础、主体、装饰、竣工、竣工后一周的共15次观测，建筑物沉降已趋于稳定状态，沉降观测分析如下：

一、建筑物最大沉降数值为3mm；

二、建筑物最小沉降数值为0mm；

三、在100天 的沉降观测中，最大沉降差值为1mm，每日沉降量为0.01mm/d，小于规范规定的0.02mm/d。

经分析，本工程 建筑物沉降量正常，已趋于稳定状态。

观测单位：天元一公司

建筑物沉降及加固分析 篇3

【摘 要】房屋建筑是城市建筑体系中的重要组成部分，关系着人民的生命和财产安全。房屋建筑质量的关键在于地基的牢固程度及设计和施工过程中的质量控制。大多数房屋建筑的变形、裂缝、倾斜等造成房屋建筑严重破坏的工程质量问题通常由于房屋建筑基础的不均匀沉降所致。因此，在房屋建筑施工的过程中，必须确保地基施工质量的坚固、稳定和可靠。本文通过阐述房屋沉降原因，进一步分析房屋沉降的危害，探讨房屋沉降的预防措施。

【关键词】房屋建筑；沉降原因；预防措施

房屋建筑的不均匀沉降是引起严重工程事故发生的主要因素之一，房屋建筑质量直接关系社会民生。因此，在施工过程应将房屋建筑质量放在首要位置，积极预防房屋建筑不均匀沉降所造成的建筑变形、开裂和倾斜。当房屋建筑基础不均匀沉降超过一定限度时，会对房屋墙体产生一定的剪切力和弯曲应力，使墙体出现裂缝或引发房屋坍塌等较为严重的工程事故。为有效提升房屋建筑工程质量，本文对房屋建筑沉降原因和危害进行分析，提出预防房屋建筑不均匀的几点建议。

1.房屋沉降原因概述

房屋建筑基础部分的破坏最终表现在地基沉降量和沉降差两个方面。在湿陷性黄土、高压缩性土层、膨胀土层或土质软硬不均等地基上的房屋建筑，如勘察不足，处理不当，易出现地基不均匀，导致建筑主体结构开裂和破坏，过大的地基沉降将影响房屋建筑的正常运行或造成严重的安全事故。房屋建筑基础产生不均匀沉降的原因主要可以概括为以下几点：

1.1地质勘查因素

地质勘查过程中，各勘查点之间间距过大、数量过少或探孔深度不足，没能准确探测出施工地土质的均匀性和存在的异常情况均可导致地基不均匀沉降。同时，地基施工处理不当、地基施工类型不符合施工地土质情况也是地质勘查过程中易出现的问题。

1.2工程设计因素

房屋建筑施工设计过程中因为考虑荷载差异问题未设置沉降缝，导致房屋结构荷载差异过大，使房屋基础部分受到不同程度和方向的荷载，产生压缩变形。房屋建筑结构设计不合理如建筑结构复杂、长度过长、整体刚度较差等也是工程设计中普遍存在的问题。房屋建筑地基处理不当、墙体长高比配置不当、相邻建筑物之间距离过小等因素，易引起地基不均匀沉降。

1.3地基处理因素

房屋建筑地基处理方法较多，如粉喷桩、压密注浆、旋喷桩、深层搅拌桩等，相同地基处理方法对不同工程所要求的处理效果有所不同，因此，在实际施工过程中，采用相同方法处理不同土质的软弱地基是导致地基不均匀沉降的主要原因之一。

1.4施工质量因素

地基施工处理在质量控制上难度较大，如施工人员技术较差或责任心不强，未能及时将地质勘查结果和施工实际问题报告工程负责人员，造成一定质量隐患。施工过程中未能按照科学的施工程序，先建荷载较大的结构部分，后建荷载较小结构部分，或未与邻近建筑之间设置沉降缝、后浇带。施工材料中的砂浆标号过低、地基砌体通缝、接茬不符合工程质量要求等，可导致房屋建筑承载力和整体性较差，造成不均匀沉降。

2.房屋沉降的危害分析

在房屋建筑施工过程中，由于地基不牢固、施工地土质差别过大、建筑荷载较大等原因，易引起房屋建筑基础的不均匀沉降，导致建筑物倾斜，使建筑物上部结构产生一定附加应力。当房屋建筑基础的不均匀沉降超过建筑本身承受限度，会造成房屋墙体裂缝，使整个建筑物结构严重倾斜。房屋建筑沉降引起建筑水平结构的相对位移，会产生额外的附加应力，使结构承载力不足，引发危险。不均匀沉降对房屋建筑质量产生的影响还表现在使建筑物原有结构构建的施工标准和受力状态发生改变，在结构构建应力变化的状态下出现承载力不足。

与此同时，房屋建筑沉降还会影响建筑物整体稳定性，造成结构倾斜。房屋建筑的一般结构是通过基础建筑部分将上部荷载传递给地基，在基底土层产生一定的附加应力，使地基土层承载力与上部传递的荷载保持平衡，实现建筑物的平衡、稳定。房屋建筑不均匀沉降会造成建筑基底和结构产生受力差异，使地基局部发生下沉、剪切、滑移，破坏了房屋结构的整体平衡。在这种情况下，房屋基础部分与地基土层形成的不接触或松散接触，会使整个建筑处于不均匀的支撑和受力状态，导致房屋建筑出现沉降差或结构倾斜，使房屋结构内部产生附加应力，造成结构主体的裂缝或破坏。房屋建筑不均匀沉降所引起的墙体裂缝，不仅在一定程度上影响建筑的整体美观，严重情况下会导致建筑渗水、灌风、坍塌等工程事故。

3.房屋沉降预防措施研究

3.1保证地质勘查报告真实性

合理确定地质勘查点之间的间距和探孔深度，勘查报告中准确体现勘探点土层的性质、稳定性、结构及分布规律。根据土质的不同，设计不同施工方案。在地质勘查过程中，如发现地质条件不利于工程施工和运行，应及时在勘查报告中明确反应。同时提高地质勘查人员的业务水平和职业素质，加强其对于房屋建筑地质勘查工作的责任感，确保地质勘查报告的真实性和可靠性，为工程设计提供准确的依据。

3.2保证地基和基础施工设计的科学性

在工程结构设计和施工方案设计的过程中，应考虑房屋建筑上部结构与地基基础之间的共同作用，对建筑整体结构、荷载情况及地质条件进行综合性的比较和分析，确定合理的施工建设方案。在满足房屋建筑工所需功能的情况下，建筑结构设计应力求简单，采用长高比较小的建筑体型。当建筑体型较为复杂时，应根据平面形状和建筑高度之间的差异，适当应用沉降缝合理划分成若干刚度良好的建筑单元。在墙体结构的合适部位设置沉降缝，保证建筑地基和基础部分的受力均匀。对于不同存在土质差异的地基土层，应予以区别处理。尽量选用轻型建筑结构，增强建筑底部的承载力，减少墙体结构自重，采用刚度较大的交梁、条基、片筏等基础形式，扩大建筑支持面积。

3.3施工过程中应采取的预防措施

科学安排施工程序，同一建筑主体各个单元的加载应保证基础平衡。施工现场地面堆载应保证平衡，避免大量建筑材料的集中堆放，严禁超载或将建筑材堆载于地基上方。主体建筑和堆载之间应打隔离桩，减少堆载区域地基的附加应力对柱基产生影响。房屋建筑的墙体施工必须保证砂浆强度满足施工要求，施工过程中，科学配置的砂浆，做好质量检测工作。仔细检查沉降发生情况，在每一层建筑施工结束后，按照标准设置沉降检测点和专用水准点，对沉降进行定期检测。

4.总结

在房屋建筑实际施工的过程中，如不均匀沉降发生在房屋建筑结构可承受的范围之内，对于房屋建筑结构影响不会很大。当不均匀沉降超过房屋建筑结构的承载范围，将引起较为严重的工程质量事故。因此，对房屋建筑发生不均匀沉降的原因和危害进行分析，找出预防房屋建筑不均匀沉降的有效措施，严格进行从房屋建筑工程设计到实际施工的每一环节，减少因房屋沉降带来的工程质量隐患，使人民的财产和生命安全得到最大的保障。

【参考文献】

[1]李胜鼎.浅论地基不均匀沉降的原因及防治措施[J].中国新技术新产品，2011，（09）.

[2]庄宇，王立安.浅谈预防建筑基础产生不均匀沉降的措施[J].硅谷， 2010，（01）.

[3]王永辉.框架结构房屋地基基础不均匀沉降危害分析及对策研究[J].中国新技术新产品，2009，（01）.

某住宅沉降事故分析及加固处理 篇4

湖南长沙某7层底框住宅楼(底层为架空层),采用ϕ350夯扩沉管灌注桩基础,持力层为泥质粉砂岩,单桩承载力设计值为300 kN;除一层楼面及厨房、卫生间、阳台处为现浇板外,其余各层楼面均采用预应力空心板。主体结构于2008年11月通过竣工验收并交付使用,2009年5月初,发现房屋墙(柱)基处的散水、室外地面以及多处墙体存在一定的裂缝反应,尤其以沉降缝两侧四、五单元较严重。此后每天都有新的裂缝产生,原裂缝长、宽均增加较快,建筑局部产生较大沉降。为保障居民生命财产安全,需对该事故原因进行全面分析并做出相应加固处理。

2 现场调查及检测

2.1 工程地质条件

本工程建筑场地土类别为Ⅱ类,根据工程地质勘测报告,各土层由上至下分布情况见表1。在事故发生后的补勘过程中,发现四、五单元处有土洞,洞中充填淤泥、地下水等,呈流塑状态,以不规则状的形态存在。

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2.2 结构布置和施工质量调查

现场调查发现房屋的承重纵、横墙处均设有圈梁,但构造柱偏少,各房客厅中部承重大梁两端未设置构造柱,也没有设置梁垫。此外,原设计高度为2.1 m的架空层实测高度达3.3 m。

通过对该住宅的混凝土构件和砌体的强度进行检测,结果表明,部分圈梁的混凝土强度不满足设计要求;砖墙砌体中砖强度在MU7.5～MU10之间,部分低于设计要求,而砂浆强度均达不到设计要求。

2.3 变形观测

因原有沉降观测点已不存在,故需重新布置沉降监测点,在12个观测周期内,最大沉降速度达1.0 mm/d～1.8 mm/d(其中四单元和五单元的沉降最大),说明沉降缝两侧的沉降还处于不稳定阶段[1]。结构垂直偏差最大处在四单元北侧(41)交■角,向南倾斜约35 mm(含施工误差)。

2.4 裂缝观测

因该住宅楼发生了明显的不均匀沉降变形,使得该房屋部分墙体存在较严重的裂缝反应,裂缝主要分布情况有:承重横墙、纵墙斜向开裂,门窗洞口角部斜向开裂,裂缝向沉降较大的方向倾斜,且部分轴线处墙体自下而上各层均出现类似的裂缝,裂缝最宽达8 mm左右。在调查中还发现,大部分墙体裂缝扩展非常明显,还处于不稳定状态,且有新的裂缝出现,如图1所示。此外,5月16日对房屋现浇混凝土构件进行裂缝普查时,仅个别梁存在轻微的裂缝反应,至5月22日已有1根地梁、5根一层楼面梁、2个柱的柱脚或梁柱相交处以及部分阳台板出现裂缝反应,裂缝宽度0.1 mm～0.2 mm。

3 事故原因分析

1)地质勘探不够细致,对地基土的分布构造缺乏足够的了解。2)房屋砖混部分的砂浆强度偏低,不满足设计要求,会造成墙体易于松动开裂。3)该房屋体系较复杂,设计时不仅没有相应的加强措施,相反构造柱的设置还很不合理且明显偏少,梁下也没有相应的构造措施,这些都对裂缝的产生与发展有较大影响。

4 处理方案

本工程采用注浆加固法对基础进行处理,具体方案如下:

1)本工程加固用花管注浆点有两种形式:一种是在地梁周边布设的单排垂直注浆管;另一种是在承台四周布设的双排倾斜注浆管。两种管的直径为50 mm,按1 m×1 m梅花状布置。注浆深度应穿过填土层且不小于7 m。

2)考虑到软土层较密实,注浆时采用“围、挤、压”的原则,先将灌浆区围住,再在中间插管灌浆以保证质量。同时采用分序灌浆的办法。

3)注浆采用42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比控制在0.8～1.5,以稀浆开始,采用逐步加稠的方法;注浆压力控制在0.2 MPa～0.3 MPa。

4)注浆施工时,采用自动流量和压力记录仪,并及时对资料进行整理分析。同时,继续对房屋裂缝发展、变形情况进行监测,发现异常情况及时通知相关部门。

经过以上地基加固处理,该房屋的变形和裂缝在一个月后已基本稳定,可以对墙体、混凝土构件等采取相应的加固措施。

1)对于建筑物的开裂内墙均采用钢筋网抗裂复合砂浆进行加固修复[4,5,6]。先将墙面粉刷层凿除,设置ϕ6@490×490“S”形穿墙拉结筋,在墙体两侧面布置双向ϕ6钢筋网,间距为240 mm,再外抹35 mm厚M10复合砂浆。对于外墙内侧,墙面处理后设ϕ6@490×490“L”形锚固筋,锚固筋必须锚入砌体砖块上,其他处理同内墙。加固详图见图2。2)对开裂稍轻微但对结构承载力有削弱的梁,采用钢筋网抗裂复合砂浆加固;其余开裂的混凝土梁,可将裂缝封闭后结合装饰层施工进行处理;各房客厅中部承重大梁两端增设梁垫。3)对已产生结构裂缝的混凝土柱,采用自密实改性混凝土加大截面处理[7];对已产生结构裂缝的阳台板,先对裂缝灌胶封闭处理,再采用双向150 mm宽、净距200 mm的单层碳纤维条外粘加固,其余裂缝仅做注浆封闭处理。

5 注意事项

1)因为该加固工程的特殊性,加固前应撤离所有住户,对原结构尽量卸载,施工时不得对原有结构进行破坏性扰动。2)施工过程中要确保房屋四周排水设施通畅,对已损坏的明沟、散水及室外地面进行修复,及时对室外地坪进行硬化处理,防止雨水及施工用水等渗入房屋地基基础及周边土体。3)随时做好房屋的沉降观测,同时密切注意墙体及梁、柱裂缝的变化情况。

6 结语

1)通过本工程事故的原因分析,对土体复杂、起伏较大的施工场地,地质勘测时应该倍加仔细,尤其要弄清楚基岩的形态特征、岩溶土洞发育情况、周边地质环境及覆土层结构与厚度等,防止在后续施工和使用过程中出现沉降事故。2)按照上述处理方案施工,该住宅的基础整体稳定,加固后的墙体、梁、柱一切正常。通过对沉降观测点5个多月的观测表明,事故处理的效果良好,满足结构安全、适用要求,现已投入正常使用。

摘要：介绍了长沙某7层砖混结构住宅楼产生沉降事故及构件开裂的情况,分析了不均匀沉降的原因,并运用花管注浆法对该住宅地基进行处理,同时对墙体等构件进行相应的加固,取得了良好的效果,为分析和处理类似事故提供了经验和指导。

关键词：砖混结构,沉降事故,注浆,加固处理

参考文献

[1]JGJ 8-2007,建筑变形测量规程[S].

[2]JGJ 123-2000,既有建筑地基基础加固技术规范[S].

[3]江见鲸,王元清,龚晓南,等.建筑工程事故分析与处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[4]CECS 242∶2008,水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土技术规程[S].

[5]尚守平,曾令宏,彭晖,等.复合砂浆钢丝网加固RC受弯构件的试验研究[J].建筑结构学报,2006,24(6):31-32.

[6]陈大川,胡海波.某近代建筑检测与加固修复设计[J].工业建筑,2007,37(7):15-17.

建筑物沉降及加固分析 篇5

关键词：建筑工程;地基加固技术;施工质量管理

引言

由于建筑物在施工过程中所需要承受的各种各样作用最后都将通过一定过程传给建筑物的地基，因此，对建筑物的地基进行加固、改良就成为建筑施工中的一项非常重要，所以，在对地基工程施工时，要结合具体情况，利用合适的加固技术，对工程进行施工管理。

1.加固地基的施工原理

1.1采用高压旋喷桩进行地基加固的原理

所谓的高压旋喷桩指的是通过使用工程钻机进行成孔，然后将旋喷注浆的管道放置于预先设计好的地基所需加固深度，通过旋喷管道的360度的旋转并且慢慢的提升，利用高压性发生装备所产生的高强度压力将已经制备完好的水泥、水以及速凝剂等的混合物从旋喷管道口射冲到土地中，经过泥土和浆液的充分搅拌使其凝聚同结，从而形成的一种具有高强度、高承载力以及止水防渗等重要作用的新型半刚性能的水泥土桩。

1.2加固地基过程中施工质量的控制

对建筑物地基的处理进行质量方面的控制的主要根据是建筑项目中合同文件、建筑的设计文件以及我们国家有关于建筑管理方面的法律法规等。由于对建筑物地基的处理属于一种地下的隐蔽性工程，因此，工程施工的质量以及控制在施工过程中非常重要。工程的管理设计人员在工程施工的过程中，需要投入大量人力、财力和精力确保施工的正常实施，施工人员需要在工作过程中变被动为主动，以主动的控制为主，以被动的控制为辅，只要这两种手段相互间的良好结合才能掌握建筑的动态控制方法。

1.3加固地基中的质量控制点

利用高压旋喷桩来处理地基时的质最控制点一般为水泥以及外掺剂的质量、水泥的用量、桩体的强度以及完整性检验、地基的承载力等。其控制的项目一般有地基的钻孔位置、钻孔中垂直度、孔的深度、注浆的压力、桩体的搭接程度、桩体的直径的大小以及桩身中心能够允许的偏差等。

2.建筑工程中地基加固技术及其应用

2.1 基础加宽加固技术

当地基的承载力无法满足工程需要或是基础面积不足时，必须增加基础的底面积，减少作用在地基上的接触压力，从而降低地基土中的附加应力水平，减小沉降量。当场地许可，基础埋深较浅时，可以采用基础加宽加固技术提高地基承载力，这是一种设计简单、工艺成熟的加固技术，直接使用钢筋混凝土加大基础底面，并保证新旧基础的可靠连接，考虑旧基础的强度，若旧基础的使用年限过长，强度出现较大折损，这时应尽量进行卸载降低旧基础中的应力。

2.2 加深基础法加固技术

加深基础法是在原基础下设置墩式基础，使基础坐落在较好的土层上的一种加固技术。简单来说，该加固技术就是在基础下挖坑，然后往坑中填筑混凝土墩，从而实现加固效果，适用于地下水位低、地基浅层有较好持力层的地基基础施工中。混凝土墩既可以是连续的，也可以是间断的，当间断混凝土墩基础无法满足工程承载力要求时应采用连续混凝土墩基础。加深基础法加固技术的施工流程为：首先，在既有建筑物基础的一侧开挖一个长宽分别为1.2m、0.9m左右的导坑，并挖至原基础底面以下的1.5m处，接着继续将导坑延伸到基础下面，挖到要求的持力层标高为止。然后开始对基础下面的深坑进行混凝土浇筑，浇筑到距离基础底面80mm左右的地方停止，进行为期1d的混凝土养护，然后将掺加有膨胀剂和速凝剂的干稠水泥浆填入基础的空隙中，挤实水泥浆。最后就是分批挖坑和修筑混凝土墩子，直到基础托换工程全部完成。

2.3灌浆加固技术

对于比较软的基础层，首先用钻机对其进行钻孔，再用高压设备将一定配比并且适合本地基的水泥浆通过孔洞灌入基地层，在这里，化学浆与土壤经过一系列物理的和化学的反应和变化，最终胶结、凝固，改良了土壤的物理结构，也改善了土壤的地质性能，土体的强度和硬度提高了，地基基础也就稳固了，整体上提高了地基对建筑物的支撑。特别留意的是在实施灌浆操作前必须对建筑地的土壤和地质形态有一个充分的认识和了解，一边选择合适的水泥浆的配比，才能科学地得到建筑物地基有效地加固。在现场的实施过程中，也要严格按照相应的操作规程实施灌浆，尽量保证灌浆施工的技術参数的精确性和正确性，而最终真正起到改善土壤结构和加固地基、稳固建筑的目的。

2.4 锚杆静压桩加固技术

锚杆静压桩加固技术是将静力压桩和锚杆技术结合起来，在基础上开凿压桩孔和锚杆孔，运用粘结剂将锚杆埋入锚杆孔中，然后安装桩架，并利用既有建筑物的重力反作用力和千斤顶将预制桩压入压桩孔中，桩与桩之间焊接起来或是使用硫磺胶泥粘结起来。当压桩力和压入深度满足设计要求后，将桩与基础运用混凝土浇筑连接起来，这样就提高了基础的承载力，有效控制沉降现象。通过建筑物的承重体的自身重量或者外设的油压或液压设备，将预制压桩分节地压入地基土壤中，致使地基土壤的结构和颗粒的间隙和致密性发生改变而加固了建筑物的地基基础。静力压桩时应先在各桩节处预埋三角铁，完成静力桩的压入后通过三角铁的焊接处理，使各桩节成为一个整体，更大程度上改善压桩的稳定性和连续性。当压桩压力达到设计载荷时，意味着加固已经可以满足稳固的要求，就可以完成后继的终桩施工了。此时，终桩尾的钢筋必须和建筑的基础钢筋焊为一体，外加水泥浇注的承力台与地基基础合为一体，这样所有的地基就连为一个整体，有效地传递建筑的载荷到地底的土壤层，保证了地基的有效加固。

2.5 换填法

（1）对较高强度垫层材料进行换填后，可以使地基的承载力得到有效提升。（2）对较低压缩性材料进行换填之后，能够使建筑物的沉降量减少。（3）对较大透水性的材料实施换填后，可以使地基的承载力得到有效提升。（2）对较低压缩性材料进行换填之后，能够使建筑物的沉降量减少。（3）对较大透水性的材料实施换填后，可快速消散基础下面的孔隙水压力，避免基土有塑性破坏产生，使垫层下软弱土层的固结及强度的提升得以加速。其次，对砂石等材料进行换填时，由于颗粒粗大、孔隙大且不存在毛细水现象，可防止材料受冻而引发冻胀现象发生。（4）在湿陷性黄土地基中，运用素土或灰土材料对黄土实施置换，可将变形得以消除，同时，换填后的材料由于密实度增加，还可将其作为防水层进行使用，使下卧层天然的黄土层被水浸泡的可能性减少。（5）换填法除了与上述要求得到满足以外，还能与现代社会的较高环保要求得到满足，其运用通常不会对周边环境产生水质、大气、噪声以及地面泥浆等污染，只存在一定的震动感，且波及范围相对较小。

3.结语

地基基础是建筑结构的重要组成部分，与建筑的质量和使用安全密切相关。地基基础的施工技术和加固技术影响到工程质量，同时也关系到工程成本，其施工方案必须与工程质量、地质情况、工程结构特点、工期、气象条件结合起来，优化施工方案，设计合理的施工流程，保证工程质量。在地基施工中，还必须严格按照相关的施工技术和规程并对其进行严格的监督和管理，真正的做到合理的勘测和分析地质、科学的施工地基地桩、合理稳固的地基加固，最大程度的满足设计的安全和质量的要求。

参考文献：

[1]王铁牛.浅谈建筑工程中常用地基处理及适用条件[J].建筑科学，2008，（18）

[2]胡鉴兴，黄齐琪，蒋爱民.浅谈建筑工程中加固地基的施工技术[J].工程科学，2010，（17）

高层建筑物沉降观测及形变分析 篇6

关键词：高层建筑物,沉降,观测,形变

当今时代,由于城市化进程的不断加快,耕地面积日益减少,导致高层建筑物不断增多。但高层建筑物容易产生沉降,尤其是不均匀沉降。沉降轻者会使建筑物发倾斜或出现裂缝,重者则可能会引起更加严重的安全事故。

因此,为了保障高层建筑物的安全,必须要在施工过程中采用有效的沉降观测技术来指导其合理施工、控制其质量水平。对此,笔者主要针对高层建筑物沉降观测及形变的相关问题进行了分析。

一、高层建筑物沉降观测的特点

若想及时有效地观测到高层建筑物的沉降情况,一般需要在高层建筑物工程的基础施工阶段就布设好沉降观测点;而对于在基础施工阶段没有布设沉降观测点,又需要进行沉降观测的,则需临时布设。但在基础施工阶段布设沉降观测点时,有时无法顾及到沉降点周围。若前期施工现场混乱,杂物堆放物过多,则可能会压盖或碰撞到基础沉降点。其次,现场施工环境往往较乱,人员流通频繁,各个工序的施工人员也不尽相同,因此容易在交接协调过程中出现问题。基于以上种种因素,沉降的观测必须要及时,否则将会丢失某些沉降数据。

总体来说,高层建筑物沉降观测具有以下几项特点:观测环境复杂、沉降点点位易受破坏、观测工期较长、数据处理繁琐以及观测是实时和不可逆的。

二、高层建筑物沉降观测的基本流程

高层建筑物沉降观测的基本流程一般为:准备观测所需的仪器设备和材料-布设观测基准点-布设工作基点-布设沉降点-进行沉降观测-分析沉降数据。对于高层建筑物来说,在埋设沉降点之时需要特别认真和仔细,不要出现任何差错。

其次在进行沉降观测之时,通常需要先埋设基准点和永久沉降点,另外有时还可能需要根据现场情况而布设基础沉降点、工作基点、联系点以及检查点等。沉降观测的起始控制点就是基准点,它的埋设必须要选择安全、稳定、可靠及方便的位置。基准点的具体埋设位置及数量的确定必须要根据施工现场的实际条件而定,一般基准点的高程系统要与高层建筑物本身的高程系统相一致。

再者,在高层建筑物工程基础施工阶段布设基础沉降点及永久沉降点之时,也要根据建筑物的实际规模、结果及当地地质条件等因素而确定点的个数。沉降点位置的选择应充分考虑到通视条件,尽量选择大转角、四角、承重墙、承重柱、裂缝两边、沉降缝两边、轴线上以及中心点等处,避免选择在转点、阳台上、非承重墙及承重柱的地方。

若要在地下室埋设永久沉降点,最好是先在地面上布设两个与永久沉降点位置相对应的工作基点,以作为地上基准点与地下沉降点之间的连接过渡点。

三、高层建筑物沉降观测的案例分析

(一)工程概况

某高层建筑工程项目设计为地上15层、地下1层,桩基主要采用的是预应力混凝土管桩,上部主要是采用的钢筋混凝土框架-核心筒的结构类型。按照当地政府要求,根据设计图纸及沉降观测要求,参照有关规范,为该工程项目设计了一个沉降观测方案。

(二)观测精度要求

针对该高层建筑工程项目的实际情况,按照高层建筑物沉降观测一级精度要求来实施观测。采用精密水准仪及2m铟瓦合金标尺,按照二等水准测量要求实施观测。

(三)观测周期

对该高层建筑工程项目进行沉降观测,检测分两个阶段进行。第一个阶段是在工程施工期间,每施工完一个楼层就进行一次观测;第二个阶段是在主体结构施工完毕封顶后的一年内,每隔两个月进行一次观测。若在最后一百天内发现建筑物的沉降速率<0.02mm/d,则可停止观测。

另外,若在施工阶段的观测中发生了沉降异常状况,或出现了地震、大降雨等情况,则应及时向相关部门通报。

(四)形变分析

在施工期间的第三次和第五次观测中发现,部分观测点出现了较大的不均匀沉降,第三次观测中的ZL07和ZL08两个观测点尤为明显,第五次观测中的各个观测点都比较明显;而在之后的观测中,各个点的沉降量都比较稳定,没有再发现较大沉降。

在主体结构施工完毕封顶后一年内的观测中发现,第一次出现了最大幅度的沉降,而在其后的观测中各点沉降量逐渐趋于稳定。在最后一百天内的观测中,发现建筑物的沉降速率均<0.02mm/d,认为该建筑物符合沉降要求。

四、结语

高层建筑虽然在很大程度上解决了城市土地资源紧缺问题,但是施工难度与一般建筑相比,要大很多,施工中遇到的问题也相对较多,尤其是高层建筑物的沉降问题。为了保障高层建筑物的安全,必须要在施工过程中采用有效的沉降观测技术来指导其合理施工、控制其质量水平。

现如今城市中的高层建筑物越来越多,而鉴于高层建筑物容易发生沉降问题,所以必须要重视对其的沉降观测,认真分析数据和形变,以保障高层建筑物的质量安全。

参考文献

[1]包雍卿,崔马军,黄岳林,高浩.高层建筑物沉降观测及形变分析[J].测绘与空间地理信息,2012,11:220-222.

[2]钟晓霞,许武成,刘承栩.高层建筑沉降观测技术及数据分析探讨[J].科技视界,2016,10:195-196.

[3]刘国平,刘莉君.高层建筑物中沉降观测技术应用的探讨[J].科技资讯,2007,02(23).

建筑物沉降及加固分析 篇7

关键词：地铁,盾构隧道,建筑物,数值模拟,施工措施

近年来，由于城市地铁公共交通模式具有大容量、高速、安全、可靠的特点，逐步发展成为解决日趋紧张的城市交通问题的首选方法。而随着城市地铁建设逐步深入，地铁区间不可避免会下穿密集建筑物，如广州地铁3号线大塘～沥窑区间在约2.5 km线路上穿过107栋建筑物、苏州地铁2号线广济路站～三香广场站区间在约0.66 km线路上下穿17栋建筑物、长沙地铁1号线黄兴广场站～南门口站区间在约0.5 km线路上近距离经过约7栋建筑物。

盾构法由于具有不影响地面交通、地下管线、对沿线建(构)筑物影响较小等优点，该类区间施工工法比选时，为减少拆迁量，降低工程造价，盾构法往往是首选工法，因而对地铁盾构下穿密集建筑物时引起建筑物沉降进行有效计算分析，对准确预测建筑物沉降，以便针对性采取有效措施，对确保地铁盾构区间下穿建筑物时施工安全至关重要。

1 工程概况

1.1 区间隧道与密集建筑物相互关系

华东某城市地铁区间隧道工程长度约1 377单线米，采用盾构法施工，盾构直径6 370 mm。隧道内径5 500 mm，衬砌厚度350 mm。区间起点车站为地下3层岛式车站，终点车站为地下2层岛式车站。区间在长约180 m范围内密集下穿10栋建筑物。此次选取具有代表性的1号，2号建筑物进行分析，其中1号建筑区间侧穿经过，隧道顶距基础底垂直净距约8.97 m;2号建筑，区间正下穿经过，隧道顶距基础底垂直净距约9.22 m。

区间隧道与建筑物平面及1号，2号建筑横断面关系图如图1～图3所示。

1.2 工程地质

区间隧道穿越密集建筑物段隧道上覆土层由上至下依次为(1)1杂填土、(3)1粘土、(3)2粉质粘土夹粉土、(3)3-1粉质粘土、(3)3粉土夹粉质粘土和(6)1-1粉质粘土层;隧道穿越土层主要为(6)1粘土和(6)1-1粉质粘土层;隧道下卧土层主要为(6)1粘土和(6)2-1粉质粘土夹粉土层。

区间隧道穿越建筑物段地质剖面图如图4所示，各土层物理力学指标见表1。

2 地铁盾构区间下穿建筑物允许沉降控制值

目前国内城市地铁下穿建筑物时建筑物允许沉降控制值尚无统一标准，一般参考GB 50007-2011建筑地基基础设计规范及DGJ 08-11-2010地基基础设计规范建筑物基础允许沉降值，并综合考虑浅埋暗挖法中地面沉降控制值，对一般建筑物提出+10 mm,-30 mm沉降控制值标准，若下穿密集建筑物时需综合考虑周边环境、地质、建筑物基础形式、结构形式、使用情况及产权单位要求等因素提出具体控制指标。本工程区间施工时在考虑以上因素前提下，参考周边城市类似工程实例，提出区间下穿密集建筑物时建筑物沉降控制指标为+4 mm,-20 mm。

3 盾构隧道施工对建筑物影响分析

3.1 分析方法及内容

地铁盾构法施工较其他工法能有效控制地层损失和减小对周边建筑物损害，但盾构下穿时仍不可避免引起地层损失和对围岩的二次扰动和松弛，引起建筑物沉降。本文将分别采用Plaxis有限元软件及Peck公式两种方法对盾构隧道施工时上方建筑物沉降值进行数值分析，并与实际施工所产生沉降值进行比对。

3.2 Plaxis有限元分析结果

有限元分析时采用整体分析有限元法，将隧道和周围土体视作一个整体，借助于Plaxis软件进行有限单元法数值分析，计算盾构区间施工对周边建筑物造成的影响。

1)1号建筑沉降分析结果。从图5～图7中可以看出，盾构侧穿时引起地层损失和对围岩的二次扰动和松弛造成的1号建筑物沉降最大值约5.91 mm，位于建筑物靠近隧道侧墙角处，往隧道外侧沉降递减。

2)2号建筑沉降分析结果。从图8～图10中可以看出，由于盾构正穿所引起的地层损失和对围岩的二次扰动和松弛造成2号建筑物最大沉降约6.39 mm，位于隧道中心线间范围内，往隧道两侧沉降递减。

3.3 Peck公式分析结果

1969年Peck在分析大量地表沉降观测数据的基础上，提出了地表沉降槽符合正态分布曲线的概念，如图11所示。Peck公式认为地层变形由地层损失引起，假定地表沉降槽体积等于地层损失体积。地层损失量与盾构种类、地层条件、地面环境及施工控制有关，一般很难准确估计，本文用Peck公式分析建筑物沉降时，按DGJ 08-11-2010地基基础设计规范中关于盾构法施工下穿建筑物时宜将地层损失率控制在3‰～5‰范围内的要求，给定地层损失率值。

1)1号建筑沉降分析结果。Peck公式计算时，假定地层损失率为3‰，得出1号建筑物最大沉降约7.5 mm，其横向、纵向沉降曲线如图12，图13所示。

2)2号建筑沉降分析结果。Peck公式计算时，假定地层损失率为3‰，得出2号建筑物最大沉降约8.3 mm，其横向、纵向沉降曲线如图14，图15所示。

3.4 施工完成后实测建筑物沉降数据及结果对比

盾构区间下穿1号，2号建筑物时对两栋建筑物沉降进行监测，其沉降曲线如图16，图17所示。

从图16，图17中可以看出，1号建筑物实测最终沉降值为5.19 mm,2号建筑物实测最终沉降值为6.01 mm，其与数值分析结果对比情况如表2所示。

mm

从表2中可以看出，Plaxis和Peck公式两种数值模拟方法均能较好预测实际沉降值，但Plaxis有限元分析时考虑隧道、建筑物及土体间协调变形，更接近于实际沉降值。

4 盾构施工期间辅助措施

由于盾构下穿前沉降预测值均在控制值范围内，无需采取建筑物加固措施，只需采取一定施工辅助措施以有效控制地层损失率，从而控制建筑物沉降。其施工期间采取的辅助措施主要有以下几方面:

1)盾构施工穿越建筑物时，盾构推进速度不宜太慢或者太快，太快势必推力大、土压大对四周的土体扰动较大，建筑物沉降大;太慢则易造成超挖，同步注浆量未及时跟进时引起建筑物沉降加大，一般掘进速度宜控制在20 mm/min～30 mm/min。

2)根据盾构机理论开挖量和管片占有体积计算理论注浆量为2.25 m3，盾构穿越建筑物段主要位于(6)1层粘土，注浆量为理论注浆量的115%～160%时，沉降控制比较理想。

3)盾构穿越建筑物时，盾构姿态正负控制在20 mm内，且前后差值小于10 mm，如若偏差太大，则易造成超挖，造成沉降加大。

4)在盾构穿越建筑物时加强监测工作，盾构穿越前(进入影响范围)为3次/d;在穿越过程中及穿越后5环期间监测频率3次/d～4次/d;盾构通过后当变形量小于1 mm/d时减为2次/d，当变形量小于0.5 mm/d时减为2次/周及至稳定。

5 结语

1)通过对地铁盾构隧道下穿密集建筑物时对建筑物沉降采用不同分析方法进行数值模拟，并与施工后实测沉降值进行比对，说明数值模拟结果能较准确反映实际沉降值，可有效指导盾构穿越建筑物时具体处理措施。2)施工实测沉降值说明盾构穿越建筑物时，对预测沉降值满足控制标准时，可不采取建筑物处理措施，通过采取控制掘进速度、注浆量、盾构姿态及加强监测等有效施工辅助措施，可有效控制建筑物沉降以满足相关要求。

参考文献

[1]高承勇,黄绍铭.地基基础设计规范[S].

[2]张凤祥,朱合华,傅德明.盾构隧道[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[4]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京:人民交通出版社,2010.

[5]LEE K M,JI H W,SHEN C K,etc.Ground response to the con-struction of Shanghai metro tunnel-line 2[J].Soils and Founda-tions,1999,39(3):113-134.

[6]许江,顾义磊,康骥鸣.隧道与地表构筑物相互影响的研究[J].岩土力学,2005,26(6):889-892.

[7]Liu Bao-chen.Groud surface Movement Due to Underground Excavation in P.R.China[J].Comprehensive Rock Engineer-ing,1993(4):780-816.

[8]姚宣德,王梦恕.地铁浅埋暗挖法施工引起的地表沉降控制标准的统计分析[J].岩石力学与工程学报,2006,25(10):50-51.

建筑物沉降及加固分析 篇8

关键词：加固,后压浆,箱梁顶升,沉降

1 桥梁概况

广州某高速公路跨线桥分为三联, 其中第一联采用4×30 m预应力混凝土连续箱梁;第二联采用8×35 m装配式预应力混凝土连续箱梁;第三联采用2×40 m+25 m预应力混凝土连续箱梁, 现浇箱梁采用单箱双室截面, 箱梁顶板宽16.75 m, 箱梁梁高分别为1.7 m, 2.0 m, 悬臂板长2.375 m;下部结构为柱式墩, 肋式台, 钻孔灌注桩基础, 冲击成孔。

桥梁下部桩基及墩柱已施工, 上部现浇箱梁采用满堂支架现浇, 本桥幅第三联箱梁已浇筑完成, 二期恒载均未施工, 目前该桥左幅第三联下部桩基产生不均匀沉降, 其中13号, 14号墩沉降比较严重, 最大沉降量10.0 cm, 桥台最大沉降量1.0 cm, 过渡墩最大沉降量0.2 cm (见图1) 。经设计验算, 桩基下沉后, 上部箱梁在仅承受恒载情况下, 箱梁最大拉应力满足A类部分预应力构件要求, 但运营阶段不满足规范要求。经检测本桥上部现浇预应力箱梁未发现明显裂缝, 但如不采取措施, 将不满足今后运营要求, 因此需对桩基进行加固, 同时对箱梁进行顶升, 卸除基础不均匀沉降引起的部分附加应力, 以满足运营要求。

2 桥墩桩基下沉的原因分析

1) 加固处理前, 对沉降较大的桩基补充钻孔, 在贴近桩基的钻孔后发现桩侧有较厚泥皮, 泥皮厚度达5 cm~8 cm。孔壁泥皮阻碍桩身混凝土与桩周土体的粘结, 起到润滑作用, 降低了桩侧摩阻力。

2) 施工中无论怎样二次清孔, 孔底残渣仍是不可避免的, 孔底残渣是影响单桩承载力最重要的因素之一。

3) 由于桩身混凝土的固结发生体积收缩, 使桩身混凝土与孔壁间发生间隙, 减少了桩侧摩阻力。

3 加固思路

鉴于目前的现状以及桥址处地质的复杂性, 为确保结构安全, 决定在现有桩基旁增设四根120的嵌岩桩进行加固 (见图2, 图3) , 新加桩能承受上部所有反力, 然后再进行梁体顶升, 新加承台提供钢管支架的顶升平台, 最后进行梁体顶升。

4 桩基加固方案

4.1 加固前准备工作

1) 为防止桥墩进一步下沉, 桩基加固前需在13号, 14号墩两侧各增设一个临时支撑, 有效为桥墩分担一部分恒载。

2) 对桥墩处每根桩进行高压注浆;利用水泥浆液对土层的渗透、填充、压密和固结等作用, 来增加桩底及桩侧土体的力学强度, 从而提高单桩承载力, 根据以往经验及相关资料表明, 泥浆护壁灌注桩通过后压浆处理, 桩端承载力和桩侧摩阻力都能得到正常的发挥, 单桩竖向承载力可提高50%~110%。

4.2 桩基加固要求及加固工序

1) 在13号, 14号桥墩两侧各增设两根Ø120 cm钻孔灌注桩, 每个桥墩增设4根, 新增桩基均按照桩基嵌岩桩设计, 桩基须嵌入弱风化层不小于1.5 m, 桩底岩石天然湿重单轴极限抗压强度不小于14 MPa。

2) 凿毛桥墩、系梁部分的混凝土, 并在桥墩系梁上种植钢筋, 并将顶升平台钢筋与桥墩、系梁钢筋焊接, 最后浇筑混凝土形成顶升平台。

5 箱梁顶升

5.1 支架搭设

顶升方案考虑到施工场地的限制, 以及箱梁顶升时作用点在墩顶横梁上时对箱梁影响较小, 利用新增承台作为顶升箱梁的支撑平台。

采用10 mm厚的A3钢板制作的直径为100 cm钢管支架作为顶升支架。钢管支架直接支撑在新浇平台上, 钢管支架与预埋螺栓焊接, 必要时可加焊短钢筋, 钢管支架节与节之间焊缝应饱满;钢管支架垂直控制在0.5%以内;钢管支架内浇筑C25混凝土;钢管支架顶部和千斤顶顶部放置厚钢板, 每个钢管支架上方放置1台吨位400 t千斤顶, 要求千斤顶必须安放平稳竖直。

5.2 箱梁顶升

顶升支架搭设在承台面, 使顶升力全部作用于箱梁横梁上, 顶升时在箱梁横梁底面与千斤顶间设置钢板, 使横梁均匀受力。顶升主梁时, 要求每个千斤顶的顶升速度均匀, 13号, 14号墩顶升分级同步, 并在千斤顶旁边设置钢垫块, 随顶升随垫, 以防止千斤顶因意外事故突然失灵而造成事故。

顶升前已松开盆式支座下固定螺栓, 顶升时盆式支座下盆脱离墩顶。当顶升至设计高度后, 即在盆式支座下盆底与墩顶间垫入钢板, 最后将各层钢板焊成或者用粘钢胶连接成整体 (如图4所示) 。

6 加固后的鉴定试验

本桥加固完成后, 为了检验桥跨结构的实际工作状况和承载能力是否满足设计要求并检验桥梁的加固效果, 对该桥进行了加固后的静载试验。

在静载试验荷载作用下, 结构受力仍在弹性范围内, 表明该桥的工作状况良好, 满足设计荷载下的正常使用要求。

7 结语

本桥经采取上述加固措施后, 消除了安全隐患, 保证了桥梁的正常使用, 通车已经五年多, 未发现异常。从本桥的事故可以发现, 设计和施工的配合, 才能使实施达到设计的要求, 减少人为因素导致病害的发生。桩基承载力的实现与施工条件密切相关, 施工应严格按照技术规范及设计要求实施, 以保证桩基承载力达到设计要求。对于复杂地质设计方应进行跟踪设计, 当实际地质情况与设计差异较大时应根据实际情况调整设计参数或者施工方法。如遇水易软化、崩解地层不能作为桩基持力层, 施工前应该制定有效措施控制桩基泥皮厚度及桩基沉淀厚度, 优先选择嵌岩桩方案或预应力管桩方案。

参考文献

[1]陈小明, 林山.泥浆护壁灌注桩桩底后压浆技术及其单桩竖向承载力的估算方法[J].探矿工程, 1999 (3) :17-20.

[2]陈性凯.某高速公路桥的沉降及纠偏[J].中国市政工程, 2001 (1) :33-35.

建筑物沉降及加固分析 篇9

随着全国各地高速公路建设规模的加大和速度的加快, 在高速公路施工过程中遇到地质条件较差的软粘土层几率加大;而软土路基的承载力较低, 地基沉降的可能性很大, 容易发生失稳事故。所以, 探讨高速公路软土路基的沉降和加固技术具有重要意义。

1 软土的沉降原理及软基处理要求

地基内部因受到负荷承载而发生应力和变形, 由此导致基础的下沉就称为基础沉降。基础沉降涉及沉降量和沉降差两个方面, 沉降量和沉降差与土地的压缩性以及负荷大小、负荷性质有关。地基沉降的研究内容主要包括沉降量的大小和沉降速度情况, 土体的变形是孔隙内水和气体体积变化引起的, 水和气体的移动速度决定土体变形速度。影响软土路基沉降的因素有很多, 例如土体的本构特性、温度变化、地下水变化、路堤填土高度和速率等等。

软基处理要求一般包括地基处理深度的确定, 地基处理范围的确定以及地基工期的确定几个方面。地基处理深度的确定重点考虑回填土层、淤泥、淤泥质亚粘土层及粉细砂等土层, 厚度要求穿透软土层, 夹砂层主要处理上层软弱地基。地基处理范围的确定以路基宽度范围内的软土为主要加固对象, 以及横断面方向的具体处理要求。地基工期控制方面, 路堤填筑的计算施工工期为1个月~8个月不等, 具体根据施工过程中的沉降与稳定监控情况确定;对软基的等载或超载预压时间根据软土性质、厚度以及路堤填土高度的不同, 工期一般为6个月~17个月。

2 软土路基沉降观测技术

软土地基路段路堤的施工过程中, 必须对填筑时或填筑后的地基变形动态进行观测。地表沉降量的观测主要通过沉降板来观测, 地表水平位移量以及隆起量通过位移观测边桩来观测, 地下土体分层水平位移量通过测斜管观测, 观测仪器主要有全站仪、测斜仪、水准仪、水压力计、土压力计和分层沉降仪。施工观测的作业流程见图1。

测点埋设方法与要求简要叙述如下:

1) 位移观测边桩。在路堤两侧趾部埋设位移观测边桩, 观测边桩与观测断面在同一横断面。边桩用C25混凝土预制, 长度一般要大于1.5 m;埋置深度一般为地下1.4 m, 露出地面的桩顶小于0.1 m;用混凝土把边桩上部50 cm处固定好。

2) 沉降板。沉降板的底槽下面要铺设尺寸为60 cm×60 cm×20 cm的砂垫层, 埋设点的控制偏差要小于20 cm。

3) 分层沉降标。一般采用钻孔埋设法, 软土下的卧层深度要大于1 m, 同时要求钻孔的垂直偏差率小于1.5%。露出地面的波纹管高度一般为18 cm左右, 需要用水泥混凝土加固。

4) 深层沉降标。埋设方法和分层沉降标一样, 只是螺旋形标头的位置在软土下30 cm~50 cm处。

5) 土压力计。土压力计埋设在压力曲线发生变化的位置, 回填料要和周围的土料相同。

6) 工作基点桩。工作基点桩埋入硬土层中的深度要大于2 m, 埋入软土中不得小于10 m。

7) 土体侧向变形测斜管。测斜管采用钻孔埋设, 材质为PVC, 要求直接为7 cm, 进入软土持力层的管底深度为2 m左右。

8) 孔隙水压力观测。用钻孔埋设法, 一般沿道路隔2 m埋设1个, 孔隙水压力计安放前要排除内部和管路中的气体, 隔水填料采用风干粘土球, 规格为直径2 cm, 各测点埋设48 h后测读初始读数。

观测项目的观测频率方面, 施工观测时间间隔一般在3 d以内;对于出现危险事故征兆时, 要持续进行观测;路基填筑时, 每天观测一次;路基变形超过相关标准或者场地条件的变化较大时, 加密观测。

观测项目报警值及处理方面, 路中心线地面沉降速率每昼夜大于1.0 cm时停止加载;坡脚水位位移速率每昼夜大于0.5 cm时, 停止加载;当加载量小于设计要求值且1 h内垂直变形增量大于0.1 mm, 以及当加载量大于设计要求值1 h内垂直变形增量大于0.2 mm时, 停止加载;累计垂直变形大于沉降板的压板宽度10%时, 分级卸载。

3 软基沉降加固技术

3.1 塑料排水板

打设塑料排水板是处理软基沉降的技术手段之一。插板机就位后, 通过振动锤驱动套管对准插孔位下沉进行插板, 端头的锚靴和套管内穿过的排水板相连, 根据入土深度把排水板插入;套管拔起后, 排水板和锚靴同时存于土中, 剪断各排水板, 一个排水板的插板工作完成。完成一个插板后, 插板机可以继续对不同的排水孔施打。需要注意的是, 排水板不能随意剪断, 要确保板头有20 cm左右的高度, 同时在其附近把砂土挖起, 形成20 cm高的碗状, 再切去板头并填平, 施工才算结束。

3.2 土工格栅

土工格栅经常被用于土工复合材料或者加筋土的结构筋材, 其高强度、良好韧性对软基状态改善效果较好。如果软土地基发生冲剪破坏或变形时, 土工格栅会防止破坏面的出现, 阻止土体侧向挤出、增大地基的稳定性。单向土工布分两层铺设, 间距为40 cm, 砂垫层填筑完成后再进行塑料排水板的插打, 然后铺设土工布第一层。土工布沿路基横向断面一次性进行, 根据路基宽度伸出路基两侧各1 m, 相邻两幅之间搭接宽度50 cm以上, 搭接部分每隔1 m用聚乙烯扎扣连接, 并采用土钉锚固。土工布摊铺时应拉直平顺, 紧贴下承层, 不应出现扭曲、褶皱。第一层土工格栅铺好后, 开始吹填施工, 保证土工布平整、不起鼓, 不起皱, 待砂垫层顶路基吹填第一层平整后, 立即进行水平测量, 防止填筑不均匀, 待抄平无误后用压路机静压, 检测压实度、厚度、高程等符合要求后, 铺设第二层土工布。

3.3 碎石桩

高速公路软土路基孔隙水的渗透性较低, 因振冲碎石桩施工时, 桩周土体因受到振冲置换以及填筑碎石等过程中所产生的挤压、振冲等作用, 常常会产生超孔隙水压力, 可能造成原软土路基强度降低。当碎石桩施工完成后, 原软土路基中软土土体的结构强度会随着时间的增长而慢慢得到恢复;同时, 土中的孔隙水压力也慢慢会向桩体逐渐扩散, 导致有效应力也随着增大, 路基土体的强度得到恢复和提高。

通过对碎石桩中碎石级配的调整, 施工后成型的碎石桩将为软土复合路基提供一个良好的排水通道, 从而大大缩短孔隙水在水平方向的渗透距离, 以达到加速软土路基土体的排水固结效果, 其土体强度也将显著提高。

摘要：对软土沉降原理及软基处理要求进行了介绍, 重点分析了软土路基沉降观测技术, 并对塑料排水板、土工格栅、碎石桩等软土路基施工处理方法作了研究, 以确保高速公路的安全性。

关键词：高速公路,软土地基,沉降观测,加固技术

参考文献

[1]龚晓南.复合地基设计和施工指南[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]李旭红.高速公路软土路基处置技术研究[J].黑龙江交通科技, 2014 (5) :67-68.

[3]陈晖东, 余湘娟, 高磊.越南河内—海防高速公路路基沉降预测模型研究[J].公路工程, 2014 (4) :111-112.

[4]高海燕.公路软土路基处理技术的应用分析[J].黑龙江科学, 2014 (1) :77-78.

建筑地基不均匀沉降的原因及防治 篇10

关键词地基；建筑物沉降；措施

中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)041-0128-01

现今，随着城市建筑物的日益增多，而高层建筑和重要建筑的建设，不均匀沉降问题一旦处理不好，会造成巨大的损失，特别是软土地基。如施工方法不当或未按规定和操作规程进行，不仅会影响房建工程的质量，严重的还会对线路造成影响。在实际施工中，地基沉降往往造成新建房屋或原建房屋损坏。例如:墙体、屋面渗水、管道漏水、下水道堵塞不畅；底层门窗洞口或局部墙面出现斜裂缝、水平裂缝、垂直裂缝以及八字型裂缝。而地基的沉降是土力学中一个重要的问题，《建筑地基基础设计规范》规定建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值即在设计建筑物基础时，必须满足条件：变形——变形量——容许沉降量。

1分析建筑物不均匀沉降产生的原因

1）工程地质勘察报告的准确性差、真实性不高。工程地质勘察报告反映土层性质、地下水和土工试验情况，并结合设计要求，对地基作出评价，对设计和施工提出某些建议。实际施工中，有些工程不进行地质勘察盲目施工；有的勘察不按规定进行都会给设计人员造成分析、判断或设计错误，使建筑物可能产生不均匀沉降，甚至发生结构破坏。

2）设计不合理。多层住宅单体太长的；平面图形复杂凹凸转角多，层高高差及荷载差异较大；未在适应部位设置沉降缝；基础刚度或整体刚度不足；结构计算有误等都会使建筑物可能产生不均匀沉降。

3）施工不完善。施工方案制定不合理；墙体砌筑时，砌筑质量不满足要求，砂浆强度低、灰缝不饱满、通缝多、拉结筋不按规定设置；没有认真进行验槽；基础施工前扰动了地基土；在已建成的建筑物周围堆放大量的建筑材料或土方增大了地基的附加应力；也会引起建筑物建成后产生不均匀沉降。

4）地基方面。土层在平面与竖向分布上有很大的差异，不但层次多，且各种土层的物理力学指标相差悬殊，在平面上土层厚度变化较大，局部存在软弱土层。土层的复杂性使建筑物的基础置于压缩性相差较大的地基上，地面高差悬殊很大产生地基附加应力差异较大，都会使地基产生不均匀沉降。

2防治措施

根据上述的原因，综合选择合理的建筑、结构、施工以及地基处理，达到减轻房屋不均匀沉降损害的预期目的。

2.1确保工程地质勘察报告真实可靠

必须选择有资质的勘探单位并且地质勘探人员具备较强的业务水平和职业道德素质，这样才能使工程地质勘探报告具有真实性、准确性、科学性。

2.2完善设计，采取多种措施，增强多层住宅整体刚度及基础刚度

1）建筑措施。建筑物体型力求简单:平面形状不宜复杂，立面体型变化不宜过大；控制建筑物的长高比及合理的布置纵横墙:筑物的长高比控制在2.5~3.0之间时，可减少建筑物的相对弯曲，房屋不易出现裂缝，对于砖石承重结构的纵横墙应尽量贯通，横隔墙的间距不宜过大，一般不大于建筑物宽度的1.5倍为妥；设置沉降缝:多层住宅的长度应控制在55m以内；长度较大的住宅，应在适应部位设置沉降缝，对于平面图形复杂或有层高高差及荷载显著不同的，要在其转折处，层高高差处或荷载显著不同的部位设置沉降缝，在地基土的压缩性有显著变化处，或在地基处理方法不同处也需设置沉降缝。一般沉降缝的宽度：二、三层房屋为50~80mm，四、五层房屋为80~120mm，六层及以上不小于120mm；控制相邻建筑物的间距:相邻建筑物基础间的净距应在规范允许范围内；调整建筑物的局部标高:根据预估沉降，适当调整室内地坪和地下设施的标高等。

2）结构措施。减轻建筑物自重:减轻墙体自重选用轻型高强墙体材料如选用轻质高强混凝土墙板、多孔砖等，选用轻型结构如预应力钢筋混凝土、轻钢结构以及各种轻型空间结构，减少基础和回填土的重量如选用自重较轻、覆土较少的基础形式；设置圈梁:在基础顶面附近及各楼层门窗口顶部楼（层）面处设置圈梁，每道圈梁应尽量贯通外墙、承重内纵墙， 并在平面内形成闭合的网状系统；减小或调整基础底面附加应力:改变基础底面尺寸、可设置地下室；增强上部结构刚度或采用非敏感性结构等。

3）施工措施。作好地基验槽工作:首先作好基槽开挖后的钎探工作，请勘察、设计、监理、建设单位共同验槽以确定地基土与勘察结果是否相符并经监理单位验收合格；控制好给排水管道的灌水试验和采暖管道的系统打压试验:必须严格按规范操作并经过监理工程师隐蔽验收合格后在进行下道工序施工，防止管道漏水、渗水浸泡地基引起地基土局部软化而造成沉降量过大和底层地面塌陷、裂缝；控制好结构工程施工质量：加强原材料的进场验收，砂浆、砖的品种，强度等级必须符合设计，合理安排施工程序、注意某些施工方法，当建筑物存在有高、低和重、轻不同部分时，应先施工高、重部分，使其有一定的沉降后再施工低、轻部分，或先施工主体房屋，再施工附属房屋，能减少一部分沉降差；活载大的建筑物，在施工前，有条件时可先堆载预压；在使用期间，应控制加载速率和加载范围，避免量大、迅速和集中堆载。保证构造柱马牙槎高度，按标准加工好拉结筋；加強多层建筑物的沉降观测:施工期间，施工单位必须按设计要求及规范标准埋设专用水准点和沉降观测点。监理单位必须进行检查复测，并将资料列入工程质量评估报告内容。

4）地基基础。地基基础设计应控制变形值，必须进行基础最终沉降量和偏心距的验算，基础最终沉降量应当控制在《地基基础设计规范》规定的限值以内。当天然地基不能满足建筑物沉降变形控制要求时，必须采取地基处理可采用碾压及夯实、换填垫层法、排水固结、振密挤压、置换及拌入、加筋等方法；同一建筑物尽量采用同一类型基础。

3结论

总而言之要根据不同的工程地质情况以及建筑物的使用要求，综合考虑建筑、结构、施工各方面的因素选择最佳设计方案从而有效的防止不均匀沉降的产生。

参考文献

[1]麻延军.建筑地基不均匀沉降原因与设计探讨[J].科技创新导报,2009.

建筑物沉降及加固分析 篇11

曹杨路桥建于1977年,后于1999年进行拓宽,北侧引桥为6孔(A孔～F孔)跨径16m先张法预应力混凝土简支梁;南侧引桥为9孔(J孔～R孔)先张法预应力混凝土简支梁,引桥A孔～F孔、J孔～K孔、M孔～R孔由12榀空腹矮T梁组成。老桥的引桥部分桥墩采用350mm×300mm的钢筋混凝土方桩,桥墩采用天然地基;拓宽部分的引桥桥墩采用Φ600mm钻孔灌注桩;桥台为重力式桥台。

在顶管施工过程中,一方面由于土体开挖卸载,另一方面掘进机尾部通过后由于掘进机外径较后续管道外径大2cm～4cm,从而产生环形空隙,尽管采用了注浆填充措施,但仍不可避免地会产生土体损失,从而引起地面沉降[1]。排水管道顶管穿越曹杨路桥施工时,施工控制不当,土体损失严重,导致地表沉陷,连接J孔和K孔的10号墩出现险情。顶管与10号墩条形基础相对位置见图1。

2 条形基础安全性计算

2.1 恒载效应

拓宽后引桥断面布置见图2。由于拓宽部分主梁有自己桥墩及基础,因此,假定老桥基础仅承担空腹矮T梁范围内上部荷载。

1)空腹矮T梁(含湿接头)

2)桥面铺装

3)盖梁重量

4)立柱重量

10号墩承受恒载重量为:

2.2 活载效应

曹杨路桥设计荷载为汽车-20级,拓宽后行车道宽16m。根据顺桥向活载移动确定活载反力的最大值。

1)忽略支座位置的影响,单孔布载见图3。

工况:1

工况2:

取用268.7kN。

2)忽略支座位置的影响,双孔布载见图4。

工况1:

工况2:

取用302.7kN。

比较2列车和4列车时的反力得到活载反力的最大值为1695kN。

2.3 计算结果

采用倒梁法计算条形基础的受力。条形基础与立柱相接处设置竖向约束,恒载、活载效应通过基底反向加载于条形梁上。计算模型见图5。

原条形基础弯矩计算结果见图6。由图可知,除去与立柱相接范围外,地基梁内的最大、最小弯矩值分别为115.4kN·m和-85kN·m。而根据地基梁的配筋情况可知,地基梁的承载力分别为436kN·m和-264kN·m。

在顶管施工过程中地基梁底出现脱空现象,为模拟地基梁底脱空,取两立柱间的地基梁为对象,计算当一端发生1mm位移时在梁内产生的效应。图7给出位移法计算理论和弯矩计算结果。由图7可知,当两立柱间发生1mm相对错动时,除去与立柱相接范围外,地基梁内将产生的弯矩变化值为1417.1kN·m,远大于原基础承载力设计值436 kN·m。

以上分析表明,原设计的地基梁还是有一定的富裕度的。但当两立柱间发生1mm相对错动时,会产生较大的弯矩变化值,导致构件丧失承载力。

3 顶管对条形基础沉降影响计算

3.1 建模说明

顶管施工引起地面变形的因素有土体损失、正面附加推力、掘进机和后续管道与土体之间的摩擦力等,其中土体损失是一个主要的影响因素[2],本文只考虑土体损失来分析顶管施工对沉降的影响。

目前,顶管法施工引起的地面变形计算方法主要有:经验方法[3]、解析方法[4]、有限元方法[5]等。本文采用二维有限元分析方法[6]计算土体损失引起的沉降,假定土体不排水。采用平面应变模型计算因顶管穿越对曹杨路桥10号墩条形基础产生的沉降影响。

为满足力学的圣维南原理,本模型的计算范围取条形基础中心线两侧各12m、底面以下15m,即24m×15m的矩形范围,有限元实体模型图如图8a所示,位于顶部的四边形为条形基础,其下的扩展四边形为加固土体的范围,圆孔为相应的顶管位置,其余为正常的地基土体。划分网格后的有限元模型如图8b和8c所示,顶管模型如图8d所示。

有限元模型中,条形基础及土体采用平面应变单元,顶管采用2维梁单元,总单元数共有4176个,其中平面单元4144个,梁单元32个。边界条件为土体底部固定,侧边竖向自由,水平固定。

顶管管节为“F”型承插式钢筋混凝土管节,顶管内径为φ2700mm,壁厚250mm。条形基础混凝土强度等级为C25。

现场地基土的物理力学参数见表1(上海市隧道工程轨道交通设计研究院提供)。

3.2 条形基础沉降计算及分析

在条形基础上部荷载的长期作用下,天然地基土体的变形已经趋于稳定,但由于顶管需要穿越条形基础下面的土体,改变了桥梁条形基础下地基土体的应力平衡及状态,使得条形基础产生了附加的位移。此位移的大小对上部桥梁结构及基础的安全性有着至关重要的影响。

根据现场情况,考虑顶管周围土体流失的体积比为10%。分析计算可得因顶管穿越而导致条形基础产生的附加位移,计算结果如图9及表2所示。

根据上述分析计算可知,顶管位置处于上部桥梁结构条形基础的力学影响范围,其施工对条形基础的附加沉降及内力重分布产生不可忽视的影响。但由于存在上部桥梁结构的限制,条形基础较大的附加沉降无疑会增加条形基础横桥向立柱之间以及顺桥向条基宽度方向的不均匀沉降,导致基础下方出现一定程度的脱空现象,加大上部结构内力及地基应力重分布,降低上部桥梁基础结构的安全度。为减少顶管施工对桥梁结构安全性的影响,保证桥梁安全运行,需对桥梁的地基进行加固处理。

4 地基加固

4.1 加固方案

加固方案为压密注浆法加固地基,其目的是对基础下加密土体并起到侧限作用,以防止顶管继续施工时地基天然承载力的丧失。加固深度为承台底面至顶管底面以下2m。注浆材料为水泥水玻璃双液浆液,注浆材料配比为水泥誜水誜水玻璃=1誜0.8誜0.005。浆液中的水泥采用P32.5级普通硅酸盐水泥。注浆压力控制在0.2MPa～0.3MPa,注浆过程中应严密监测桥墩位移。注浆点竖向间距为1.0m,相邻注浆孔的注浆点深度应相互错开。注浆后对桥墩位移进行跟踪监测,如沉降不稳定应进一步采取加固措施,测点布置原则是每根立柱一个测点,测点布置见图10。

注浆顺序应按跳孔间隔、左右对称、先外围后内部的方式进行。间距为0.5m的注浆孔前后实施的孔间距不得小于1m,以防止相邻孔串浆。注浆施工应按现行上海市标准《地基处理技术规范》执行。注浆效果可采用静力触探进行检测,桥墩长边每侧的检测点不少于5个,检测深度为10m,检测点应选择在注浆孔之间。注浆加固前应采用静力触探对未加固地基土进行检测,桥墩每侧检测点不少于2个,检测深度为10m。压密注浆法加固地基平面布置见图11。

4.2 加固效果

地基加固施工后开始对曹杨路桥10号墩条形基础进行沉降监测,每根柱下设一个测点,自西到东分别为(1)～(8),加固后每6d测量1次沉降,沉降数据如表3所示。由表3可知,桥梁基础沉降随着浆液的逐渐硬化而逐渐趋于稳定,并且沉降值逐步趋于0,桥梁沉降得到控制,分析计算符合实际施工中发生的情况,加固处理取得预期的效果。

5 结语

土体损失对顶管施工穿越对条形基础的附加沉降及内力重分布产生不可忽视的影响。本文考虑土体损失这一主要影响因素,采用有限元方法分析计算基础沉降,并提出地基加固措施。加固后效果表明,该分析计算能解释工程实际情况,加固措施恰当合理,有效地控制了曹场路桥条形基础的进一步变形,满足该工程使用要求,并可为类似工程提供参考。

参考文献

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【2】魏纲，吴华君，陈春来.顶管施工中土体损失引起的沉降预测[J].岩土力学,2007,28(2):359-363.

【3】PeckRB.Deep excavations and tunneling in soft ground[C].Proceeding of 7th International Conference on Soil Mechanic and Foundation Engineering Mexico City:State of the Art Report,1969，225-290.

【4】Verruijt A,Booker JR.Surface settlements due to deformation of a tunnel in an elastic halfplane[J].Geotechnique,1996,46(4)：753-756.

【5】黄宏伟，胡昕.顶管施工力学效应的数值模拟分[J].岩石力学与工程学报,2003,22(3):400-406.