1、第 5 卷第 1 期 地 基 处 理 Vol.5 No.1 2023 年 1 月 Journal of Ground Improvement Jan.2023 湿陷性黄土地区某高层住宅建筑顶升纠偏 加固方案的探索与应用 江岳春（上海勘察设计研究院（集团）有限公司，上海 200093）摘 要：针对湿陷性黄土地区河南省某高层住宅建筑出现不均匀沉降并导致较大倾斜，严重影响建筑物正常使用和结构安全，结合勘察、设计、施工、监测资料及实地踏勘，分析其倾斜原因主要是湿陷性黄土受地下空洞结合强降雨极端天气及管网的渗漏，造成水土流失。基础加固采用锚杆静压钢管桩将原筏板基础复合地基调整为桩筏基础，将建筑物荷载传至
2、较好土层，并穿透可能存在湿陷性的土层及地表下空洞沉陷变形的影响范围，避免受到基底土湿陷或土层流失等影响。设置反力顶升装置，借助千斤顶利用先期施工的锚杆桩作为反力支点进行桩式顶升纠偏，最后在基底通过注浆密闭脱空，实现建筑物无损顶升加固纠偏。监测数据表明该建筑纠偏加固后倾斜在1以内，沉降趋缓已达到稳定状态，纠偏加固效果明显。关键词：湿陷性黄土地区；高层住宅建筑；锚杆静压钢管桩；顶升纠偏加固；桩式顶升；监测措施 中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：20967195(2023)01005507 Exploration and application of jacking rectif
3、ication and reinforcement scheme for a high-rise residential building in collapsible loess area JIANG Yue-chun(SGIDI Engineering Consulting(Group)Co.,Ltd.,Shanghai 200093,China)Abstract:A high-rise residential building in Henan Province in the collapsible loess area has experienced uneven settlement
4、.Therefore,the building has a large inclination,which seriously affects the safe use and the structural stability.Combined with survey,design,construction,monitoring data and field survey,the paper analyzed the main reasons for its inclination.Underground cavities combined with extreme weather of he
5、avy rainfall,and together with the leakage from the pipeline network,eventually lead to loess erosion.The method of foundation reinforcement is to adjust the original raft foundation composite foundation into a pile raft foundation using static pressure anchored piles.It transmits the loading of the
6、 building to the better soil layer,penetrates the possible collapsible soil layer and the influence area of subsidence deformation of subsurface voids.This method can prevent the building from being affected by subsoil collapse or soil erosion.Finally,the basement is sealed by grouting,so as to real
7、ize the nondestructive jacking reinforcement and rectification of the building.The monitoring data show that the inclination of the building is within 1 after rectification and reinforcement.The settlement has slowed down to a stable state,and the effect of correction and reinforcement is obvious.Ke
8、y words:collapsible loess area;high rise residential building;static pressure anchored pile;rectification and reinforcement;pile jacking;monitoring measures 0 引 言 随着城市化的快速发展，一方面城市老旧建筑日益增多，另一方面由于技术或管理的原因很多建筑出现倾斜等问题，都亟待解决。国外对既有建筑的纠偏加固技术起源于一些重要历史建筑的保护，比较典型的是 20 世纪初墨西哥城天主教堂的纠偏加固，此后相继研发了迫降纠偏、收稿日期：2022-08
9、-23 作者简介：江岳春（1990），男，江苏海门人，工程师，主要从事岩土工程及结构加固工程设计及研究工作。E-mail:。DOI:10.3785/j.issn.2096-7195.2023.01.008 56 地 基 处 理 2023年1月 顶升纠偏、堆载纠偏等技术，并在比萨斜塔和特朗斯康谷仓等重要历史建筑中得到成功应用。20 世纪 80年代欧美国家己经制定了建筑物纠偏技术规范和标准。与此同时国内专家也开始投身于建筑物纠偏技术的研究，在不断的创新与研究下，经过工程实践，纠偏技术也不断发展，纠偏方法也越来越多1-10。对于湿陷性黄土11-13 地区，建筑物大多建造于经过地基处理的复合地基之上。
10、近年来由于季节性多雨等因素，区域内易出现建筑塌陷沉降等问题，导致建筑物产生不均匀沉降，以致倾斜。对于倾斜较大影响建筑物正常使用以及结构安全时，必须采取一定的纠偏加固措施14-16。本文以湿陷性黄土地区河南省某高层住宅建筑顶升纠偏加固项目为实例，重点介绍顶升纠偏加固实施方案及实施效果。1 工程概况 该工程于 2018 年建成交付使用，其中本次顶升纠偏加固的楼栋位于小区最北侧中间位置。受特大暴雨等极端天气的影响，建筑物发生不均匀沉降和倾斜。随后发现建筑物北侧地面向上喷水，在喷水点开挖后发现消防水管在入楼部位爆裂，发生严重漏水。同时，建筑物沉降和倾斜情况加剧，北侧路面也发生显著沉降，见图 12 所示
11、。1.1 建筑概况 该建筑为一栋高层住宅，地上 18 层，地下 1 层，建筑高度 54.45 m，室内外高差 0.45 m，长约 29 m，宽约 16 m，平面布局为一梯三户，详见图 3。总建筑面积约 7 000 m2，周边无地下室，为独立单栋建筑。1.2 结构概况 本建筑为剪力墙结构，安全等级为二级，地基基础和主体结构的设计使用年限为 50 年。抗震设防类别为丙类17，所在场地区域抗震设防烈度为 7 （0.10 g），设计地震分组为第二组。工程所在场地区域的场地类别为类，按湿陷性黄土地区建筑规范（GB 500252004）分类18，本建筑为乙类建筑。本建筑采用灰土挤密桩复合地基（处理湿陷性）
12、+CFG 桩+筏板基础。筏板板厚 950 mm，满布双向双层拉通筋并增设附加筋。筏板混凝土采用C35（P6 抗渗等级）。（1）灰土桩处理湿陷性：灰土挤密桩直径 400 mm，等边三角形布桩，桩间距 1.2 m，处理深度不大于 4 m，基底由上至下设 75 mm 厚防水层、100 mm 厚 C15 垫层、300 mm 厚 37 灰土褥垫层，总计桩数 609 根。灰土挤密桩桩身详图见图 4，灰土挤密桩平面图见图 5。灰土桩是利用打入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔，通过挤压作用使地基上得到加密，然后在孔内分层填入素土（或灰土、粉煤灰加石灰）后夯实而成灰土桩。图 1 整体向北倾斜示意图 Fig.1
13、Schematic diagram of the overall tilt to the north 图 2 填土与主体脱空 Fig.2 Void space between the filling layer and the main building 图 3 标准层平面图 Fig.3 Plan of standard floor 电井担架电梯厨房餐厅书房卧室卫生间客厅客厅客厅主卧室主卧室主卧室卧室卧室卧室书房厨房餐厅合用前室电梯厅阳台阳台卫生间厨房餐厅卫生间卫生间卫生间卫生间阳台阳台阳台水暖井3B-13B-13B-2向 北 北立面 第 1 期 江岳春：湿陷性黄土地区某高层住宅建筑顶升纠偏加
14、固方案的探索与应用 57 图 4 灰土挤密桩桩身详图 Fig.4 Detail of lime-soil compaction pile 图 5 灰土挤密桩平面图 Fig.5 Layout of lime-soil compaction pile（2）CFG 桩复合地基：素混凝土桩桩身材料C25 混凝土，桩径 400 mm，处理后地基承载力 fak不小于 160 kPa，有效桩长 10 m，共计 389 根。桩身详图见图 6，平面布置见图 7。图 6 CFG 桩身详图 Fig.6 Details of CFG pile 图 7 CFG 桩位平面图 Fig.7 Layout of CFG pil
15、e CFG 桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高黏结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。1.3 现状概况 根据 2022 年 3 月 10 日的监测数据，建筑物整体向东北方向倾斜，向北最大倾斜率 15.2，建筑物高度 54.45 m，即向北偏移顶部最大约 827 mm，向东最大倾斜率5.6，即向东偏移顶部最大约305 mm。其中以东北角下沉速率最快，西南角下沉速率最小，倾斜有进一步加大趋势。最大倾斜率远超出限值 3（根据 建筑地基基础设计规范（GB 500072011）中19 的第 5.3.4 条及表 5.3.4，对于高层建筑的整体倾斜，当 24
16、 mHg60 m，整体倾斜率限值为 3.0，其中 Hg为自室外地面起算的建筑物高度。2022 年 3 月 10 日建筑物倾斜情况见图 8。图 8 2022 年 3 月 10 日建筑物倾斜情况图 Fig.8 Tilt of the building on March 10,2022 2 工程地质条件 小区基地所处建设场地原始地形西高东低，最大高差 6.7 m，局部有深沟。本次顶升纠偏建筑东侧存在一条深约 25.0 m 的冲沟。勘察期间场地内的冲沟已全部回填。地貌单元属黄土丘陵向黄河冲洪积平原过渡地段。勘察期间未发现其他影响工程安全的不良地质作用。本场地属 I 级（轻微）非自重湿陷性场地，地基土不液化。本场地属于对建筑抗震不利地段。勘探深度范围内未见地下水。场地地层分布特征见 表 1。另据建筑物倾斜发生后走访调查，该建筑物北侧及东侧原为一 U 型冲沟，冲沟深约 25.0 m。当地村民在冲沟两侧依地势建造窑洞20，个别地方窑洞有两层。补充勘察中，在该建筑物北侧探井施工过程中发现多个孔位处存在空洞情况。经取样人员在孔内查看，推测为原窑洞，深度约为地面下 69 m。灰土挤密桩300 mm厚3:7