./省第四地質大隊第89＃、90＃、91＃危房加固設計方案一、工程概況第四地質大隊東生活區(qū)的第89＃、90＃、91＃樓始建于上世紀八十年代初,樓房長27.027.4m,寬7.68.0m,樓高3層,磚混結構,住戶36家。由于歷史的原因,當時未做地質勘察,未做施工圖設計,僅憑經驗施工。由于樓房地基土不均勻,基礎及上部結構未采取適當?shù)男问?造成現(xiàn)今樓房地基變形、墻體開裂而被市建工安全監(jiān)督站鑒定為危房。二、場地地質情況根據市地質工程勘察院提供的勘察報告,場地地質情況如下：〔一、地層結構危房場地處于殘丘山坡邊緣,地勢低洼不平。巖土層呈三元結構,層序如下：第〔1層人工填土：結構不密實,厚0.30～2.80m,主要分布在危樓中段及東側。第〔2層粉質粘土：厚度0.90～3.30m,主要分布在危樓東側。第〔3層含礫粘土：厚度0.45～9.95m,分布全場地。第〔4層灰?guī)r質礫巖：巖層中溶蝕現(xiàn)象較發(fā)育。該層為場地原始基巖?！捕?、水文地質情況場地位置相對低洼,在局部區(qū)域形成地表水排泄通道,由于排水糸統(tǒng)部分損壞,部分地表水滲透地下,因此場地巖土層中含水較豐富,靜水位-0.30～-1.86m。詳細情況見"工程地質勘察報告"三、危房現(xiàn)狀〔一、基礎型式及地基土層三棟樓均沒有建筑設計圖及施工技術資料,依據有關人員回憶和探井勘察得知：該三棟樓都采用了天然地基條型毛石淺基礎,基礎東深西淺。89#、90#樓基礎結構見插圖1,91#樓基礎結構相同見插圖2。三棟樓基礎置入持力土層相同之處是：西側基本都置放在含礫粘土〔3之中,東側全部放在素填土〔1之中〔詳見"工程地質剖面圖"。〔二、危房變形損壞情況１、裂縫情況據市地質工程勘察院勘察資料及實地沉降觀測,樓房墻體均有不同程度的開裂和損壞,其中90#、91#較嚴重,89#樓稍輕。各棟樓室外裂縫情況詳見工程地質勘察報告中的"裂縫立面圖"。２、變形情況根據市地質工程勘察院在外墻上設立的沉降觀測點<詳見插圖3>及所測得的數(shù)據分析,三棟樓危樓縱向〔東西向、橫向〔南北向都存在不同程度的變形,其中縱向〔東西向變形尤為嚴重,其變形情況也是90#、91#較嚴重,89#樓稍輕。其觀測數(shù)據詳見表1"危房變形情況統(tǒng)計表"。〔引自勘察報告３、變形原因引起樓房基礎變形的原因歸納如下；⑴、基礎持力層不在同一地層上三棟危樓東段和西段基礎放置在兩種物理力學性質差異很大的土層中,東段全部放置在素填土中〔fak=92kpa,Es=3.543mpa高壓縮性土,西段放置在含礫粘土〔fak=320kpa,Es=5.746mpa中壓縮性土。這是引起基礎不均勻沉降,樓房發(fā)生變形損壞的主要原因。⑵、基礎及上部結構不合理89#、90#及91#樓承重墻體均直接在毛石條形基礎上砌筑,兩者中間僅有15cm三合土砂漿層或磚砌擴大基礎過渡,沒有鋼筋混凝土基礎梁加強,其基礎整體性差。據外部觀測,三棟樓房均未發(fā)現(xiàn)圈梁和加強柱,其上部結構整體性差,在基礎發(fā)生不均勻沉降時必然產生裂縫。⑶、其它原因在91#西側基礎底部持力層中存在土洞,以及樓房排水設施破爛損壞,地表水滲透地下,浸泡基礎和地基土,加速樓房損壞。表1危房變形情況統(tǒng)計表類別樓號沉降觀測點編號〔C及觀測數(shù)據㎜沉降差〔㎜傾斜率〔%傾斜方向測點高程測點高程測點高程東西向變形情況89#C89—1--602C89--3--60530.11西C89--4--594C89--5--599C89--6--58860.22東90#C90--2143C90--3154110.86中間C90—4168C90--5146C90--6160220.82中間91#C91—12647C90--22680C91--32708610.22西C91--42687C91--62698110.4西南北向變形情況89#C89--1--602C89--4--59480.1南C89--5--599C89--3--605C89--6-58870.9南90#C90--4168C90--2143C90--514630.4北C90--3154C90--61660.8北91#C91--12647C91--42687400.5北C91--22680C91--32708C91--62696120.2南四、加固方案〔一、加固設計思路根據樓房結構及場地工程地質條件,加固思路為：加固基礎,置換頂托,保持原狀,修補墻體。即首先用靜壓注漿的方法,將水泥漿液注入毛石基礎部分,充填其縫隙,將原先松散的毛石基礎固結成一體,增強其整體性和剛性；待水泥漿液凝固產生強度后,在基礎地基土為素填土的部分,用人工開挖的方法挖掘槽洞,原則是挖穿人工素填土層,進入粉質粘土或含礫粘土不小于0.5m,砌筑模板后,澆注摻入膨脹劑的C20混凝土,形成毛石基礎下的混凝土墩柱,將樓房荷載通過毛石基礎和混凝土墩柱傳入承載力較高的粉質粘土或含礫粘土層。從而遏制樓房進一步沉降變形,達到保持原狀的目的。以上工作完成后,即進行墻體修復,交還住戶安全使用?？紤]到盡量不打擾住戶,減少住戶損失,減少還建成本,本加固方案只考慮加固外墻下的基礎。〔二、注漿加固設計１、布孔原則根據工程地質剖面圖、樓房裂縫及變形情況布設注漿孔,原則是只加固基礎下為素填土且較厚的地段,在毛石基礎的兩邊每隔1.5ｍ布置,注漿孔盡可能接近待加固的毛石基礎,深度以超過基礎埋深0.5m為原則。注漿孔直徑30mm。見插圖4。具體布孔詳見第89#、90#、91#注漿孔平面布置圖。２、施工方法將￠25mm的觸探鉆桿用人工捶擊或振動插入的辦法沿毛石基礎邊緣打人雜填土,鉆桿打入土中的部分有注漿花眼,用高壓注漿泵將預先攪拌好的水泥漿液注入土體及毛石基礎。對于91#樓下的土洞注漿可用鉆機引孔,下入6分水管,上部包繞海帶,然后對洞注漿。注漿順序：先注1、3、5、7、9孔,后注2、4、6、8、10孔。由于地基土素填土的主要成分是老粘土,固結沉降已有近20年,其裂縫及滲透性很小,因此水泥漿液在壓力的作用下,會首先自動流向具有較多空隙的毛石基礎,少部分漿液則滲入基礎周邊的土體中,從而達到同時加固毛石基礎和基礎土體的目的。３、施工參數(shù)水泥采用32.5MPa的普通水泥,水灰比為0.5—0.6。用純水泥漿。結石28天強度約20MPa。壓力不限,原則是從低壓開始,逐漸升高壓力,直至孔口冒漿,稍仃頓30分鐘后,再進行第二次壓注。對于91#樓西邊的土洞加固,可用摻水泥的粘土漿液充填。施工前應進行試驗,檢驗注漿方案是否可行；施工中應根據實際情況適當調整孔距、壓力等參數(shù),以達到最佳加固效果。〔三、毛石基礎下砼墩柱設計１、墩柱布置原則１、布墩原則和注漿孔的布置原則相似,墩柱的布置也是根據工程地質剖面圖、樓房的裂縫及變形情況布設,原則是在毛石基礎下素填土較厚的地段,在注漿加固后毛石基礎下每隔2.0—3.0ｍ布置一個墩柱,深度以超過素填土進入粉質粘土或碎石粘土0.5m為原則。墩柱尺寸為1000×1000mm。見插圖5。具體布置詳見第89#、90#、91#加固托換砼墩平面布置圖。２、施工方法用人工開挖的方法由外向里在已加固的毛石基礎下挖掘工作面,基礎下的斷面為1000×1000mm,頂至毛石基礎底板,底至粉質粘土或碎石粘土,且進人上述土層不小于0.5m,外側斷面以能容下一人在坑里工作為宜。然后砌筑紅磚模板,將坑底清理干凈后澆注摻入摻膨脹劑的混凝土。考慮到坑不易振搗,可使用坍落度為16—18CM的流態(tài)混凝土。施工順序：⑴、開挖工作面,⑵、砌筑紅磚模,⑶、澆注C20混凝土。施工順序見圖61至63。開挖時必須嚴格跳挖,不可同時開挖,并且是開挖完成一個澆注一個,以免擾動基礎造成附加沉降。３、施工參數(shù)混凝土墩柱的斷面尺寸為1000×1000mm,混凝土標號為C20。施工前應進行試開挖,檢驗方案是否可行,以便萬無一失；在施工中應根據實際情況適當調整方案,以保證施工安全和加固效果?！菜摹⑸喜拷Y構加固基礎加固完成后,應接著進行上部結構加固和修補裂縫等工作,并重建排水糸統(tǒng),上部結構加固方案不在此細述?！参?、施工前準備工作〔