东莞房屋加固主楼加固工程

某地区一栋六层居民楼位于某县城东北部，其施工地基过程中忽视地基承载力的问题，在土方回填过程中，不认真碾压，用铲车进行碾压后就在其上部进行3：7灰土压实一米厚，完成后就在其上进行楼房施工。竣工后由于上部排水不畅，下水管破损断裂，生活用水渐渐渗入其3：7灰土下部，致使建筑物沉降变形产生裂缝。 

　　二、工程地质情况及变化对比 

　　参照原岩土工程勘察报告，本工程场地地层大致分为： 

　　1、粉土层 

　　本层为河流沉积土层，岩性为粉土，淡红，褐红色，含云母、氧化物、腐植质及湿陷性机质，松散，软弱土层，摇震反应中等，干强度低，韧性低，**含水率为13.7～20.1%，压实系数为0.43～1.29MPa-1，具中等～高压缩性，无湿陷性，厚度0.5～5.0m，分布于场地北部，由北向南减薄。 

　　2、湿陷性粉土，粉质粘土层，岩性为粉土，粉质粘土，淡红、褐黄色，含云母、氧化无及少量**质，松散，可塑 ～硬塑，摇震反应无，干强度高，韧性高，**含水率为9.3～17.7%，干密度为1.35～1.56g/cm3，压缩系数为0.05～1.34MPa-1，具低～高压缩性，湿陷性系数为0.018～0.107，自重湿陷系数为0.000～0.090，具轻微～强烈湿陷性，分布于场地中部及南部地段，厚度大于9.5m，层**标高由北向南渐高， 

　　三、技术分析 

　　1、房屋周边排水不利，特别是下水管破裂导致生活用水渗入地基中，致使基础湿陷地基不均匀沉降。 

　　2、从委托方提供的资料和我单位检验后的土工报告，分析该地区土为湿陷性场地，遇水后地基会发生不均匀沉淀，但未能见到地基处理的有关信息，怀疑局部基土发生沉陷，但不影响主体结构，房屋结构的承载力基本能满足正常使用，但需要对地基进行加固处理，以防止不均匀沉降进一步发展。墙面裂缝进行维修。 

　　3、待地基处理完毕并观察一段时间后，可对裂缝处进行修复处理，但应继续加强观察，发现新的变化及时报告。 

　　4、建议对下水管道及房屋周围排水进行认真检查，对不合格的部分进行返工修整。 

　　四、加固方案的选择确定 

　　根据建设单位提供的住宅施工图纸，岩土工程勘察报告、以及房屋建筑安全的鉴定意见，对该现场进行了实地勘测。认为该建筑场地属湿陷Ⅰ级到Ⅱ级（中等）自重湿陷场地。施工中由于未对该地质进行有效的湿陷性处理，故在长期地表水以及排水管沟漏水的渗透影响下，导致湿陷性黄土见水下沉，从而使建筑物地基产生不均匀沉降，影响到结构的安全及使用功能。根据房屋安全鉴定意见，为了控制不均匀沉降进一步发展，有必要对其地基基础进行加固处理。 

　　【方案】桩式托换加固：对于既有建筑物不均匀沉降处理，是地基基础处理工程中综合性较强的课题。而桩式托换加固正是常用的方法之一由于该建筑物已出现裂缝，在加固的施工过程中不允许再出现二次沉降。所有我们认为桩式托换加固较其它处理方式有其*有的优势。依据《湿陷性黄土地区建筑与规范》和《既有建筑地基基础加固技术规范》，本方案拟采用两个步骤进行处理，简述如下： 

　　（一）、双灰桩施工 

　　由于该地基上部的含水率较大，在开挖导坑时易发生塌方的危险，故先在距离墙面1.0M处布设双灰桩，一则可吸水膨胀，使地基土空隙率降低，土体结构密实，二则可在导坑开挖，基底掏洞室起到一定的稳固土的作用。双灰桩共布点3*24个点。 

　　1、施工工艺流程：选择成孔设备→测量放线→确定孔位→成孔 

　　2、成孔布置应符合下列要求： 

　　（1）成孔间距：1.5m； 

　　（2）成孔直径：0.15m 

　　（3）成孔深度：4.5m 

　　3、施工步骤应符合下列要求： 

　　（1）成孔深度经测量后，达到要求方可进行双灰料夯填。 

　　（2）回填至地面1.0m后，再用素土夯填封**。 

　　（3）回填材料：粉煤灰为粉末状，白灰块粒径小于50mm 

　　（4）回填材料配合比：采用体积比，粉煤灰：白灰块=4：6如本地无粉煤灰时可用黄土替代。待双灰桩完成10天后方可进行桩式托换施工。 

　　（二）、桩式托换加固： 

　　为保证工程质量，缩短工期，本工程拟采用钢管砼桩。沿基础布设预制钢管砼桩，总计为36根。 

　　（1）桩长：初定为7～10m，双控，主要以压桩应力控制为主，初定为10MPa. 

　　（2）桩径：￠176mm*8mm钢管， 

　　（3）布桩：采用均匀布点，原则是承重墙下对称布置。桩距为2.5～3.2m 

　　（三）、施工工艺流程 

　　（1）测量放线，确定托换桩孔位 

　　（2）压桩准备：a.挖导坑：先挖竖向工作导坑，几何尺寸为1.5*1m，深度为2.5m。b.桩制作：将钢管制成短桩，外表除锈刷漆，下焊桩尖，内预灌c35砼。 

　　（3）在工作坑内将桩尖摆正，管桩找直，垂直度误差控制在1%以内，检查合格后，方可开始压桩。 

　　（4）用大吨位液压千斤顶，将已预制好的带尖钢管混凝土短桩，借助地梁的反力将其分级压入地基土中，然后再接上*二根，其连接采用帮条焊接法，帮条采用4*10cm，厚度6.0mm钢板，3块均布，水平夹角为120度，电焊连接。其他短桩，一次连接，不在赘述。只至桩应力达到0.3兆帕为止。 

　　（5）托换加固：安照托换程序：安装托换支架，安装托换钢管节或工字钢，大锤备紧钢楔，其后应进行焊接，使之成为整体。 

　　（6）回填：完成托换程序后，应对导坑进行3：7灰土人工夯填，要求回填密实。基础下留置500mm净空，用以灌注微膨胀混凝土。两边应**出基础底100mm。 

　　为保证微膨胀砼充填密实，应采用一定措施，如先塞后挡等。夯填至散水底面后，散水应及时配合修复，以利于排水防渗。 

我国是一个多地震的国家，地震活动的分布十分广泛，绝大多数省份都曾发生过六级以上的地震，地震基本烈度6度及以上地区的面积占全部国土面积的79％。我国450个城市中，位于地震区的约占74.5％，其中有一半位于地震基本烈度为7度及以上地区；28个百万以上人口的大城市有85.7％位于地震区，50～100**口的大中城市和20～50**口的中小城市有80％位于地震区。2008年5月12日14时28分，四川省发生里氏8级强烈地震，全国大半地区有明显震感，震中位于阿坝州汶川县，汶川大地震造成了重大的人员伤亡及财产损失，房屋损毁严重，倒塌房屋近540万间。汶川县八个镇被夷为平地，大多数人也是因为房屋倒塌而遇难。绵阳市安县桑枣中学的两千名学生和上百名教师在汶川大地震中没有一个伤亡，校长叶志平日常组织修缮加固校舍发挥了关键作用。从1997年开始，整修以前留下的豆腐渣工程的烂尾楼成为他多年来一直坚持的工作。在预制楼板的板缝中灌注混凝土，用三年的时间把大楼的22根立柱全部加粗，从基础一直到楼顶进行了多次加固。当年仅用17万元建起来的教学楼光加固费用就用了近45万元。在这次特大地震中，桑枣中学经过数次抗震加固的教学楼没有倒塌，保证了全体师生的生命安全。由此可见，对老旧房屋进行抗震加固是十分必要的。 

　　在北京铁路地区有一批二十世纪六、七十年代建造的多层简易住宅，建造时的设计标准较低。由于砖混结构选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点，多年来砖混结构房屋是我国当前建筑中使用较广范的一种建筑形式，其中民用住宅建筑中约占90% 以上。虽然近几年各省市将陆续取消砖混结构房屋的建造,但目前，在现实社会中还存在着大量的砖混结构房屋。砖混结构的房屋量大面广，而且由于其主要结构材料砌体脆弱，延性差，因此改善砌体结构延性，提高砖混结构房屋的抗震性能具有较其重要意义。对此，提出对砖混结构房屋抗震加固的一些看法。 

　　    地震给砖混结构房屋的震害具有以下一般规律：承重墙体的破坏，内外墙连接处及墙体转角处的破坏，楼盖和圈梁的破坏，门窗过梁的破坏和楼梯间墙体及楼梯的破坏。对于此规律，提出以下加固方法。 

　　一、增设抗震横墙。 

　　抗震墙是按照抗震要求而设计的墙体，它可以是砖墙，也可以是钢筋混凝土墙或配筋砖砌体。为了使增设的抗震横墙能真正分担地震荷载，抗震砖横墙厚度应不小于24cm，墙下要做基础，墙**要用细石混凝土与大梁粘结，并与原纵墙妥善拉结。 

　　二、加固墙角。 

　　    外墙转角处有明显裂缝斜歪情况采用钢筋拉杆拉结，拉杆宜靠近屋盖或楼盖的底面，沿墙体（或大梁）两侧成对布置，贯通整个房屋。钢筋一般为Φ14-18.钢筋拉杆的两端应锚固，可在强外侧垫钢板或木楞，然后用螺母拧紧，垫板的宽度不宜小于两砖的厚度，长度略大于双拉杆的间距。较长的拉杆宜在中段用花篮螺栓作为紧固装置。外墙转角处仅有局部裂缝或歪闪时，可用钢筋混凝土拐梁做局部加固。 

　　三、加固纵墙和窗间墙。 

　　    纵墙抗震能力不足时，可采用增设外加砖柱或外加钢筋混凝土壁柱的方法进行加固。增设的壁柱应做基础，并与原纵墙加强连接。 

　　四、增设圈梁。 

　　    圈梁可以加强房屋的整体性，提高房屋的抗震能力。圈梁可分为钢筋混凝土圈梁、型钢圈梁、钢筋抹灰圈梁。钢筋混凝土圈梁宜于墙厚相同，当强厚为240cm以上时，其宽度可为墙厚的三分之二，且不小于240cm，高度不应小于120cm，基础中圈梁的较小高度为180cm。钢筋混凝土圈梁在墙身的位置应考虑充分发挥作用并满足较小断面尺寸。外墙圈梁一般与横墙相平，内墙圈梁一般在板下。钢筋混凝土圈梁被门窗口截断时，应在洞口部位增设相同截面的附加圈梁，附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其垂直间距的两倍，并不小于1m。型钢圈梁每隔1-1.5m与墙体使用Φ12螺栓拉结圈梁，与墙面之间缝隙用水泥砂浆填满。使用型钢圈梁时，钢筋混凝土构造柱靠墙一侧的纵向钢筋，应焊接到型钢圈梁上，不宜将型钢翼缘切割让纵筋通过。型钢圈梁在拐弯处或长度不够时，其连接板不应弱于型钢圈梁。钢拉杆的直径不应小于16cm，应调直拉紧，上防锈漆和银粉两道。 

　　    外加圈梁应**采用现浇钢筋混凝土圈梁，在特殊情况下，也可以采用型钢圈梁。多层砖房应在屋顶及每隔一层设置圈梁，**层圈梁应采用现浇钢筋混凝土，其他层可用配筋砖带圈梁。钢筋混凝土圈梁断面应不小于24cm*12cm,配筋砖带的高度不应小于5皮砖。 

　　圈梁应该拉通，形成整体。对已建房增设圈梁加固时，可沿外墙一侧，每隔1.2-1.5m造孔，搁置锚拉钢筋，使贴在外墙的钢筋混凝土圈梁与旧砖墙共同工作。圈梁除沿外墙必须交接外，在楼梯间及每隔三开间的横墙处应用钢筋拉杆拉通。其中以圈梁与墙体的连接为例，如下图： 

　　五、外加钢筋混凝土构造柱。 

　　外加钢筋混凝土构造柱，是指在已建成的砖石结构房屋的某些部位的外侧或内侧设置钢筋混凝土柱，与墙体组合起来，共同承担地震力。 

　　构造柱的作用是与圈梁一起形成封闭骨架，提高砌体结构的抗震能力。构造柱一般加设在以下位置上，即外墙转角，内外墙交接处及楼梯间的四角处。构造柱的较小断面为240cm*180cm，构造柱的较小配筋量是：主筋4Φ12，箍筋Φ6@250mm，7度时**过6层，8度时**过5层和9度时，主筋采用4Φ14cm，箍筋Φ6@200cm。施工时，先放构造柱的钢筋骨架，再砌墙，较后浇注混凝土，构造柱两侧的墙体应做到“五进五出”，即每300cm高伸出60cm,每300cm高再收回60cm。构造柱的外侧应有120cm厚的保护层。构造柱的下部应伸入地梁内，无地梁时应伸入室外地坪下500cm处，构造柱的上部应伸入**层圈梁，以形成封闭的骨架。 

　　六、加夹板墙。 

　　  因砖墙抗剪强度不足，将砖砌体的粉刷抹灰层去掉，在砌体外侧抹高标号水泥砂浆或布置钢筋网抹灰砂浆，借以提高砌体的水平承载力，这种加固砌体的方法称为夹板墙法。 

　　    在夹板墙施工以前，要做好原墙面的表面清除工作，保证原有墙面的清洁，表面清除工作完毕后，用水管顺墙浇水2-3遍，沿墙钻孔，铺设钢筋网，并保证钢筋网与墙面有1cm的保护层空间，抹水泥砂浆时，**遍抹钢筋网保护层，应细致的按钢筋网逐格抹，将箍筋与砌体间的空隙抹严实，厚度1cm左右；*二遍抹骨架灰，待内层保护层水泥砂浆初凝后，即可抹骨架灰，与钢筋网齐平，厚度相当于钢筋网直径的两倍；*三遍抹罩面灰，当底子灰初凝后即可抹罩面灰，厚度约1cm，可用木抹子将灰面找平，待初凝后，再用铁抹子压2-3遍，增加密度，防止干裂。室内夹板墙应每天浇水4-5次，室外夹板墙应采取措施遮挡阳光暴晒并浇水养护，冬季应采取保暖措施给以养护。 

　　结论： 

　　    地震中的破坏，主要表现为建筑设施的破坏、倒塌等。对强度较低的砖混结构房屋进行抗震加固，使其达到相应的抗震设防要求，可以防御和减轻地震灾害，**社会经济、政治和科技的健康发展，对社会安定具有积极的意义。因此，在工程建设中，我们应该重视工程抗震加固的发展，重视工程抗震加固的积极意义。 

　　1.《土木工程概论》丁大钧 蒋永生 编 中国建筑工业出版社 2003年2月**版 

　　2.《房屋建筑学》舒秋华 李世禹 主编 *大学出版社 2005年12月**版 

　　3.《房屋建筑学》武六元 杜高 主编 中国建筑工业出版社 2001年10月**版 

　　4.《建筑物评估、加固与改造》卫龙武 吕志涛 郭彤 编着 江苏科学技术出版社 2006年1月*二版