【摘要】本文通過兩棟既有磚混結(jié)構(gòu)房屋地基基礎加固處理實例,對房屋增層改建和地基變形引起墻體裂縫而需加固處理地基基礎進行了分析,并對認真做好地基基礎檢查評價提出了見解。
【關(guān)鍵詞】磚混結(jié)構(gòu),地基基礎加固,地基處理
一、 概 述
在全國中、小城市中,許多房屋為50~70年代以后所建,而且許多舊房多在3、4層以下,占地面積大,土地利用率低。為解決既不能拆除重建,而各類房屋又嚴重不足的矛盾,舊房增改建已愈來愈多。有些由于地基變形引起墻體裂縫,雖無或不具備增層改建條件,但也要對地基基礎進行加固處理,乃至上部結(jié)構(gòu)也要處理。做好既有建筑的增層改建和墻體裂縫處理,首要問題是認真檢查,正確評價地基基礎狀態(tài),做好地基基礎的加固處理。
多年來,我市興健了許多3、4層的磚混結(jié)構(gòu)房屋,由于當時的經(jīng)濟條件和功能要求,一般都不考慮將來增層改建的可能性,因此墻體和基礎都未按增層設計。隨著城市建設發(fā)展,許多地層房屋又不可能拆除重建,于是對既有房屋增層改建的要求就提出來了,有的要求增加一層,有的增加多層。
部分磚混結(jié)構(gòu)房屋使用多年后產(chǎn)生基礎下沉,墻體裂縫。其原因主要有:地基軟弱、不均勻;地基浸水軟化,承載力降低;局部遇古墓、防空洞;特殊土(如膨脹土)地基應設沉降縫而未設等。
無論是增層改建,還是房屋墻體裂縫,均須從地基基礎處理著手。對地基基礎堅固處理方法較多,本文通過兩棟住宅實例進行分析,總結(jié)經(jīng)驗。
二、 工程實例
1、某住宅樓,三層,磚混結(jié)構(gòu),平面為一字形,層高3.00m,一般開間3.30m樓房總長48m,鑒于1974年。地基持力層為粉土,地耐力120~140KPa。原設計采用天然地基淺基礎,基低位于自然地面以下1.00m,標高為-1.30米,采用3:7灰土墊層300mm,M2.5水泥砂漿磚砌基礎。該樓全部磚砌體均采用MU7.5磚機,M2.5混合砂漿砌筑墻體。一、三成設圈梁,基礎設地圈梁,未設構(gòu)造柱,內(nèi)、外墻厚均為240mm。
該樓建成后,由于不敷使用,要求增建一層,考慮到外墻雖未設構(gòu)造柱,但外墻雖未設構(gòu)造柱,但外墻每間均設有扶墻柱,空心樓板在縱向增加現(xiàn)澆板帶,再加上樓梯間、衛(wèi)生間均為現(xiàn)澆,上部結(jié)構(gòu)因無裂縫出現(xiàn),未再對墻面加強,只對基礎及地基進行了加固處理。
地基基礎處理采用抬墻梁法,目的是減輕原有基礎的負擔,使其上部荷載的一部分由爆擴樁承受,這種通過圈梁傳給抬墻梁在傳遞給爆擴樁的做法,相當于擴大了基礎底面積,使基底應力與地基現(xiàn)有承載力相適應。采用抬墻梁承托墻體,使部分墻體荷載由抬墻梁傳至新做的基礎上,新基礎通過抬墻梁與原基礎聯(lián)合工作,上部荷載則由新基礎與原基礎共同承受。
2、某住宅樓,磚混結(jié)構(gòu),三層,建筑平面為一字形,樓層高3.00,一般開間3.30m,兩個樓梯單元,總長近40米,與1975年以后建成。地基持力層為雜填土,地耐力經(jīng)測定為100KPa,地基坐于自然地坪一下0.90m,標高為-1.20米,基礎為灰土墊層,磚砌基礎,砌體均為MU7.5紅磚,M2.5混合砂漿砌筑,層頂檐部設圈梁一道,樓層未設。該樓使用多年后,外縱墻、內(nèi)橫墻及樓梯間發(fā)現(xiàn)多處豎向及水平裂縫,經(jīng)挖開基礎檢查,發(fā)現(xiàn)灰土寬度不足1.00m,且衛(wèi)生間年久失修,漏水現(xiàn)象嚴重。分析原因,主要是基礎設計寬度不夠;滲水使地基軟化;建筑物整體性較差,因此地基變形,基礎及上部構(gòu)造不適應,故墻體裂縫。
地基基礎加固方法:挖開基槽至原基礎灰土墊層底,在基礎兩側(cè)地基上挖孔,做灰砂碎石擠密樁,與周圍土體共同組成復合地基。由于基礎寬度不夠,采用外包鋼筋混凝土做法,為使原基礎與新增加寬部分成一整體,每隔1.50m鑿墻洞以橫梁穿過,與兩側(cè)鋼筋混凝土側(cè)板聯(lián)系。經(jīng)過處理的地基及基礎,解決了原地基承載力不足、基礎寬度不夠的問題。施工在注意了分段挖槽、做樁、澆筑混凝土后,及時回填土,確保建筑物安全。
三、 幾點分析
1、某住宅樓,屬于對已建成建筑物增層,上部結(jié)構(gòu)按抗震要求,適當增加構(gòu)造柱,地基基礎采用爆擴短樁加固,曾考慮過爆擴樁緊靠基礎邊緣,會對樓房震動過大,產(chǎn)生墻體裂縫,后經(jīng)試驗,采用小樁頭,**量也較小,實踐證明,對建筑物造成損傷,基礎加固方案,曾考慮到挖空基礎底土,在原基礎底下加做擴大的新基礎,但這樣做是不夠安全的,而且加工范圍大,費工費時。又考慮到原基礎墻上已有一道圈梁,可供利用,所以向抬墻梁法加固基礎是較為合適的。本工程施工采取挖坑、鉆孔、爆擴樁成樁、做好抬墻梁等一系列工程流水作業(yè),一段做完,即行夯填土,不使大面積地坑暴露;A鑿洞時,注意了不損壞磚塊,澆注混凝土時,注意密實振搗,使抬墻梁頂面與圈梁底面接觸密實,為此在抬墻梁部分采用了微膨脹混凝土。拆模后立即回填土,并分層夯實。該樓經(jīng)過加固,使用已多年,完全正常。
2、從上述工程實例看出,某住宅樓已經(jīng)使用十多年,雖然產(chǎn)生不少裂隙,但還不具備危房條件,如果拆除重建,一拆一建,將付出較高的代價,決定對上部結(jié)構(gòu)及地基基礎進行加固出樓后繼續(xù)使用,地基加固處理采用灰砂碎石樁,既擠密地基土層,防止地基下沉,又提高了地耐力。施工中首先更換滲水水管,局部外開地基特軟,適當清除部分濕土,夯填新土;疑皹妒┕で白隽嗽嚇,確定了新的復合地基的地耐力。磚基礎外包鋼筋混凝土注意了原磚面清刷干凈,使其結(jié)合為整體。整個工程從地基基礎到上部結(jié)構(gòu)適當進行了加固處理,且上部結(jié)構(gòu)結(jié)合抗震加固增加了圈梁及構(gòu)造柱,加固處理效果較好,正常使用后,未出現(xiàn)問題。
3、既有建筑物加固時,常用的地基處理方法與新建筑物不同,新建筑物由于建筑加固場地條件的許可,可采用換土墊層法、震沖碎石樁等。而在既有建筑物增層或墻體裂縫加固時,由于不能破壞現(xiàn)有建筑,選擇地基處理方法受到限制,上述方法一般不可取。常用的有灌注樁、灰砂擠密樁、注漿法等。
當?shù)鼗休d力不足,或基礎發(fā)生裂縫損壞時,除對地基進行處理時,還應對基礎進行加固,以增大基礎面積,增強剛度,適應上部結(jié)構(gòu)要求;A加固方法較多,要根據(jù)基礎狀態(tài)、荷載大小、地基承載力高低,經(jīng)過方案比較,確定技術(shù)合理,經(jīng)濟、安全可靠的加固處理方法。常用的方法有基礎灌漿法、混凝土套基礎法、基礎加寬法、增加基礎面積法等。
四、 認真做好地基基礎的檢查評價工作
房屋增層改建或由于地基變形引起墻體裂縫加固,首先要考慮地基基礎的加固處理問題。
對于地基,由于增加了上部荷載,或基礎下沉,地耐力和變形值是關(guān)鍵,對不同的土質(zhì)有不同的安全儲備,對于多數(shù)粘性土和砂質(zhì)土,經(jīng)多年使用后,地耐力有所提高,新加荷載引起地基變形值可以減小;由于城市地下水位普遍偏低,地面沉降減小,地耐力則提高;由于增層改建,使建筑物剛度增加,基底應力分布均勻,再擴大基礎支撐面積,將降低基底應力,減少建筑物不均勻沉降;新規(guī)范修訂,較原規(guī)范相應提高了地耐力,這些有利因素,在確定地基加固處理方案時,都要予以考慮。但對一些不利因素也要慎重對待,如由于管道漏水,使地基軟化,地耐力降低;地下水位上升,土質(zhì)軟化,地基變形,難以再承受新加荷載;由于相鄰建筑影響,已建筑物地基下沉等。在進行利弊分析之后,如果對既有建筑物增層地基承載力不夠,可能引起較大變形時,就要對地基提出加固處理措施,以適應增層改建的需要。
對于基礎,由于年久、地震、荷載、材料、施工質(zhì)量等因素影響,有的基礎可能處于正常,有的可能裂縫、下沉,增層改建要增加荷載,原有基礎已不適應,需要進行基礎加固處理,增強基礎剛度。對于地基變形引起基礎下沉、墻體裂縫的建筑物,雖不增層,加固處理好基礎也是十分重要的。
地基基礎的加固處理與否,決定于對地基基礎的檢查評價工作,因此要認真負責,采取科學手段,評價地基土和基礎質(zhì)量與狀態(tài),分析有利于提高地耐力的條件和不利條件,與增層改建和加固處理裂縫墻體提供可靠的使用數(shù)據(jù)。
參考文件
【1】《鐵道學報》(房屋增層改建地基基礎的評價與加固方法專輯)。
【2】唐業(yè)清:“土力學基礎工程新進展”,《鐵道標準設計通訊》。
【3】手冊編委會:《地基處理手冊》,中國筑建工業(yè)出版社。
本文選自核心級期刊《建筑科學》!建筑科學》是建設部主管,中國建筑科學研究院主辦,創(chuàng)刊于1985年,在國內(nèi)外公開發(fā)行的建筑科學類綜合性技術(shù)期刊。本刊內(nèi)容豐富、可讀、實用,在建筑行業(yè)中享有很高的聲望。本刊依托建設部和中國建筑科學研究院,得到部、院領(lǐng)導的大力支持,并有許多國內(nèi)建筑界著名的專家學者組成了編委會,使得本刊更具權(quán)威性、指導性。
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