某教學樓傾斜原因分析與糾偏

安喬迪

許昌大成建設集團公司

1、工程概況

    某中學教學樓為四層，外廊式磚混結構，建筑總長39．480m，寬度為8．640m，教室進深6.900m，外廊1.500m，開間3.600m，1985年11月竣工。l993年因教學用房緊張，欲在教學樓上加一層，加層前曾委托某房屋質量檢查部門對教學樓的房屋質量進行檢測和評定，結構整體性完好，未見明顯的傾斜，結論是可以加層。工程動工后，校方根據學校連年擴大招生的發展趨勢，在未取得任何專業部門同意的情況下，由原來加一層改為加兩層。全部加層工作于1994年6月開始，9月底結束，交付使用。

    從原設計圖紙分析，該建筑地基較差，局部暗浜，采用砂石加固墊層，再做100mm厚C1O混凝土墊層，基礎采用條形素混凝土剛性基礎，底面較寬。上部結構為磚混結構．外走廊為懸挑結構，每層設置圈梁，四角及樓梯間設有構造柱，原設計考慮7度地震設防。

2、教學樓傾斜情況和傾斜原因分析

    (1)教學樓傾斜情況。l995年7月學校發現墻體有一些新增加的肉眼可見的斜裂縫。到1 999年4月校方發現墻體斜裂縫的數量和寬度都有增加，而且原來發現的裂縫有發展生長的現象，同年8月學校委托有關機構對教學樓進行沉降觀測和建筑結構評價。從檢測結果看，該樓東北方向傾斜較大，最大傾斜率達到l l％，西北方向傾斜率接近10％，傾斜率均超過《危險房屋鑒定標準》(JGJl25--99)的規定。

    (2)傾斜原因分析。首先從教學工程設計圖紙、地質報告、結構加層上尋找向北傾斜的原因。發現當時的地質勘探報告不夠深人全面，雖說明地基下層有暗浜，但沒有詳細深度、土層結構數據、形成年代；設計上受當時經濟條件的限制，只進行了砂石墊層處理，而沒有使用短樁加固；原結構上增加兩層也是原因之一。加層后建筑物的傾斜應是一個連貫的延續過程，尤其早期的過大沉降應更為明顯和嚴重，現實表明更大的沉降和部分墻體開裂在1999年4月以后才被發現。從該樓現場可以看出，學校北面一街之隔不足40m的地方，l999年新建成一幢高層建筑，東北方向尚有一高層建筑正在基坑開挖。兩工程的樁基施工、基坑開挖、地下水滲流和地基沉降誘發軟基的急劇沉降，綜合教學樓的地基處理和加層等原因，誘發導致該傾斜加劇。

    從教學樓的沉降觀測結果和最新建筑結構評價報告分析，教學樓結構整體性尚好，加之誘發因素的高層建筑基坑開挖己快結束。我們的結論是：待另一幢基礎完成后，可以采取合適措施進行地基處理和整體糾偏。

3、教學樓糾偏方案及施工

    工程采用混凝土條形剛性基礎，當初基礎設計寬度較大，為教學樓的糾偏提供了良好的條件。雖然教學樓在墑體上出現了數條肉眼可見的裂縫，但對結構的整體剛度影響不大，除了在東北角局部裂縫集中部位進行鋼筋網加固墻體，無須對教學樓進行整體加固就可以對其進行糾偏。

    參考《房屋建筑修繕工程》，結合教學樓結構剛度完整、混凝土基礎剛度大且埋深淺、砂石墊層處理、持力層薄、地基空隙率和含水量較大特點，比較好的方案是采用灌漿與掏土相結合的糾偏方法。該方法對沉降大的一側進行壓力灌漿。對沉降小的一側掏土，迫使結構下沉到預計沉降指標以后，返灌注水泥漿固化地基。

    (1)灌漿加固的方案和施工

    在下沉較大的北側進行灌漿。孔眼為梅花式，經過現場測試，灌漿半徑按0.85m考慮，加固深度定為2m，根據基礎寬度和加同半徑，采用兩排加固孔。為使漿液滲入基底，采用l：0.4左右的斜孔，施工時采用自下而上的灌漿方法，灌漿時先灌內排后灌外排．東西對稱并間隔鉆孔壓漿。加固漿液選用水泥和水玻璃，水泥采用52．5硅酸鹽水泥．每次拌和用水泥25kg，水13kg。水玻璃lkg．初凝時間約為20rain。

    (2)局部掏土的施工

    從傾斜的反側方向的基礎下或兩側局都掏挖，促使基礎沉降相對加大．從而實現建筑物的整體結構恢復到垂直位置。

    本工程采用機械取土，掏土孔直徑20mm，取土孔對稱分布在反側軸線的兩側，取土深度3m左右，室內深度小于建筑物室外深度。待達到控制沉降值后，在取土孔內注入具有水泥系硅化加固的拌和土。

    考慮到土的應力釋放和地基土變形的時間過程，掏土分為三個階段進行：第一階段完成后，穩定一周，觀察沉降過程，對比沉降增加值和預定的沉降指標值．確定下一階段的取土方案和指標；第二階段完成后，同種方法確定第三階段的取土方案和指標。

    (3)糾偏效果

    按照以上灌漿和局部掏土的糾偏設計，經過約一個半月的施工，使得教學樓的最大傾斜率<3％，多處墑而裂縫減小，效果顯著。

4、結論

    施工完畢至今已6年，經過多次檢查，未發現新問題，房屋整體穩定，經濟效益明顯。通過對該教學樓采用灌漿和局部掏土的糾偏方案和施工，我們取得的經驗和結論是：對于上部結構和基礎剛度較好、持力層淺而薄，基礎剛度大且埋深不大的建筑物，均可以采取灌漿和局部掏土相結合的糾偏方案。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)