地基土塌陷建筑的检测鉴定及加固研究

 地基土塌陷建筑的检测鉴定及加固研究

陈箭

黑龙江省建设技术发展中心有限公司  邮编：150000 

摘要：地基土塌陷是一种较为严重的安全问题，会导致上部结构产生倾斜及墙体开裂，并降低建筑的寿命，故需进行及时处理。根据以往工程经验，出现地基土塌陷的主要原因有：(1)建筑自重过大，导致建筑地基土发生剪切等破坏；(2)建筑物周边存在其他施工项目，由于机械振动等，使地基因振动出现压缩变形，产生局部下沉；(3)建筑周围过度开采，或者附近正在建设地下项目，造成地基滑移或塌陷；(4)建筑临近地面大量堆积重物，使土层压密变形，带动地基沉降。本文对某出现地基土塌陷的建筑进行综合分析，并提出合理可行的加固方案，可供后续类似工程参考。

关键词：地基；塌陷

1 工程概况

项目位于某市区，其建筑主体为框架-砌体混合承重结构，框架结构区域采用柱下独立基础，砌体结构区域采用墙下条形基础。该建筑共3层，建筑高度约12.12m，其中1层层高4.18m,2层层高4.2m,3层层高3.74m，总建筑面积约761m2，建成于20世纪80年代。项目附近隧道施工，隧道从建筑局部区域下方穿过，业主发现该楼部分墙体、梁构件存在裂损缺陷，为了解房屋结构安全状况，故委托专业检测公司对该楼进行安全性鉴定。

2 检测鉴定结果

2.1 房屋现状检查

现场检查发现，房屋上部结构多数填充墙体存在裂缝，部分承重墙体存在裂缝，裂缝宽度最大测读值约为30.0mm；对于混凝土结构，部分梁、板钢筋锈蚀、混凝土胀裂，个别梁梁端存在多条斜裂缝，裂缝贯穿梁两侧，裂缝宽度最大测读值为2.82mm。

在对基础进行检测时发现，3～6轴交B～E轴区域的原地坪装饰层下的地基土局部塌陷，导致4轴交C轴和5轴交C轴处的框架柱下独立基础及D轴交4～5轴处的承重墙下条形基础均出现与地基土脱离的“悬空”现象。发现该情况后，首先在相关区域进行卸载，布置可靠支撑，并采用探地雷达对整栋建筑进行全面探测，结果显示其他区域并未存在地基土塌陷的情况。

2.2 结构侧向位移

根据现场实际条件，在该建筑共布置8个测点，以确定结构的侧向位移，测点量测结果如表1所示。由图3及表1可知，所检8个测点倾斜方向存在明显一致性，结构整体向1轴和E轴倾斜，其中框架结构区域最大测点倾斜值为57mm (H/194），超过《民用建筑可靠性鉴定标准》规定的多层框架结构不适于继续承载的顶点侧向位移限值（H/200）；砌体结构区域最大测点倾斜值为67mm (H/169），超过《民用建筑可靠性鉴定标准》规定的多层砌体结构不适于继续承载的顶点侧向位移限值（H/330）。结构侧向位移等级评定为Du级。

2.3 结构体系及构件承载力

根据鉴定结果，工程的结构体系和构件承载力存在的主要问题有：

(1）框架结构采用单跨双向框架，不满足《建筑抗震设计规范》的要求。

(2) 1、2层部分框架柱构件抗震承载能力不满足《建筑抗震鉴定标准》要求，1～3层多数框架梁构件抗震承载能力不满足《建筑抗震鉴定标准》要求，部分梁、板钢筋锈蚀、混凝土胀裂，个别梁端存在多条斜裂缝，1～3层钢筋混凝土构件集的安全性等级评定为Du级。

(3) 1层部分墙体受压承载能力不满足《建筑抗震鉴定标准》要求，1～3层承重墙体抗震承载能力不满足《建筑抗震鉴定标准》要求。1层砌体结构构件集的安全性等级评定为Du级，2～3层砌体结构构件集的安全性等级评定为Cu级。

根据现场检查数据、承载能力验算分析、安全性鉴定及抗震鉴定结果，工程结构安全性等级评定为Dsu级，结构抗震性能不满足《建筑抗震鉴定标准》要求。

3 加固方案

3.1 地基基础

由于该建筑主要为地基土塌陷引起的结构安全问题，故主要介绍地基基础的加固方案。地基采用注浆法进行加固，将地基空洞部分采用混凝土填实。

(1)施工工序：现场复核→卸载→搭设支撑→预埋注浆管→浇捣混凝土→地基土的注浆加固→砂石回填。(2)浇捣混凝土的工艺细节及注意事项：待封闭泥浆凝固后，在地基土塌陷区域浇捣混凝土，当混凝土浇捣高度达到基础底面往上200mm后，停止浇筑，浇筑过程应保护注浆孔，防止混凝土流入注浆孔。(3)注浆的注意事项：注浆前需采用搅拌机将浆体充分搅拌均匀，在注浆过程中需不间断缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间，泵送前应采用筛网过滤，注浆完成后若已浇筑的混凝土与原基础底面出现间隙，则采用灌浆料填充。

基础主要采用条形基础增大截面的加固方案，另外由于上部局部有新增柱构件，故需新增柱下独立基础，其余基础经复核满足要求，故保留原状。从加固施工开始至加固施工结束，共进行4个月的沉降观测，所有测点最大沉降量为2mm，满足《建筑变形测量规范》要求，已达到稳定状态。

3.2 上部结构

由于框架结构为单跨框架，在D轴交4轴、6轴和8轴新增3根结构柱解决单跨框架结构不满足规范要求的问题。对于受压和抗震承载力不满足要求的砌体承重墙，采用双面钢筋混凝土板墙加固。对于抗震承载力不满足要求的框架柱，当实际配筋值与计算值相差较大时，采用增大截面加固法加固；当实际配筋值与计算值相差较小时，采用外包型钢加固法加固；对仅存在箍筋配置不满足要求的框架柱，采用环箍碳纤维布加固。对于抗震承载力不满足要求的框架梁，根据配筋差值大小分别采用增大截面加固法、粘贴钢板加固法和外包型钢加固法加固。对于承载能力不满足要求的板构件，采用新增钢筋网-聚合物改性水泥砂浆面层加固法和粘贴碳纤维布加固法加固。

3.3 裂缝处理

砌体承重墙修补主要有外加网片法和压力灌浆法。当裂缝宽度<0.5mm时，采用外加网片法进行修补，即在砌体开裂区域的表面覆盖网片（玻璃纤维网格布），适当张紧后，其周边采用水泥钉固定牢靠。当裂缝宽度≥等于0.5mm时，采用压力灌浆法进行修补，即把环氧基灌浆料通过压力均匀注射到裂缝中，恢复结构的整体性。

对于存在开裂现象的框架梁构件，当裂缝宽度<0.2mm时，采用表面封闭法修复，即用毛刷在裂缝处反复涂刷配置好的环氧树脂压注胶至涂层厚度达到产品规定厚度要求为止；当0.2mm≤裂缝宽度≤1.5mm时，采用注射法修复，即采用注浆罐将环氧树脂压注胶注射进裂缝内；当1.5mm<裂缝宽度<5mm时，采用压力注浆法修复，即采用一定压力将改性环氧基裂缝注浆料注射进裂缝内，可有效修补裂缝，并提高开裂位置构件的承载力。

4 结语

地基基础是房屋建筑的基本，决定了房屋建筑的高度，也保障了房屋建筑的安全。地基一旦出现塌陷等问题，会对整个上部建筑产生严重影响。通过一个出现地基土塌陷的工程实例项目，提出了较为完善的加固方案及施工工艺流程，加固完成后地基沉降量满足规范要求，达到稳定状态，可为后续类似工程的设计和施工提供参考。

参考文献

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[4] 民用建筑可靠性鉴定标准:GB 50292—2015[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.

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[6] 建筑抗震鉴定标准:GB 50023—2009[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[7] 建筑变形测量规范:JGJ 8—2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.