工程实例-旋喷桩用于既有建筑物地基加固与纠偏工程实例
一、工程概况
广州郊区某7层综合大楼，在全楼建成并基本装修完工后，突然发生下沉，北轴基础全部下沉，最大下沉量一天达10mm，南轴基础则基本保持稳定，局部甚至还有微量上升，从而造成该建筑物倾斜，形势较为危急。为保证该建筑物的安全使用，必须迅速制止北轴基础下沉，要做整体纠偏。
该建筑物基础为φ480mm 锤击沉管灌注桩，共计87根，其中南轴27 根，北轴22 根。根据打桩记录，桩长一般18m，部分19m。和地质图相比，部分桩吊脚2~2.5m，这可能是北轴下沉的主要原因。
二、地质情况
该区基岩为白垩纪红层，主要为粉砂岩、泥质砂岩或粉砂质泥岩，上覆基岩风化残积土及第四纪粉细砂—砾砂、粉质粘土、淤泥等。经地质钻探查明;
第I层为人工填土，土质为粉质粘土，稍具粘性，层厚1.3~3.0m。第Ⅱ层为耕土，灰黑色，湿、松软或软塑，含植物根茎，厚0.4～1.2m。
第Ⅲ层为淤泥，灰黑色，饱水，流～软塑，粘性较强，局部夹有少量粉砂，厚0.45~2.15m。而该幢楼宇淤泥除该层外，下而还夹有一层透镜体状淤泥层于砂层中，厚达6.0m。
第Ⅳ层为粉细砂，浅灰色或浅灰黄色，饱水，松散，厚1.8～10.6m。第V层为含砾中砂，厚2.3～14.1m。
一般残积层面，埋深20m左右，局部21m。最外柱中心距32.2m×9.1m，各楼层均有悬挑阳台，特别是二、三层前后左右悬出达2~3m。全楼建筑总而积约2400m²。
三、北轴基础下沉的处理该工程下沉处理有两个特点;
1.危害发生时间较晚，且下沉速度很快;
2.北侧全而下沉，各测点沉降相近，大面积产生加固效果后才能制止下沉。
由于这些特点的存在，该建筑物达到完全稳定期需时较长，要在工程全面竣工以后才能达到。
下沉处理采用旋喷桩共 22根，即北轴每承台2根，桩长 21.0~25.6m，按北轴静、活荷载50%由新桩承担设计。加固后北轴迅速稳定，使用1年再无下沉。
四、整体转动纠偏
北轴进行加固以后，经近3个月的观察，楼宇保持完全稳定。在此期间，曾在南轴和中轴间的一楼地面堆放水泥。目的是想通过超重雄压南轴和中轴的沉降，以达到纠偏的目的。但实践证明，堆载未产生效果。
经对该建筑物1～7层楼面的全而抄平检测，发现各层楼面的各个轴线沉降差基本相同，大体上是南、北轴间沉降差140mm左右，沉降是比较均衡的。
该建筑物纠偏采用沉降法，设计时以北轴承台基础等效承力中心轴线为不动轴，希望整幢楼围绕该不动轴均衡协调转动0.8度。具体做法是∶
1.先将南轴和中轴沿最外侧承台边间的土体完全挖出，深至承台底0.8m，将南轴和中轴承台完全暴露出来。
2。检查承台和承台底桩头的质量情况，若发现承台或桩头有裂纹或断桩等缺陷，则要先行加固。
3.凿低桩头。根据沉降的需要，在承台下 200mm处将桩切断，切出一段，切出的高度视沉降需要的沉降量而定。该工程南轴各桩切出 130~150mm;中轴切出 80mm.凿切工艺是边凿边垫，每凿出桩身而积的1/3后，便用120mm×120mm×10mm钢板将缺口塞紧，然后再继续凿，每个桩凿完以后，用两堆钢板在缺口顶严，以便桩柱继续受力。
该工程南轴各承台的桩全部切断（27根），中轴将靠南的一半桩全部切断（19根），整幢楼的 87根桩中，共凿断 46 根，占全部桩数的53%。
这一工序的关键在于开凿与顶垫技术，46 根桩切凿与支顶完成以后，南轴承台最大下沉量为9.0mm，可见凿切时，基本不会影响承台以上的梁、桩、板各承力结构的内力。
在开凿和凿好以后的整个沉降过程中，曾经历了1991年7号、8号、9号台风和台风带来的大暴雨，实践证明，台风对工程没有影响，也未产生附加下沉，可见支顶（垫）是牢靠的。
4。沉降（转动）。进行纠偏的方法是使各承台（柱）均匀、协调沉降，沉降的方法是按顺序抽出预垫在各已凿桩头切口处的钢板，由于每块钢板厚度仅 10mm，因此，只要能保持每次抽出-块钢板，则在同承台各支桩间或相邻各承台间每一沉降循环的沉降差为10mm左右，便可保证梁、柱各受力结构和每一承台的各根桩间不再产生较大的次生应力，从而保证结构整体的安全。在钢板的抽换程序上，采用的方法是∶
（1）在纵轴方向，是先抽降南轴的中间承台（楼梯间相对应的承台），然后逐步向侧边进行，目的是使整个纠偏沉降过程中，中间先降，使各构件多数处于受压状态，以适应钢筋混凝土构件受压强度远大于受拉强度的特点。
（2）在横轴方向，是先南轴，后中轴。在某列南轴承台抽降以后，要接着抽降该列的中轴承台，使横向的梁、板不致产生悬挑状态。
（3）对同一承台的各桩间，最好是同步抽降，做不到时，要先抽降受力大的桩。判别桩的受力大小，主要是凭施工经验，但从开凿时混凝土的反弹情况、声音的清脆、接触面的压实等，都可以进行定性判断。
（4）为了保证沉降均匀，对各柱的沉降情况必须随时进行测量，一发现不均匀要立即补救。在每顺序抽降一个循环以后，要严格检查纵、横各方向沉降是否协调一致。做到完全协调一致后，要暂停沉降 2~3d，以使各构件应力进行新的平衡、调整。按经验，在每一循环沉降好以后，至下一循环开始前的3d中，柱的下沉量最大为 4mm，一般为1～2mm。如果超过 4mm，则必须检查支（垫）的工艺系统，并严格检查有否不安全因素产生。
5，接桩。当楼房转动至完全满足设计要求以后.要进行一一次全面检套、验收，确认全面达到预期的目的后，便进行接桩、固封。其固封的方法是;①将剩留在切口处的钢板点焊成整体;②将切断的原桩柱钢筋笼钢筋焊驳好;③将承台底清理干净;④在桩切口的上段（承台下部分）加钢筋箍;⑤在钢筋箍与切口下面新加的钢筋箍间用8根 φ14mm的纵向短钢筋电焊相连;⑥在切口下400nmm 至承台底灌注 1000mm×1000mm小承台。混凝土采用微膨胀水泥配方，从而使基础的受力系统自下而上变成∶少480mm桩→1000mm×1000mm小承台→原大承台→柱。
6. 基坑回填。将承台加固好以后，便进行基坑回填。回填料;承台间使用原挖出土体，分层夯实;承台底空隙灌注中、粗砂，注水振实。
五、纠偏效果
纠偏前各楼层楼板南北倾斜度为 15%，和楼房墙体立面的斜率相同。经纠偏后，目前楼板水平，7层楼墙体的斜率为0.16%。，并且该值还是计划预留的，目的是预计在较长时间以后，南轴可能还会有少许的下沉。
经这样大的纠偏以后，梁、柱、板未产生新的裂缝，原已有的二楼楼板裂缝也未见延长和加宽;加固前已产生的地梁裂缝，纠偏完成以后也已全部闭合;外墙的玻璃马赛克饰面，二楼以上的也未见有任何脱落，因此，纠偏是成功的。
取得这样好的效果，主要是沉降比较均匀协调，表10.6.14所示是不同时期南轴各柱的下沉值。
从表10.6.14中可以看到，任何下沉过程中。同一轴的任何一根柱，其沉降差都不超过该轴的平均沉降值±10;任何两相邻柱，其沉降差同样不超过土10。可见，就纵向而言，确确实实是保证了均匀协调，完全达到了纠偏设计意图。
