昆明某小区有7层框架结构住宅楼，基础形式为29m静压预制管桩基础。该楼于2006年建成，建筑面积为5567.24平方米，住宅楼长67.79m，宽13.24m；一、二层层高为3.0m，其余层为2.9m及3.0m相间，每层都设有挑出1.2m的阳台，相互错开。该工程竣工后，建筑物整体有较大沉降和不均匀沉降，且沉降速率较大。截至2008年1月12日，该建筑累计最大沉降为131.1mm，累计最小沉降为77.6mm，累计最大沉降差为53.5mm，最大倾斜为49.0mm；同一轴线上，横向最大沉降差为34.6mm，纵向最大沉降差为38.8mm，另外该建筑物一侧的沉降均明显大于建筑物另一侧的沉降，这与建筑物上的裂缝发展走向是一致的。截止2008年2月15日，建筑累计最大沉降达138.4mm，累计最小沉降达78.7mm，最大沉降速率达0.302mm/d，远大于规范规定0.01mm/d的稳定标准，而且沉降还在进一步发展之中，目前倾斜率达3.24‰，已经接近建筑物规定允许倾斜值4‰。因此必须进行地基加固处理，以控制沉降的进一步发展。

 

　　根据有关资料和岩土工程地质勘察报告，该建筑物地位于昆明湖积盘地的西南边缘地带，沉积环境复杂，根据钻探揭露深度范围内的地层结构及成因类型表明该场地内地基土层条件较为复杂，地层结构属多层型。

 

　　住宅楼从竣工起来，一单元一层到六层楼梯间墙壁上产生宽为0.1～0.3mm，长为320～2060mm的空鼓和龟裂，出屋面楼梯间裂缝长度达到5000mm，有大面积渗水现象；房间墙壁上产生宽为0.05～0.2mm，长为200～2300mm的裂缝，局部梁柱有宽为0.1mm，长为300～550mm的裂缝，楼板也产生少量裂缝，鉴定数据由云南安检房屋检测鉴定有限公司提供。依据房屋现有裂缝性状，可确定房屋裂缝多属不均匀沉降裂缝，这与委托方提供的沉降观测资料反映的情况一致，另有部分墙面各型裂缝则由于抹灰层收缩空鼓引起。

 

 

　　3.1勘察方面

 

　　任何一个单体工程或者主体工程都必须经过勘察单位对拟建建筑物的基础进行现场详细勘察，目的是以各种勘察手段和方法，调查、分析、评价建筑物的场地和基础的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。该住宅楼地基分布为软弱土，且分布不均匀，该房屋实际位置与地勘探孔位置不一致，实际地质资料不明，岩土计算参数的选取存在一定差异。

 

　　3.2设计施工方面

 

　　（1）设计中对勘察资料分析不足，设计应根据勘察报告提供的地质资料，对建筑物的瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降加以计算，从而对建筑物的最终沉降量有所预测，做到心中有数。施工后期，场地表面堆填6.0m左右的素填土，负摩阻力对桩基承载力产生不利影响，桩基承载力只达到设计的80℅。

 

　　（2）该住宅楼上部荷载，根据原有结构型式，通过PKPM软件建模分析计算可得出：A轴线边柱最大荷载达2461.2kN，最大者为3747.2kN，角柱达1657.9kN；而中间走廊两排柱子中，B轴线临近房间进深较大的中柱荷载达2223.5kN，大者达到3734.8kN，边柱荷载达2106.3kN；C轴线临近房间进深较小的中柱荷载达1682.6kN，边柱荷载达1143.0kN；D轴线边柱最大荷载可达1515.2kN，角柱荷载达1113.2kN。由计算结果可知上部荷载存在很大的不均匀性，与沉降观测数据相吻合，荷载大者沉降量大，A轴线观测点达到138.4mm，荷载小沉降量小，D轴线观测点达到78.7mm。

 

　　（3）施工图设计预制砼管桩桩长为29m，依据小应变检测施工设计桩长为26m，场地地质情况实际打桩可能进入④2-1粉土、④3-1粉土、④2粘土三种土层，三种土层的地基承载力不同。从桩基的施工程序来看，该桩基础施工时，采用接桩，分段压入，这样，由于挤土效应，或者施工时接桩质量不能很好的保证，则很容易出现接桩错位或断桩，造成实际有效桩长达不到设计桩长的情况，从而影响其承载力。

 

 

　　本工程采用锚杆静压桩进行地基加固处理，由锚杆静压桩和原有桩基础共同来承担上部荷载。

 

　　4.1锚杆静压桩的设计

 

　　4.11单桩的承载力

 

　　(1)按照《建筑地基基础设计规范》[1](GB50007-2002)估算锚杆静压桩单桩承载力特征值可用下式估算：

 

　　(1)

 

　　式中：Ｒk为单桩竖向承载力特征值；qP为桩端土承载力特征值；AP为桩身横截面面积；uP为桩身周边长度；qsi为桩周土摩阻力特征值；li为按土层划分的各段桩长。

 

　　(2)按《建筑桩基技术规范》(JGJ9494)[2]估算

 

　　单桩竖向极限承载力特征值按下式计算

 

　　(2)

 

　　基桩的竖向承载力设计值按下式计算(3)

 

　　式中：Quk为单桩竖向极限承载力特征值；u为桩身周长；li为第i层土极限侧阻力特征值；qpk为桩端阻力特征值；rsp为桩侧阻端阻综合抗力分项系数。

 

　　(3)按终止压桩力估算。终止压桩力与承载力有着本质的区别，根据建筑地基处理技术规范和既有建筑物加固规程的有关规定，对于压入式桩，由于压桩过程是动摩擦，因而压桩力能满足设计要求的单桩承载力特征值的1．5倍，则定能满足静载荷试验时安全系数为2的要求。单桩承载力可按下式估算：

 

　　Ｒk=Pap/K(4)

 

　　式中：Rk为承载力特征值；Pak为终止压桩力；K为安全系数取1.5。

 

　　4.12静压桩的设计数量[4、5]

 

　　根据桩材强度及地基土的承载力，在确定托换桩的承载力特征值(Rk)后，按照下式计算所需桩数n：

 

　　n=m(F+G)/Rk(5)

 

　　式中：F为上部结构传至基础顶面的竖向力设计值；G为基础自重设计值加基础上的土重特征值；m为基础底面积托换率，选值与托换的性质有关。

 

　　4.13终压控制标准

 

　　设计中根据工程的性质和地质条件，终压标准可以按压桩力、设计桩长，单项或两项同时控制。

 

　　4.2锚杆静压桩施工

 

　　经计算，桩基承台厚度由原来的700mm增加到900mm，周边均加宽650～850mm，其边缘距锚杆静压桩边缘的距离应不小于200mm，满足抗冲切设计要求。桩头应伸入桩基承台1OOmm，压桩孔内应采用C30微膨胀土，浇捣密实，以使桩与桩基承台形成一个整体。

 

　　锚杆静压桩施工工序为：（1）清除基础面及周边设计范围内覆土，排除积水。（2）锚杆埋设。根据设计图放线定位，确定压桩孔位置，压桩预留成上小下大的棱锥形，以利于基础抗冲剪。满足锚杆与压桩孔的最小间距及锚杆或压桩孔边缘至基础承台边缘的最小间距下，在桩孔周边预埋好4M24锚杆，养护后再安装反力架。（3）采用电动千斤顶压桩。压桩过程中应保持桩段垂直且不能中途停顿过久。（4）当每节桩段压至基础顶面时，采用硫磺胶泥进行接桩。（5）封桩。当压桩力达到300kN，并且进入持力层深度大于0.8m后可进行封桩。封桩前应将压桩孔内杂物清理干净，并在桩顶用钢筋与锚杆对角交叉焊牢，然后再浇筑C30早强微膨胀混凝土。锚杆静压桩施工实际压桩169根（1352节），在施工中要求先施工沉降量较大一侧的桩，压桩结束后马上进行封桩；后施工沉降较小一侧的桩，压桩结束后暂不封桩以适当调整不均匀沉降。

 

　　为指导加固施工，减小建筑物附加沉降，在加固前，根据建筑物结构、长度在建筑物上布设14个沉降观测点；加固时，每天至少观测两次；加固完成，根据建筑物的沉降变化，每天观测一次[6、7]。地基加固前，住宅楼最大沉降速率为0.302mm/d，锚杆静压桩施工期间沉降速率为0.516mm/d，锚杆静压桩施工后一个月沉降速率为0.0053mm/d，最近沉降观测发现最大沉降速率为0.0028mm/d，倾斜率达到2.15‰。随着时间增长，沉降速率已明显下降，沉降基本稳定。

 

 

　　6.1锚杆施工时无振动、无噪音、设备简单、操作方便、移动灵活，可在场地和空间狭窄的条件下施工，既可用于旧房地基加固和托换，也可用于新建房屋在软弱地基上的设计。

 

　　6.2在锚杆静压桩施工过程中应控制压桩顺序和速度，以减小对土体的扰动和土中的超孔隙水压力，这样可以减小压桩过程的工后沉降，调整不均匀沉降。

 

　　6.3基础加固方案采用基础加宽方案，为了使新加宽部分与原基础有很好的连接，将原基础表面凿毛，并在浇混凝土时在接缝处刷界面剂处理。

 

　　6.4对已开裂的墙体，采用钢丝网片用C25混凝土补浇，对梁柱开裂处用C30混凝土补浇。

 

　　6.5在进行地基加固工程中应加强沉降观测，以指导施工和加固效果。