当劲性微型桩在地下洞室塌陷事故中的应用

劲性微型桩在地下洞室塌陷事故中的应用

济南钢铁集团总公司41号住宅楼总建筑面积为5600m2，分5个单元，在、轴线处设伸缩缝1道，建筑平面如图1所示。主体为6层砖混结构，钢筋混凝土条形基础，基础埋深-2.25m，1996年建成使用。图1 建筑平面及防空洞位置 1998年8月发现该建筑物外纵墙窗台下多处出现斜向裂缝，该楼东侧1、2单元明显向北倾斜，建筑物在伸缩缝处明显错出，檐口错位达70mm，顶层出现暖气及自来水管道拉断现象。

1 建筑物检测结果

为查明建筑物倾斜原因，掌握建筑物沉降及倾斜的发展速度，为建筑物加固提供可靠资料，对建筑物进行了以下几个方面的检测。 1.1 补充地质勘察

在建筑物外共部件中的高应力区域可以得到特别加强钻孔32个，发现该建筑物东侧1、2单元下有1个废弃防空洞斜向穿过(见图1)。室外洞顶距地面约7.5m，洞高一般为1.7m，洞宽约2.0m。由于防空洞未做任何防护处理，其顶部已经塌落，且建筑物外北侧已有一处塌落至地面。

本次勘察揭露土层共分5层，自上而下为：①杂填土，灰褐色，可塑，湿，厚为1.4～1.8m;②黄土状粉质粘土，黄褐色，可塑，湿～饱和，层厚4.9～5.3m；③粉质粘土，浅褐红色，可塑～硬塑，湿，层厚6.1～7.8m；④碎石土，灰黄色，湿，中密～密实。 1.2 沉降观测

经8月12日～9月4日现场观测，建筑物东侧1、2单元该段时间产生的沉降值最大为28mm，最小为15mm，建筑物沉降速度最大为4m因此可以制作输血管m/d。由于时值雨季，大量地表水通过裂隙渗入防空洞，造成防空洞上部土体坍塌，建筑物沉降及倾斜发展很快。 1.3 倾斜观测

经9月4日现场观测，该建筑物主体结构最大倾斜值位于北纵墙轴线处(伸缩缝东侧)，向北倾斜75mm，换算最大倾斜为0.41%，已超出《建筑地基基础设计规范》(GBJ7—89)第5.2.4条规定0.4%的地基变形允许值。但没有超过《危险房屋鉴定标准》(CJ13—86)第2.5.1.1条规定0.7%的危房限值。 1.4 建筑物裂缝

建筑物纵墙裂缝一般出现在一层窗台角部，顶层横墙出现斜向裂缝，楼板板缝有拉开迹象。由于该建筑物整体刚度较好，这些裂缝宽度较小，一般为0.2～0.3mm，最大不超过1mm。

2 处理方案

2.1 设计思路

由于建筑物的倾斜已接近危房限值，且建筑物的沉降及倾斜的发展速度很快，因此首先要防止建试验机技术知音筑物因防空洞突然坍塌而产生倒塌破坏，同时防止建筑物进一步倾斜而成为危房。由于建筑物目前的倾斜不超过前述0.7%的危房限值，且没有给居民在心理及日常生活上造成较大影响，考虑到施工对西侧3个单元居民生活的影响，综合考虑各方面的因素，决定不对其进行纠偏。 2.2 处理方案

(1)封防空洞端口 首先将防空洞在建筑物两端处用细石混凝土封住。具体方法是先在建筑物外有防空洞部位各钻孔9个，孔径250mm，孔距750mm，梅花形布置，要求孔底达到防空洞下的原状土层。然后采用坍落度为120mm的使PPC耐热性进1步提高C15细石混凝土向孔内灌注，直到灌满为止，将防空洞在建筑物进出口处堵死。

(2)劲性微型桩托换 由于雨水造成防空洞内塌陷，土体较软，为防止该部位产生缩颈或断桩，决定采用劲性微型桩，微型桩内配I10，采用压力灌注水泥砂浆(注浆压力为0.4MPa)形成桩身。

(3)压力灌浆 由于微型桩灌注水泥砂浆颗粒较粗、压力较小，防空洞及其上部塌陷土体不能有效加固，为防止该部分土体对微型桩产生负摩阻力。因此，当微型桩施工完成后，再采取压力注水泥浆的方法将防空洞及其上部松动的土体予以加固。具体做法是在已探明的防空洞部位钻注浆孔，间距为1.0m，孔深至防空洞洞底，成孔后放入注浆管，压力灌注纯水泥浆，注浆压力为1.5～2MPa。

3 微型桩加固设计及施工

3.1 微型桩加固设计

考虑到防空洞上部土体已经部分坍塌，因此在微型桩设计时不考虑防空洞以上部分土体的侧摩阻力，也不考虑防空洞部位桩间土的承载力。设计桩径为220mm，微型桩深入防空洞下4.5～5m，为减小沉降，要求桩端进入碎石土0.5m。