周口市沙颍河工程管理处
摘要：通过现场踏勘、调查、勘察，查清了鹿邑县国税局办公楼裂缝产生的主要原因，并有针对性地对该楼进行了加固处理，经过近5年来的使用，该楼未出现新的裂缝，取得了良好的效果。
1、工程概况
鹿邑县国税局办公楼建筑面积约3000㎡，高4层，砖混结构，基础采用钢筋砼条形基础（无肋梁），地基承载力标准值按fk=140KPa进行设计，基础埋深2.20m，室内外高差0.80m，始建于1993年，1994年10月竣工交付使用，1996年发现有细小裂缝，1998年发现多处裂缝，个别裂缝已超过2.0㎜，2000年裂缝发展较快，裂缝既有水平裂缝又有斜裂缝，其部位主要分布在梁下墙体，且东侧较西侧严重。经有关部门鉴定，此楼已构成危楼，不加固不能继续使用，为此鹿邑县国税局2000年7月委托我单位及周口市城建设计所对其裂缝原因进行分析及加固处理。
2、工程地质条件
为了弄清其裂缝产生的原固，我们对该办公楼进行了重新勘察，地层结构特征如下：
①粘土：棕红色，饱和，可塑，夹粉土薄层及透镜体，层厚3.20～3.60m，承载力标准值fk=120KPa，压缩模量Es0.1～0.2=4.6MPa。
②粉质粘土：浅灰色，饱和，可塑，含少量的碎砖块、铁锰结核及其氧化物、腐殖质等，层厚1.90～2.20m，承载力标准值fk=130KPa，压缩模量Es0.1～0.2=5.0MPa。
③粉质粘土：黄灰色，饱和，可塑，含少量的钙结核、贝壳碎片等，层厚1.00～1.20m，承载力标准值fk=160KPa，压缩模量Es0.1～0.2=7.0MPa。
④粉土：土黄色，湿，中～密实，含少量的钙结核、云母碎屑等，该层未揭穿，承载力标准值fk=200KPa，压缩模量Es0.1～0.2=15.0MPa。
地层分布见图1
地下水位埋深距室内地面2.10～2.30m。
3、裂缝原因分析
从本次勘察结果地基承载力标准值fk=120KPa，小于原地基承载力fk=140KPa，地基承载力不够是造成该办公楼裂缝的主要原因，其次条形基础未设置肋梁和地圈梁、梁下墙体未设置构造柱、地下水位上升及东侧的下水道质量较差渗水现象严重，使得地基土长期处于饱和状态，含水量增加，强度降低，在荷载作用下会产生相对较大的变形，也是办公楼裂缝产生的原因。根据业主介绍98年、2000年这二年降雨量较常年偏大，地下水上升（93年勘探时地下水距自然地面3.8m左右，而2000年地下水距自然地面2.1m左右），裂缝比较明显，而东侧裂缝较西侧明显，从裂缝发生部位和分布特征说明了裂缝原因分析的正确性。
4、加固方案
4.1加固目的
①对整个房屋地基普遍进行加固，使地基承载力满足设计要求，保证建筑物正常使用；
②对梁底下基础进行重点加固，加强基础的整体性和稳定性，防止和减小总沉降和新的不均匀沉降。
③梁下墙体增加构造柱，并对对已损坏的上部结构墙体进行维修加固，恢复墙体的结构整体性，保持结构正常承载。
④对楼房东侧的下水道进行重新维修，防止渗漏发生。
4.2 加固原理
根据上述加固目的，我们采用了生石灰桩、局部加大基础、上部加构造柱等方法进行加固处理。
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①生石灰桩，主要利用生石灰及吸水后成为熟石灰时，吸水发热，体积发生膨胀，侧向挤密桩周土体，减少土体孔隙比，降低含水量，提高地基土强度，使地面略微抬升，另外，地基土中存在CO32-、、CI1-、SO42-等酸根和桩体中Ca2-反应形成难溶解的新钙盐，成为桩体外圈硬壳层，掺入适量的砂和水泥，能充填生石灰块间的孔隙，增加桩身的密实程度和强度。
②梁下增加基础，防止荷载集中，减小不均匀沉降。
④梁下墙体增加构造柱，增加墙体结构的整体性，保持结构正常承载。
⑤重修下水道防止因渗漏使地基土强度降低。
4.3 方案设计
根据场地地层特征，建筑物结构及裂缝情况，设计方案确保地基均匀沉降并且沉降比较缓慢，采用以下方案进行加固处理。
①生石灰桩设计
a、由于地基承载力不足，沿建筑物基础外边缘布置石灰桩，增加地基承载力，减少沉降，加固剖面图见图
b、生石灰桩的设计参数，根据在层情况，桩长基底下3.0m，桩径0.3m，桩间距1.0m，具体布置图见图2
c、材料配制
V（生石灰）︰V（碎砖碴）︰V（中砂）︰V（水泥）=4︰3︰1︰1
d、由于基础较宽，在基础两侧布置一排生石灰，承栽力不能完全满足设计要求，为改善土体的力学性能提高土体的总体强度和抗变能力，沿墙两侧布置一定数量的注浆孔。
②局部增加基础，裂缝大都集中梁端下墙体，为了保证梁底基础不在继续下沉，通梁底基础外侧增加0.6～1.0㎡，基础厚度、砼标号、配筋与厚度都一样。为了减少基础下土体下沉降，为此又在新增基础下面增加了生石灰桩。见图2
③增加构造柱，由于原设计未考虑抗震设计，为了满足设计要求，在梁端和建筑物四角增加了构造柱。
④对下水道进行整改、重修。
5、施工简况
5.1 施工设备
成孔设备：洛阳铲、簪子、大锤、空压机、凿岩机
夯实设备：夯锤（锤重约20kg）
降水设备：QZ-100型水井钻机、潜水泵
5.2 施工顺序
5.2.1 降水
由于地下水较浅，洛阳遇地下水很难成孔，有水对生石灰的施工及加固效果不利，所以必须降底地下水，根据建筑物的尺寸、土层情况在建筑前后侧布置4根大口井，井深10～12m。
5.2.2 生石灰桩施工
①首先把砖基础的两边找出来，放桩位于地面
②按放的桩位有洛阳铲成孔，先周边后中间的顺序施工。
③桩径及深度满足要求开始灌注。
④为了保证桩端承载力，桩端先填30㎝厚的碎砖块，用锤夯20-30次，提锤高度80～100㎝，若碎砖块都进入周围土中，再填20～30㎝厚的碎砖墙，夯15～20次。
⑤桩端夯实后，将拌和物灌入孔内，铺厚度30㎝左右，夯15～20次，提锤高度80～100㎝。
⑥分层用锤夯实至砖基础底下（即与三七灰土垫平），然后封顶的好坏是生石灰桩加固成功的关键，好的封顶增加石灰桩的上覆压力，关副省长向上胀发引起的能量损失，保证桩身强度，所以封顶时用素土、砖碴、石灰分层填至地面封孔。
5.2.3 局部增加构造柱基础
首先将原基础凿开，在将原基础中的钢筋伸直，然后将新增加的基础钢筋与原基础钢筋焊接在一起，为了防止钢筋在同一部位搭接，隔一根错开搭接，为了使新老砼结合良好，施工时应将原基础的砼面凿开，用水冲洗干净后刷一层素砼在开始浇筑砼。
5.2.4 梁端构造柱施工
首先将增加构造部位的墙及梁的粉刷层凿去，并将墙体洇透，为了增加构造柱与墙体的连接，每1米植2根φ12的钢筋，构造柱的主筋和梁的主筋也应焊接在一起；砼的浇筑，从上层的楼面板凿个洞口往下灌注砼，不能漏振。
5.2.5 重修下水道（略）
6结论与建议
（1）通过有针对性地对鹿邑县国税局办公楼进行了加固处理，经过近5年来的使用，该楼未出现新的裂缝，取得了良好的效果。
（2）该楼的成功加固不但为甲方解除了担忧，而且为甲方节约了拆迁、租房及重建资金，为类似问题的解决提供了参考。
参考文献：
[1]郭易东，王楷添，李富源，陈荣波，李岩.房屋建筑工程结构裂缝控制及处理技术[J].中国战略新兴产业，2018（20）：174.
[2]刘志强.房屋建筑工程结构裂缝控制及处理技术[J].居舍，2018（14）：61.
[3]黄庆华. 房屋建筑工程结构裂缝控制及处理技术 [J]. 四川水泥，2017（07）：311.
论文作者:张付卫
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/21
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