摘要：主要介绍续建改造工程某大厦地基基础处理，重点讨论整体倾斜纠偏、基础加固、设置抗浮锚杆等处理方法。
关键词：超限高层建筑，转换梁，局部错层，竖向构件
1 工程概况
由于本工程属续建工程，且为超限高层，在初步设计阶段进行抗震设防专项审查，通过抗震设防审查会经专家论证后取抗震设防烈度为8度，设计地震分组第一组，基本风压为0.9KN/m2。
场地地质特性自上而下为第四系全新统海相沉积向第三系海相沉积过度。按岩性结构和工程地质特征分层如下：素填土、粉细砂、中粗砂、细砂、玄武质凝灰岩全风化层、玄武质凝灰岩强风化层、玄武质凝灰岩中风化层、玄武质凝灰岩微风化层。基础持力层为玄武质凝灰岩微风化层。
①层素填土：粗砾砂含粘土，干、稍湿、稍密，层厚0.7～2.1m，均厚1.38m。
②层粉细砂：含粘土及腐植质，湿、稍密，层厚1.7～5.7m，均厚 3.48m。
③层中粗砂：混粉细砂，稍密，层厚1.0～4.3m，均厚 3.1 m。
2 本工程存在的问题
本工程因地下水位变化导致已施工部分整体上浮，由于结构自重分布不均衡发生整体倾斜，经降水后又整体回落，仍残留部分上浮位移（最高处约为120mm）和约0.4～0.5%（短方向）的整体倾斜。
原有建筑物经历上浮回落过程中，原柱基底面应已与基岩脱开，空隙内已冲填部分泥沙而导致柱基不能完全回落。由于空隙内的填充物分布不同会导致不均匀沉降，从而影响结构安全。
经上浮回落后建筑物在短方向发生了0.4～0.5%的倾斜，按假定本工程整体在短方向倾斜0.5%考虑5层以上塔楼质量偏移对主体的影响，通过计算得出：截至五层初始附加力矩设计值KY=79007KN•M，引起边柱轴向力设计值增大约353.8KN，约占该柱轴向力设计值的2.8%；中柱轴向力设计值变化约424.6KN约占该柱轴向力设计值的2.5%。初始附加力矩设计值大约相当于在该高度风载引起的倾覆力矩设计值的22%。经过初步分析后认为整体倾斜初始力矩对柱的轴向力影响不应忽视，考虑重力二阶效应的影响，本工程整体倾斜0.5%的假定是不能接受的，续建时应采取必要措施，保证续建以后的建筑物的倾斜在使用期间在规范允许的范围以内。
因本工程有3层地下室，埋深较大，所以对地下室在浮力作用下的受力状态进行了初步验算，假定高层的水平投影部分做为固定端，则结构自重与浮力之间的差值为25.3KN/m2；初步验算纯地下室部分底板在浮力作用下整体弯曲和局部弯曲能力均不足，所以采取加厚底板及在○A-○E轴之间即纯地下室部分设置抗浮锚杆以抵抗浮力。
3 原有建筑物上浮后采取的复位措施
为了能使地下室能复位，采取往地下室室内灌水施压的措施促使回落。注水深度约10～12米，注水重量约49550T～59550T，大约相当于续建部分总重的60%。经历几个月后实测表明，最高处残留的上浮位移约120mm，短方向的倾斜约0.3%，由于柱基下填充物情况不明，不能确定回落过程是否完成，但本工程基础座落于玄武质凝灰岩微风化层，地基压缩变形可以不考虑，故可以肯定，未完成回落的绝对值不大，可以进行下一步地基处理。
4 地基处理方案
分析本工程的地基基础、结构及其现状，存在两点有利因素，一是地基条件好，基础置于玄武质凝灰岩微风化层，单轴抗压强度为8MPa，二是结构上浮复位后呈整体倾斜（倾斜率0.3%），未出现大的挠曲变形和破坏。因此，采用封闭注浆充填基底空隙，以保证基础荷载正常传递；纯地下室底板加设锚杆以抗浮；底板顶加500mm 厚钢筋混凝土叠合层以增强整体性和防水性能等措施。
4.1封闭压力注浆充填柱基基底空隙
已建建筑上浮回落后倾斜，导致柱基底部与基岩脱开，为了保证基础能正常传递荷载，采取封闭式压力注浆的处理方法。压力注浆前应封闭建筑物底板四周，并根据注浆参数进行分区分序注浆。注浆采用压力和注浆量双控。
注浆压力值与地层的结构、初始注浆的位置和注浆序次、方式等因素有关，有些因素较难准确地获取，在注浆处理前应通过现场注浆试验来确定，以取得施工所需压力。
压力注浆应分序成孔跳灌施工，由外向内分序成孔，隔孔灌注，对单独基础每边钻孔不少于2个，柱基外底板部分均匀布孔。浆液材料采用水泥浆。注浆时严格观察注浆压力、流量变化和排气孔冒浆情况以及施工区外围营地范围内有无冒浆点，如发现冒浆及时封堵漏浆通道。注浆压力可取0.1-0.3MPa。如果浆液不下沉，则可逐渐加大压力至0.6MPa，浆液在10-15min内再不下沉则可停止注浆。注浆的有效直径为0.6-1.2m【1】。压力注浆后检测柱基基底空隙，检测方法采用探地雷达法（无需钻孔可全面检测）探测注浆的质量和饱和度，发现有空洞等情况及时进行补注浆。
考虑到降水对注浆效果有所影响，封闭注浆在雨季后进行，考虑到业主方面对施工进度的要求，可在注浆前进行一部分上部结构续建施工，控制施工至8层，标高为30m以下，同时抽取地下室内积水置换上部续建部分荷载。
4.2纯地下室底板加设抗浮锚杆
根据地勘报告中描述：本场地地下水对混凝土中的钢筋具有中等腐蚀性，按规范要求对于自由段的钢筋采用三油两布的防腐措施后再套入波纹管中，避免腐蚀。由于锚杆钢筋会穿过底板外防水，在每个锚杆四周均做防水加强层，待加强层做完后再做普通防水层，且需设止水钢板，止水钢板应与锚杆满焊。在抗浮锚杆与地下室底板交接处做好节点防水，有效阻止地下水顺锚杆进入地下室底板。
锚杆施工完一周后做拉拔实验确保锚杆的抗拔承载力符合设计要求。
4.3底板加设钢筋混凝土叠合层增强基础的整体性和底板的防水性能
基底注浆后原地下室底板下地基土参与分担荷载，且地下室底板采用加设锚杆满足抗浮要求，因此在原有地下室底板顶部加设钢筋混凝土叠合层增强基础的整体性和底板的防水性能。为了使柱基与地下室底板能更好地共同承担上部荷载，确定新增叠合板厚度为500mm，底板加固后的总厚度为1300mm；另外设置与接触面垂直的短钢筋使新增叠合板与原底板能更好地协调变形。新增板混凝土强度等级为C40，混凝土抗渗等级为S8，保护层厚度为35mm，叠合层施工之前先将原底板表面凿毛、清洗、涂环氧树脂，并植入垂直短钢筋，确保上下层之间牢固结合。混凝土按防水、防裂要求加入掺合料，并设置适当设置施工缝。新增叠合板做法如图2：
4.4对上浮回落后薄弱部位进行检测、鉴定、加固
原有建筑上浮回落后个别构件出现细微的裂缝，经检测鉴定后确定均为出现大的挠曲变形和破坏，分别对其进行修补或加固。
4.5在续建过程中和封顶后一年半内进行严格的沉降观测
本工程已建部分出现倾斜，倾斜度在规范允许范围内，但应保证续建施工及正常使用过程中严格保持结构的垂直度。因此在柱、核心筒上设置沉降观测点，分两个阶段进行沉降观测。第一阶段为每建一层进行一次沉降观测，严格控制沉降量，第二阶段为封顶后一年半内每月观测一次。水准测量等级为二级。
该项目的《基础沉降和结构变形观测资料》显示，本工程沉降及变形均在控制范围内，表明以上采取的措施比较合理、有效。
5 结语
在该续建改造工程设计过程中，针对项目存在的问题进行合理分析并深入讨论，结合建筑使用功能和工程现状，采取有效的地基基础加固措施，在保证结构安全性的同时，尽可能节约工程造价。
参考文献
[1] 既有建筑地基基础加固技术规范（JGJ 123-2000）
[2] 建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）
论文作者:梁志贤
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/25
标签：底板论文; 注浆论文; 地下室论文; 凝灰岩论文; 玄武论文; 叠合论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第10期论文;