办公楼纠偏加固方案.doc

办公楼纠偏加固方案302020年4月19日文档仅供参考*纠偏加固设计施工组织设计方案*公司*年十月三十日*纠偏加固设计编制：赵永辉审核：谢雄耀批准：张卫海*年十月三十日1 综合说明1.1 工程概况*， 该办公楼由上海市建筑科学研究所设计室设计，浙江省东阳市建筑安装工程公司施工，建于1992年。该办公楼为5层钢筋混凝土框架结构，房屋高度为18m，平面形式呈“凹”型。建筑面积3485m2，地上五层（局部六层）、半地下室房屋，为5层框架结构，原使用功能为办公和招待所。房屋各层层高为：底层4.2m，二五层均为3.35m，局部有突出屋面的楼梯间和电梯机房，南楼梯间上设置水箱；房屋1-3轴和7-10轴范围设置半地下室；房屋室内外高差为1.15m。A轴以西为悬挑走廊，10轴以南也为悬挑。房屋柱截面为400400mm，框架梁截面尺寸一般为250570mm，连梁截面尺寸一般为250550mm，西走廊悬挑梁为变截面梁，根部为250650mm，端部为250550mm，10轴以南的悬挑梁截面为250650mm。楼、屋面板多为多孔预制板，局部卫生间等部分为现浇楼板，现浇板厚100mm。混凝土强度除底层柱为300，框架柱梁主筋为II级钢，箍筋为I级圆钢。房屋基础为钢筋混凝土单向条形基础，条基宽有3500mm、4000mm、5500mm等多种，基础梁截面有500800mm、5001000mm、5001100mm等三种，基础埋深为-2.5m。房屋在使用过程中发现房屋存在严重沉降和墙体开裂现象，为了保证房屋安全，上海市华能实业公司特委托同济大学房屋质量检测站对该房屋进行安全可靠性进行检测与监测，并出具安全评估报告。经现场监测，房屋的最大倾斜已达到12，远超过规范允许范围，沉降仍在继续，倾斜还在发展，亟待纠偏加固，为此上海华能实业公司拟委托我单位对房屋进行纠偏加固设计与施工的方案编制。图1、房屋底层平面简图1.2 本方案编制依据 本方案依据如下资料编制：（1）上海市工程建设规范地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）;（2）上海市工程建设规范地基处理技术规范（DGJ08-40-94）;（3）国家标准工程测量规范（GB50026-93）;（4）国家行业标准铁路房屋增层和纠倾技术规范（TB10114-97）;（5）国家行业标准既有建筑地基基础加固技术规范（JGJ123- ）；（6）业主提供的有关房屋基础设计图纸、*房屋安全可靠性检测报告及华能实业公司办公楼监测报告；（7）建设方提出的“房屋加固纠偏要求”。2 场地工程地质条件根据*，场地土层分布情况如下:1、 第层杂填土 杂色，湿稍湿，上部1.5米夹较多三合土，下部为素填土，松散，层厚1.40米。2、 第层褐黄色粘土褐黄色，很湿，可塑，含铁锰结核，土质较一般地段同层为差，并随深度而趋弱。中高压缩性土,层厚1.80米。3、 第层灰色淤泥质粉质粘土 灰色，饱和，流塑状，夹薄层粉土，高等压缩性土,层厚3.60米。4、第层灰色淤泥质粘土灰色，饱和，流塑状，属高等压缩性土，层厚7.70米。5、第1a层褐灰色粘土褐灰色，饱和，夹薄层粉土，高等压缩性土，层厚3.50米。6、1b层褐灰色粘土粉质粘土褐灰色，很湿，软塑，夹薄层粉土，中等压缩性土。土层的物理力学性质指标见下表1。表1 各层土的物理力学性质指标地层号地层名称层厚（m）(kN/m3)Es1-2(MPa)c (Mpa)()容许承载力(kN/m2)填土1.31.7粘土1.82.418.04.0151290淤泥质粉质粘土2.73.617.42.8141375淤泥质粘土7.48.016.71.9106601a粘土3.53.617.32.9167.5851b粉质粘土4.818.04.41610100根据勘察报告的描述，该场地地下水埋深一般在1.0m左右，土质较差，第层褐黄色表土强度较一般地区同层为低，各土层压缩系数均偏大。 附图4.工程地质剖面图(后附) 3 房屋沉降倾斜现状与原因分析3.1房屋沉降倾斜现状1 房屋垂直度、相对水平度（1）垂直度：采用经纬仪对建筑物外墙阳角棱线进行垂直投影，测量其顶部相应底部偏移量，根据高度计算倾斜率。部份测点因通视条件受阻不能测量。测点偏移量及偏移方向见图2。测量结果表明，房屋整体向南向西倾斜，向南倾斜量平均为44，最大倾斜率3.3，向西最大倾斜量为178，平均倾斜率9.7，垂直度倾斜率已远超过规范规范允许范围。图2、房屋垂直度测量结果示意图（单位：mm）（2）相对沉降值：采用水准仪对房屋同一设计标高的屋面女儿墙顶进行相对沉降值测量，测量结果见图3，测量结果表明，房屋总体为东高西低，北高南低，东西向最大相对高差3轴为233mm，7轴为211mm，9轴为223mm，平均相对高差为222.3mm，平均倾斜率12.1，相对水平度倾斜率已远超过规范允许范围；南北向最大相对高差为150mm，相对倾斜率3.9，也接近于规范允许限值4。图3、房屋水平度测量结果示意图（单位：mm）3.2房屋倾斜原因房屋的最大倾斜已达到12，远超过规范允许范围，产生较大不均匀沉降的主要原因：房屋基础下部其土层强度低、压缩性高、土性差为地基较为软弱，承载力较差；房屋重心与形心不一，房屋荷载存在偏心现象。4 房屋加固纠偏设计方案4.1 房屋纠偏设计原则纠偏是指对已发生较大倾斜的建筑物进行扶正的施工与监测过程。对房屋基础沉降已基本稳定的建筑物可只采用纠偏对房屋进行直接扶正，对已发生较大倾斜且沉降速率仍较大，若想彻底根治房屋倾斜，不但需纠偏，而且需要对基础地基进行加固，这样，施工后房屋才不会再次发生倾斜。当前, 软土地区建筑物的纠偏工程, 应遵循上述原则进行设计与施工。4.2 纠偏设计方案据房屋倾斜状况及沉降发展趋势，拟采用对房屋进行纠偏并同时对地基进行加固的施工方案。因房屋向西侧倾斜，因此在东侧布置掏土孔，进行纠偏；因房屋沿长轴方向（南西向）倾斜，因此沿北东向靠东侧亦布置掏土孔，以增纠偏效果(见附图1)。因为房屋向南西侧沉降大,故在房屋西侧按一柱二桩、一柱一桩、横梁中间亦布桩、沉降大的部位布桩较密的原则在掏土前布置锚杆静压桩(共 9根)加固，纠偏至一定程度后其西南侧也布桩6根，使其稳定减少沉降(见附图1)；东侧及南北两侧及房屋的凹部在掏土纠偏达到设计要求后亦进行锚杆静压桩加固(见附图1)，以起到稳定房屋沉降加固地基的目的。1、桩型、桩径、桩长确定与单桩承载力设计值估算。据房屋沉降倾斜状况及场地工程地质条件，拟定本工程采用锚杆静压桩为250250mm预制方桩，每节段长22.5m，有效桩长为18.0m（控制在1720米之间），桩尖进入1b层。单桩承载力设计值约为350KN（根据上海市地质勘探公司1989年3月23日提交的本场地上海市核电办公楼工程地质勘察报告中给出的资料估算），设计施工53根，群桩承载力设计为15050 KN，即总提供承载力为房屋总荷重的重量20%25%，据我单位经验，达此值后，可达到对房屋纠倾地基加固要求。桩位布置见附图1（掏土孔与锚杆静压桩位布置示意图）。2、最终压桩力的确定P（pc）=KpRdRd单桩承载力Kp0.961.06，粘性土、砂土、素填土为1.6Kp按地质勘察报告加权平均，取值为1.2;最终压桩力=单桩承载力设计值1.2=420KN3、掏土量的计算掏（排）土纠偏是指在倾斜建筑物基础沉降的部分采取掏（排）土的迫降措施，形成基底下土体部分产生空洞，依靠结构物自重挤压土体，产生一定侧向挤出变形，迫使基础下沉，使不均匀沉降得到调整和达到纠偏目的。掏土量Q计量：Q=KLBS=0.2219.542.50.354 =65m3K经验系数 经验值取0.22（条基）L基础底面的长度B基础底面的宽度S差异沉降根据本建筑物情况及长度，共布置21个掏土孔，即每孔从不同方向掏土共计为3.1m3。具体掏土量及掏土孔的疏密据沉降量及现场反馈监测信息来确定。5纠偏加固施工方法5.1 锚杆静压桩施工5.1.1 锚杆静压桩工作量加固采用250250mm的锚杆静压桩，本次压桩桩长定为18m，桩尖进入1b层桩数确定为：53根。5.1.2 锚杆静压桩施工流程压桩施工流程见附图2。(1) 在房屋外侧基础开挖施工槽，将基础暴露；(2) 桩孔定位； (3) 开凿桩孔，尺寸350350； (4) 安装锚杆，采用M274，硫磺胶泥固结；(见附图2：桩与基础连接构造图) (5) 安装压桩架； (6) 压桩，桩顶进入底板50100mm； (7) 采用电焊接桩，4#角铁，长度20cm； (8) 封桩帽粱采用锚杆交叉焊16钢筋； (9) 帽粱尺寸700500200，混凝土强度C30，采用600#微膨胀水泥。 (10)在封桩时施加预应力；(即封桩必须在不卸载的条件下进行)； (11) 其它未尽之处参照上海规范地基处理技术规范(DBJ084094)。5.1.3 施工技术要求 施工中开凿桩孔尺寸上口300300mm，下口350350mm，桩孔应尽量靠近基础梁。压桩前用小钻杆探明地下有无障碍物，保证桩能压下去。 采用M274锚杆，锚杆长度为450mm。 桩架应与锚杆紧固到位，防止桩架晃动，桩架与基础平面保持垂直。 基桩桩尖就位时保持垂直，严禁偏心受压，桩段就位后必须加以校正，保持与上节桩在同一轴线上，垂直偏差不超过1.5%的桩长。 采用电焊接桩，为确保接头质量，接桩前应清除接桩角铁铁锈，焊接时必须予以满焊。 压桩应一次到位，严禁超时停顿。 施工前应做好原材料、预制构件的合格质检证明及试验报告，施工过程中认真记录压桩力及桩长，施工后做好隐蔽工程验收。封桩前应清洗孔壁和排水，采用16交叉钢筋与锚杆焊接，保证桩与基础连接可靠后封桩。 采用C30早强微膨胀混凝土封桩并浇筑帽梁，帽梁尺寸700500200mm。见附6。压桩终止控制标准：（1）压桩到设计桩长；（2）压桩桩顶反力超过最终压桩力。两条满足其中一条即可终止压桩。 5.2掏土施工 5.2.1钻机掏土工艺流程 钻机就位 起吊钻杆 钻杆定向 钻进 钻杆定向调整 取土 5.2.2钻机取土技术(1) 钻机就位后应保持机身稳定，防止晃动。取土采用120的麻花钻头，采取多向钻进取土，各掏土点含三孔，呈三叉形分布，中间孔8m，30度，分叉孔10m，40度。掏土顺序为先中间孔，再分叉孔，掏土点顺序均采取内插法。即：掏土均从房屋两侧开始，再掏中间掏土点，然后从两侧间隔掏土；首先干掏，若效果不明显，再用水冲。 (2) 严格控制第一次掏土量，每孔掏土量控制在0.2方。掏完第一遍后，按原来顺序掏第二遍，以此类推。(3) 钻孔定向一般与基础呈30度至45度。(4) 钻进时，一般应以低速、大扭距的档位进行，以保证取土效果。(5) 在沉降指标达到设计要求后应对掏土孔进行回填，回填采用中粗砂。由于建筑物掏土侧环境比较复杂，为避免持续掏土对地下管线或相邻建筑物造成损伤，掏土应尽量缓慢进行，每天的掏土纠编量应不大于3mm 。 掏土孔与地面呈3045斜直。孔径200mm，间距约4m，掏土深度810m。附图1掏土孔与锚杆静压桩布置示意图5.3监测技术要求 采用二等精度闭合导线的水准测量，并用全站仪对房屋进行倾斜测量。掏土侧（房屋南侧）在掏土期间的沉降速率控制在5mm/天以内，如沉降速率接近5mm/天，据现场情况停止或减慢掏土速率直到沉降速率下降至2mm/天以内，才能重新开始掏土。同步监测，反馈信息，指导施工；施工异常，及时分析，实时调整，优化施工。做到信息化施工。施工采用信息化施工，要求每天对房屋进行沉降监测，每天上午9时前将前一天沉降观测结果报告业主与现场施工管理人员、现场项目经理根据前一天沉降结果，调整施工进度。如果沉降异常情况及时召开现场分析会，研究对策，指导施工。5.4施工顺序安排先在房屋西偏南侧进行锚杆静压桩加固（桩号：19） ，并立即进行封桩；而后进行东侧及北东端、凹形凸出部分南侧、北侧的掏土，致纠偏一定程度后（即西侧总体沉降基本一致后），即施工西偏北侧的锚杆静压桩（桩号：1015），并立即封桩；继续掏土，待掏土纠偏至接近设计要求后，再施工南部，凹形凸出部部分的锚杆静压桩；南部凹形凸出部部分锚杆静压桩暂不封桩，待纠编达到预定目标后再行封桩；最后进行各项修复工作。信息化施工，据施工监测、压桩、掏土等反馈情况，不断调整、不断优化施工程序。6 纠偏效果估算建筑物垂直纠偏量按下式计算：SH=SH/L式中：H建（构）筑物高度（mm）； L纠偏方向建（构）筑物宽度（mm）； S设计纠偏量（mm）；房屋倾斜率：t= SH/H 在纠偏施工结束四个月后，房屋基础的沉降速率小于0.05mm/天；掏土纠偏后，房屋倾斜率必须小于4，满足规范要求。7施工机械压桩设备：压桩桩架 1套 100 吨千斤顶 2台掏土设备：GXY 1钻机 1台监测仪器：自动安平水准仪 1台 全站仪 1台 测微平板仪 1台其它辅助设备。8 工期 压桩施工工期30天，掏土工期70天，监测工期100天(不包括:施工后期监测)，总工期100天。9 项目资源配置及施工组织措施 组织本单位富有经验的工程技术人员和技术工人队伍承担本工程的勘察工作；组成以部门领导、工程负责人为主的现场领导小组，负责现场技术、安全和生活等各项工作，协调各方面关系。实施技术负责人全权负责的项目负责人项目管理制度，由项目负责人负责组织、协调本项目有关事宜。安排负责本工程的技术人员计4人，其中高级工程师1人负责施工技术管理，工程师及助理工程师3人，分别担任压桩、掏土、监测等现场工作。投入作业班组根据本工程勘察量和工期要求，投入班组如下：压桩班 1个 6人掏土班 1个 6人监测组 1个 3人施工配合组 1个 2人共计 17人 10 质量和安全措施质量技术措施质量保证体系 项目经理 项目工程师 项目付经理 项目付经理 施 测 施 压 运 质 工 工 量 工 桩 桩 量 程 组 复 技 质 质 监 技 织 核 术 量 量 督 术 设 措 检 检 资 计 施 查 查 料 施工班组 1、沉桩前必须对桩的制作日期、几何尺寸、绕度、裂缝宽度进行检查，沉入桩的强度必须达到设计强度的100%，龄期指标达到28天；强度达到设计强度的70%以上才能吊运，不合格的桩严禁沉入地下。 2、样桩的测放定位，偏差应控制在 2mm以内，并经有关部门签证，对样桩采取严格的保护措施，并在沉桩时进行复核。 3、插桩和接桩时用经纬仪进行监测，及时纠正导杆和桩的垂直度，插桩过程中监测工作始终进行，如有异常通告纠正，桩位严重偏斜时，应拔出重插，桩入土过程中不得用桩机进行研究硬性校正。 4、沉桩施工时桩身每2米画设长度标记，并标注长度序号，在沉桩过程中做好原始记录及验收资料，施工完毕后及时整理上报。 5、沉桩施工时，密切注意桩的贯入情况，如遇到下列情况应立即停止施工，与有关方面联系，采取措施后继续施工： a贯入度聚变。 b桩身突然倾斜位移。 c桩身严重裂缝桩顶过份破碎。 d沉桩过程中贯入度较小而不能达到设计标高。 e地面显著隆起或沉陷。 f周围监测结果发现异常。 6、运桩吊点及堆桩置点应设在距桩端0.207L处。 7、认真落实建设单位监理部门及有关质监部门提出的整改要求和整改措施。安全技术措施安全生产保证体系 项目经理 现场安全负责人 现场保卫负责人 压 掏 测 电 机 材 桩 土 量 焊 械 料 班 班 班 班 设 仓 组 组 组 组 备 库 1、施工前进行安全技术交底，施工班组全体人员应了解本工程的施工现场，地面上、下、周围环境情况及施工时可能造成的影响，不得盲目施工。 2、施工班组设立兼职安全检查员，每天都进行安全检查，并做好安全记录。 3、施工队期间按时完成机械的各级保养工作，每天施工前做好对施工机械各部位的检查，各运转部位、油路、制动系统、安全装置是否达到安全施工要求，确认无误后方可施工作业。 4、施工期间施工现场设置警戒线或采取有效隔离措施，非施工人员及无关人员不得进入施工现场，进入施工现场必须戴好一切防护用品并做好合理使用。 5、每天施工作业前认真检查施工工具、夹具、索具，严禁使用不合格可报废的工、夹、索具。 6、施工机械有专人指挥，严禁机驾人员无人指挥作业。 7、做好安全防火工作，本工程负责人为防火负责人，易燃、易爆物品由专人保管并按规定存放，动用明火应符合建设单位有关规定。8、全体施工人员应严格遵守各自专业工种的安全操作规程，各岗位操作人员必须持有操作证或上岗证，严禁无证作业。11文明施工管理措施文明施工管理是全面体现一个企业的现代化管理水平，体现一个企业的总体精神面貌，也是杜绝安全事故发生的治本途径。针对现场的条件情况，合理地圈围施工区域，以同时考虑后续开工工程的场地布置，配合甲方共同做好现场总体布局的实施工作。1）、根据公司有关规定，组成以项目经理为首的工作班子，实施现场动态管理，确保整个现场在有序的条件下组织施工。2）、施工区域重点关键部位，一方面需做好安全生产、消防安全等方面宣传及布置相应的实施器材之外，同时必须加强有关文明施工的宣传、标识及相应的配套实施。3）、强调全员管理概念，对进入现场的所有施工人员进行必要的教育及宣传，强化文明施工意识，做到谁施工谁负责。4）、原材料进出有手续，凭单收发，堆放整齐，保持整洁，专人负责管理。5）、对于现场文明施工管理方面，现场项目部有自律的检查考评制度外，公司领导小组定期对现场进行检查考核，以督促项目部在文明施工方面有更高层次的提高。12 建议与配合事项 压桩纠偏施工会给本楼职工办公带来一定的不便，请业主做好职工思想工作。房屋纠偏是使房屋发生一定量的与原倾斜方向相反的倾斜量。因此纠偏施工会使房屋发生较大的变形，对房屋现有管线有一定的影响，业主应在房屋纠偏施工前后对房屋已有管线进行处理，防止纠偏施工对管线造成不良影响。实时监测，不断优化施工程序，做到信息化施工。房屋纠偏、地基锚杆静压桩加固后，再进行房屋上部结构加固。现场施工，需业主积极配合，协商解决各方面问题。