地面工程纠倾技术与应用探讨

地面工程纠倾技术与应用探讨

李录国

中石化胜利油田分公司孤东采油厂经营共享服务中心，山东 东营 257237

摘要：近年来由于多种原因，有的地面工程发生倾斜，严重影响正常使用，甚至危害用户安全。正确分析地面工程发生倾斜的原因，提出合理可行的纠倾方案，采用简便、易行的施工方法，尽快将地面工程纠倾扶正，再通过加固修缮，以较小的工程费用支出挽救倾斜的地面工程。

关键词：地面工程；倾斜原因；纠倾技术

一、导致地面工程倾斜的原因

地基软弱，如持力层为饱和软粘土、淤泥或淤泥质土等欠固结土层，在建筑荷载（特别是偏心荷载）作用下，极易发生过大的沉降或倾斜。两地面工程相距过近，使地基中附加应力叠加，地基沉降量加大而导致地面工程的相互倾斜。由于管道漏水、地面积水、室外污水井倒灌等，使房屋地基浸水湿陷，地面工程倾斜。这种情况在湿陷性黄土地基地区发生的颇多。在已有地面工程附近施工并降低地下水时，引起相邻房屋地基失水固结，地面工程发生倾斜。在地下水位较高的各类土中（除砂卵石地基外）均易发生。地面可能发生沉降，使地面工程发生倾斜甚至开裂。地基勘察工作失误，地基主要受力层范围内有厚薄不均的软弱土夹层，使地面工程下沉量大小不均，发生倾斜。基础设计方面的错误，如选型不当以及施工质量低劣而使地面工程倾斜。有大面积回填土时，由于地基土层软硬不均，引起地面工程倾斜，甚至开裂。在地面工程内外大量堆载，使地基承受较大的附加压力，引起基础沉降，地面工程发生倾斜。由于自然灾害引起地面工程的倾斜。在深基坑开挖中，由于支护结构破坏，使相邻地面工程倾斜或倒塌。由于建筑施工放线错误，使相邻地面工程的基础重叠相压，引起地面工程倾斜。在淤泥或饱和软粘土地区，由于拆除建筑群中某一栋旧地面工程，使得已经平衡稳定的地基因局部卸载，在周围地面工程地基的侧向挤压下发生隆起，从而引起相邻地面工程的倾斜。修建在河流、水塘岸边的地面工程，如在地基土层中含有淤泥、软土夹层，受压后发生侧向流动挤出，造成地基下陷，地面工程倾斜、破损。此外，如在软土地基上施工时，加荷速率过快，导致地基挤出破坏而引起房屋的倾斜；采用桩基础的地面工程，桩尖持力层软硬不均时，造成桩基础的差异沉降而引起地面工程的倾斜；或者由于上述多种原因综合作用，均可导致地面工程倾斜或破坏。

二、地面工程纠倾新技术应用

浸水纠倾法。这是在地面工程倾斜的一侧地基中注水，引起地基湿陷的纠倾方法。浸水纠倾法适用于含水量低于20%，湿陷系数大于0.05的湿陷性黄土或填土地基上地面工程的纠倾工程，可选用注水坑、孔或槽等不同方式注水，注水纠倾前，应进行现场注水试验，注水试验坑（槽）与倾斜地面工程间距不小于5m，试验坑（槽）底部低于基础底面以下0.5m，通过试验确定渗透半径、注水量与渗透速度的关系。一栋地面工程的试验注水坑、槽不宜少于2处。

辐射井法。这是通过在倾斜相反一侧的室内外设置辐射井进行人工射水、排土纠倾的方法。该法适用于粘性土、粉土、砂性土或填土等地基上的独立、条形基础的地面工程的纠倾工程。此法是经过工程实践证明有广泛适用性的有效纠倾方法。辐射井一般可采用圆形混凝土或砖砌沉井，井的内径不小于0.8-1.0m，井身的混凝土立方体抗压强度标准值不低于15MPa，砖的抗压强度不应低于7.5MPa.水泥砂浆标准立方体抗压强度不应低于5MPa。辐射井应设置在地面工程沉降较小一侧的室内外，其数量、下沉深度和中心距应根据地面工程的倾斜情况、基础类型、埋深、场地环境以及基底下土层性质等因素确定。通过试验性施工取得本法所需的施工参数，是取得纠倾成功必不可少的条件。

锚杆静压桩纠倾法。这是在倾斜一侧地面工程基础上设置压桩架，凿桩孔，将桩压入地基中的纠倾方法。锚杆静压桩法适用于地基地层较软弱，没有孤石、树根以及持力层埋藏较浅的地基：设计铺杆静压桩前应对纠倾地面工程地基进行静力触探，Ps值应小于8MPa，查明地层分布情况，确定桩端持力层的位置。锚杆静压桩的设计应包括锚杆直径、锚固长度的设计，桩尺寸选定，压桩孔，桩数及其排列，压桩力的确定，以及反力架、千斤顶等）。锚杆静压桩法还可分别与掏土、降水以及压重等辅助措施相配合进行纠倾。

顶升纠倾法。这是在倾斜相反一侧的墙或柱体上，设置若干千斤顶，以其顶升力进行纠倾的方法，它适用于建造在深厚的软土地基上地面工程的纠倾工程。顶升纠倾法是在地面工程的首层的柱或墙上设置顶升点，根据地面工程的总荷重与顶升力（千斤顶）的大小来确定顶升点的数目；顶升力是按墙体或柱承载能力来设计。

应力解除法。这是在倾斜相反一侧，用钻机均匀钻孔，造成地基侧向应力解除，使基底下淤泥向外挤出，引起地基下沉的纠倾方法，它适用于建造在厚度较大的淤泥地基上地面工程的纠倾。钻孔的布置和直径的选择，应根据地面工程场地的工程地质条件、掏土的次序、纠倾量的要求以及施工机具条件确定，孔径一般可选0.4～0.6m。钻孔内由基底向下3～5m深度范围内设置钻孔的套管，保护基底下的土体不直接向侧向流动，套管长度应根据掏土深度确定。施工时要根据地面工程回倾速率，有控制地钻取出套管下挤入钻孔的淤泥，促使地基沉降，地面工程回倾。

触变纠倾法。这是在倾斜相反一侧地基中，采用旋喷、定喷或摆喷等高压射水或振捣棒振动等引起淤泥触变（thixotropy），使其瞬时丧失强度，造成地面工程回倾的纠倾法，它适用于淤泥或淤泥质粘土地基上钢筋混凝土基础的地面工程纠倾。触变喷射孔位应选择在地面工程沉降小的一侧或直接设置在基底下。触变喷射孔位的数量和距离选择，应视地面工程纠倾量和地质情况确定，纠倾量小时可采用封闭式喷射孔；纠倾量大时选用连通式喷射孔。纠倾量可通过调整喷射孔距、触变深度、控制喷射压力和调整喷射时间等参数确定。

桩身卸荷法。桩身卸荷纠倾法是采用压力为20MPa高压水，喷射地面工程沉降较小一侧桩身的全部或部分，或冲松柱底土层，暂时破坏部分桩的承载力，促使桩基础产生下沉。达到纠倾要求时，还可根据土质条件，采用合适的加固方法，恢复桩基承载能力。采用桩身卸荷法纠倾时，应验算卸荷一侧桩承台的支承能力，防止地面工程产生不可控制的下沉。卸荷的桩数，可通过试算，结合现场施工和观测资料调整，纠倾量较大时应采取分阶段卸荷、分阶段沉降法，防止次应力对上部结构产生较大的影响。

降水法。适用于饱和土地基上的浅基础，且上部结构刚度较好的地面工程纠倾，其方法是在室外倾斜相反一侧地面上，通过设置沉井斗井点管、滤水管以及大口径降水井等，用泵排水，强制降低地下水位进行纠倾。沉井一般采用圆形砖砌沉井或预制混凝土井筒，内径不于小1.0m，砖强度等级不应低于7.5MPa，水泥砂浆强度等级不低于5MPa；沉井下沉施工时，为减少井内积水，便于施工，可边抽水边挖土，水量较大时，可暂时用石灰砂浆封住浅水孔，达到设计标高后再启封使用。

静力压入桩纠倾法。静力压入桩纠倾法，适用于建在局部土坑、暗沟和古井等松软填土、淤泥土、含有透晶体地质条件地基上的条形与单独基础地面工程的纠倾工程，该法是以基础底面为反力支托，在基础下地基中压桩的办法进行地面工程纠倾。压入桩可选用15cm×15cm钢筋混凝土方桩或圆桩，桩长可根据开挖坑底标高的净空确定，采用分段接长的办法用硫磺胶泥接桩。压入桩设计应包括桩径、桩长、桩尖持力层选择、桩的布置、单桩承载力确定、压桩力大小等，一般压桩力为单桩承载力的1.5倍。

五、结语

地面工程纠倾通过现场调查提出有效、可靠的纠倾方案，根据开工前的试验性施工提取施工参数和在施工过程中的现场监测，调整施工进程和回倾速率；开裂严重的地面工程，纠倾前应做好地面工程的加固，防止纠倾过程地面工程严重破损或倒塌；纠倾后应做好防复倾的加固处理，恢复地坪工程也是防复倾、分流基底压力的重要措施。