张金虎 中国铁路上海局集团有限公司办公室

1 工程概况

1.1 机关3号楼及服务楼基础概况

集团公司机关3号楼建成于1983年，为框架结构建筑，现为地下一层，地上八层的办公楼。3号楼的地基基础为箱型基础，基础底标高-3.6 m，天然地基，柱距6 m。

机关服务楼是将原3号楼北侧地上二层的附楼拆除后，在原址新建地上3层楼，于2003年5月竣工。机关服务楼采用钢筋混凝土条形基础，基础底标高-2.1 m。

3号楼和机关服务楼采用沉降缝分割，在施工过程中，对3号楼采用水泥土围护桩进行隔离保护。

1.2 沉降偏斜概况

3号楼及机关服务楼竣工后均发生不均匀沉降和偏斜，根据房屋质量检测报告（2014年3月）的监测数据分析，虽然各监测点沉降速率小于0.04 mm/d规范值，但较为接近0.04 mm/d的规范值，并且由于建筑物的南北方向测点中最大偏斜率向北倾斜11.8‰；东西方向测点中最大偏斜率向东4.1‰。根据危险房屋鉴定标准中建筑物偏斜直≤10‰的限值，需要对3号楼在后续使用过程中继续加强监测发现问题，及时采取相应措施，防止继续沉降、倾斜。具体偏斜情况见表1。

表1 建筑偏斜情况汇总表

2 不均匀沉降、偏斜原因初步分析及稳定性预判

2.1 不均匀沉降、偏斜原因初步分析

根据上铁院出具的岩土工程勘察报告，作为地基持力层的②31层，该层地基承载力一般可满足本工程荷载要求，说明出现不均匀沉降的原因并不是因地基承载力不满足要求，或地基土存在明显不均匀造成的，初步分析引发不均匀沉降、偏斜原因如下：

（1）建设原因。本工程3号楼为8层框架结构箱型基础，机关服务楼为3层砖混结构条形基础，两工程相接建造，基底荷载相互影响，导致地基土受力不均匀后出现变形差异。或者可能存在建筑初期，施工精度未满足设计要求或者存在设计缺陷等原因，导致偏心受压的情况出现，并逐步加剧。

（2）后期扰动。根据岩土工程勘察报告，位于机关服务楼边的勘探孔其浅部土层固结程度明显高于3号楼周边勘探孔，不符合荷载叠加地段地基土固结程度更高的一般规律，造成此现象的原因一方面可能是机关服务楼受3号楼压迫影响，导致北侧地基土承担了较大的偏心荷载，另一方面可能为后期新建楼房施工导致3号楼基础受到扰动影响，3号楼北侧地基土在扰动与荷载共同作用下出现较大程度的固结。新建的客专调度楼主体与机关服务楼东北角的距离约18 m左右，其地下室边线距离仅4 m左右，施工期扰动可能会对相邻的地基土产生较大影响，影响形式主要为震动引发的地基土次固结或地下水位降低引发的地基土次固结。

（3）综合原因。根据本工程偏斜监测资料，3号楼在机关服务楼建设以前已经发生偏斜，在机关服务楼建设期间、客专楼建设期间，均发生了不同程度的偏斜，偏斜原因简单归为前期建设原因或后期施工扰动原因都欠妥，因此本工程极可能为在多重因素综合作用下导致的偏斜。

2.3 机关3号楼及服务楼现状稳定性预判

根据近几年沉降监测资料，3号楼不具备收敛性，南北两侧地基土固结程度大致相当，因此判断，偏斜趋势尚未稳定，存在继续偏斜的可能，甚至存在加速偏斜的可能，而机关服务楼一直受到3号楼压迫影响，同样存在偏斜的可能，因此对机关3号楼纠偏加固迫在眉睫。

3 制约纠偏加固措施的几条因素

（1）作为地基持力层的②31层为中等液化土层，依据现行规范，该层不能直接作为天然地基持力层使用，需采用有效措施消除液化影响。为了保证本工程抗震安全性，需要将本次纠偏加固工程将此问题考虑在内，一并处理。

（2）本工程周边建筑林立，既有建筑物与3号楼最近距离为4 m，最远为22 m，且地下管线繁多，同时地基加固时，要确保3号楼正常办公，确保机关大院秩序正常，地下室净高为2.4 m，空间非常狭小，因此本工程场地环境也是制约纠偏加固方案的因素之一。

（3）场地地下水位较浅，既有3号楼及机关服务楼基础均位于地下水位之下，且基底以下为砂质粉土层，该层为潜水含水层，透水性较好，施工时要注意降水对周边地坪、地下管线和建筑物的影响，因此场地地下水也是制约本工程纠偏加固方案的重要因素之一。

4 纠偏加固对应的措施

通过对3号楼及服务楼的分析，结合3号楼施工现场环境，本工程主要是对集团公司机关3号楼进行地基加固，采用锚杆静压桩进行作业。地基加固过程中需要加强对既有3号楼、机关服务楼以及周围建筑物、管线、地面进行全面监测，监测其水平、垂直变形量以及变形速率。施工完成后，要持续对其进行监测，直到3号楼整体稳定后方可结束监测。

5 锚杆静压桩施工

5.1 锚杆静压桩

锚杆静压桩是锚杆技术和静压桩技术相结合形成的一种桩基础施工工艺，通过在基础上埋设锚杆固定压桩反力架，利用建筑物的自重作为压桩反力，用压桩机将桩段从基础中预留或开凿出的压桩孔内逐段压入土体中，然后将桩与基础连在一起，从而达到提高地基承载力和控制不均匀沉降的目的。锚杆静压桩施工机具轻便灵活，施工方便，可在狭小的空间内进行加固作业，具有能耗低、无振动、无噪音、无污染等特点，施工影响小等优点。如图1所示。

5.2 施工方法

5.2.1 确定压桩顺序

锚杆静压桩在建筑地基纠偏加固时，一般会在沉降较大的部位开始压桩，采取分片、间隔跳打。布孔由疏到密对称均匀，逐步向沉降较小的部位进行推进；多台桩基施工时，需要对称作业。施工时根据压桩顺序要求，需要对每根桩进行逐根编号，按照既定顺序进行施工，同时做好相应的压桩记录、监测等配套工作。本工程压桩总体顺序如图2所示。

图1 锚杆静压法沉桩结构示意图

图2 压桩总体顺序图

5.2.2 施工方法

（1）施工准备。施工前将所需要的材料和施工机具准备齐全。根据本工程项目特点结合工程进度，配备压桩设备4套以及相关配套设施设备；相关材料包括预制钢管桩段、锚筋、环氧树脂、钢筋等。同时施工现场做好各项防护措施，确保施工现场安全，保证施工能够按计划实施。

（2）施工工艺流程。锚杆静压桩施工流程：开压孔桩和锚杆孔→植入锚筋→安装反力架→进行压桩施工→接桩→拆除设备、填充素砼→封桩、桩与基础连接。

（3）凿压桩孔和锚杆孔，植入锚筋。本工程在既有基础地板上开孔，开孔难度较大，施工时采用水钻钻孔的方式进行。

成型后的压桩孔还应按照设计要求形成坡度，即上小下大截头锥形体，截面需凿毛处理，同时及时排除地下水。成型后锚杆孔确保成孔内没有任何垃圾和水分，本工程锚筋与基础底板相连，采用8.8级锚杆，直径为φ25 mm，用环氧树脂胶植入锚筋。

（4）安装反力架。反力架安装按规定要求必须牢固，不能松动，且要保持整体垂直。

（5）压桩施工。压桩时，要使千斤顶与桩段轴线保持垂直，且在一条直线上，严禁偏压。本工程4台桩机同时作业时，按确定的压桩顺序对称进行，防止基础受力不均而导致倾斜，总压桩力不得大于该节点基础上的建筑物自重。同时记录桩入土深度和压力表的读数，检查该节桩是否压完。压桩过程中应连续进行，不得中途暂停，以防因暂停时间过长造成压桩力骤增，桩压不下去等质量事故。如确实需要停顿，也应停留在软土层中，且停顿时间不宜超过24 h。

（6）接桩。本工程由于层高和管道的限制，钢管桩单节长度为1 m，每根桩需要20节桩段，因此对桩身垂直度控制非常关键。接桩时，采用型钢夹具对上下两节桩进行固定、调整垂直度后再进行点焊固定，确保垂直度在偏差允许的范围内再满焊，再进行压桩，直到压到设计要求为止。

（7）拆除设备、填充素砼。拆除压桩支架，将钢管桩内填充C25素砼混凝土，同时在桩头按设计要求预埋部分锚筋。

（8）封桩、桩与基础连接。封桩时，将压桩孔内杂物清理干净，按照施工图将桩头预埋锚筋与原有基础钢筋焊接在一体，浇筑C35快硬微膨胀抗渗混凝土（抗渗等级为P8），浇筑好的的混凝土要捣实，使桩与既有基础结合成为一个整体，并按规定养护好混凝土。

6 变形监测情况

6.1 沉降分析

本工程2015年3月3日进行首期监测，施工压桩于2015年7月13日结束，2015年9月22日完成施工期的最后一次监测，2018年12月21日完成第135期监测，通过与对比发现，最大沉降量（106天）为2.3 mm，最大沉降速率为0.02 mm/d，最大累计沉降量（1384天）为54.7 mm。根据规定：当沉降速率小于0.01 mm/d～0.04 mm/d时，认为已经进入稳定阶段，故认为3号楼及服务楼进入稳定阶段。

6.2 偏斜分析

2015年2月28日进行首期监测，

2015年9月22日完成施工期的最后一期监测，2018年12月21日完成第117期监测，根据监测数据，各监测点偏斜无明显变化。

综上所述，后期继续保持监测即可。附沉降监测图3。

图3 沉降监测图

7 结束语

本工程施工完成后，通过持续对3号楼和机关服务楼以及周边建筑物进行监测，根据监测结果已经进入稳定阶段，后期持续保持监测，目前机关3号楼正常使用，且使用良好。