女子监狱接见室加固方案三局部静压桩加固Word文件下载.docx
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根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），该建筑物抗震设防类别为标准设防类（丙类），地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；
该建筑场地类别为Ⅱ类。
三、工程地质概况
（一）、场地位置、地形、地貌及地层结构
该场地位于兰州市北部山区内罗锅沟九州开发区，地处罗锅沟东岸二级阶地。
该场地原始地形地貌条件较复杂，根据现场调查了解，该场地1993年经回填整平，原始地貌不复存在，现场地相对平整。
根据《补充勘察报告》揭示，该场地出露的地层有素填土、粉质粘土、砾砂、细砂、圆砾、泥岩层。
地层出露无规律，粉质粘土、砾砂、细砂、圆砾交互出现，层序不一。
其工程地质特征如下：
1、①层填土（Q4ml）：
黄褐色（或棕红色），分布于整个场地。
土质不均，以粉土为主（个别孔夹有粉质粘土），含有少量细砂（或含有少量细砂及细砂夹层），偶见卵石。
稍湿～湿（或稍湿～湿～饱和），稍密～密实。
岩芯呈散状或短柱状。
上部0.00～0.20m为混凝土地坪。
层厚9.90～18.00m，层顶埋深0.00～0.00m，层顶标高97.872～99.450m，层底标高80.045～89.548m。
2、②层粉质粘土（Q4al+pl）：
黄褐色（或棕红色），见于ZK-3、4、6、7、8、10、12、13、14勘探孔。
以粘性土为主，土质不均匀，含有少量细砂（或砾砂、粗砂）、夹有卵石及圆砾，局部夹有圆砾层。
层理不明显，无摇振反应，稍有光泽反应，干强度中等，韧性中等。
湿～饱和（或饱和），稍密～中密（或中密～密实，或密实）。
该层出露无规律，个别孔多次交互出现，层序不一。
层厚0.80～11.10m，层顶埋深9.90～25.20m，层顶标高73.625～89.548m，层底标高71.025～85.748m。
③--1砾砂（Q4al+pl）：
黄褐色,见于ZK-3、9勘探孔。
以中粗砂为主，含有大量砾石及粘性土。
砾石颗粒呈亚圆形，颗粒不均匀，级配良好，细粒含量约占全重的60%左右。
砾石成份以石英岩、花岗岩为主。
砂质成份以石英、长石为主。
饱和，稍密～中密。
层厚1.00～3.00m，层顶埋深15.30～24.00m，层顶标高74.625～84.150m，层底标高73.625～81.150m。
③-2层细砂（Q4al+pl）：
黄褐色，见于ZK-1、2、6、9、10勘探孔。
以细砂为主，含有少量（或大量）粘性土，偶见卵石及砾石。
湿～饱和（或饱和），稍密～中密。
个别孔夹有粉质粘土薄层。
岩芯呈散状。
层厚0.90～3.90m，层顶埋深13.70～23.20m，层顶标高76.248～85.7485m，层底标高73.625～82.488m。
4、④层圆砾（Q4al+pl）：
青灰色,冲～洪积成因，颗粒磨圆度一般，以圆形和亚圆形为主，颗粒不均匀，级配良好，圆砾颗粒约占全重的55～70%左右，一般粒径在10～50㎜之间，最大粒径80㎜。
稍密～密实，饱和（或湿～饱和）。
个别孔夹有红色粘性土，夹有砾砂薄层。
砂质充填，含有粘性土（或粘性土充填，含有少量细砂）。
岩心呈散状。
圆砾成份以石英岩、花岗岩为主。
层厚1.00～5.50m，层顶埋深10.20～27.60m，层顶标高71.025～88.515m，层底标高70.025～84.015m。
ZK-5、8、9、11、12勘探孔未见该层。
5、⑤层泥岩（K1）：
棕红色泥岩（或以棕红色泥岩为主，局部夹有青灰色砂粒岩），泥（砂）钙质胶结，水平层理结构，时代属白垩系。
矿物成份以石英、长石为主。
呈强风化状态，遇水软化，弱透水性，密实，岩心呈散状。
未穿透，揭露厚度4.00～8.70m，层顶埋深15.00～28.70m，层顶标高70.025～84.280m，揭露层底标高65.248～-75.980m。
（二）、地基土的物理力学性质指标评价
1、①层素填土（Q4ml）：
天然含水量为6.6%～23.5%之间，稍湿～湿，天然密度为1.41～1.96g/cm3之间，天然孔隙比变化在0.548～1.183之间。
压缩系数在0.12～0.87MPa-1之间，属中～高压缩性土，压缩模量Es=2.5～16.0MPa。
根据标准贯入试验，实测N′=5～14，修正N=4.7～10.40，呈稍密～密实。
土质不均匀，含有少量细砂（或砾砂、粗砂）、夹有卵石及圆砾，局部夹有圆砾层。
湿～饱和（或饱和）。
根据标准贯入试验，实测N′=8～17，修正N=5.6～12.00，呈稍密～中密状态。
3、③--1砾砂（Q4al+pl）：
砾石颗粒呈亚圆形，颗粒不均匀，级配良好，细粒含量约占全重的60%左右，饱和。
根据标准贯入试验，实测N′=15，修正N=10.6，呈稍密～中密状态。
以细砂为主，含有少量（或大量）粘性土，偶见卵石及砾石，湿～饱和（或饱和），个别孔夹有粉质粘土薄层。
根据标准贯入试验，实测N′=11～22，修正N=7.8～15.3，呈稍密～中密状态。
颗粒磨圆度一般，以圆形和亚圆形为主，颗粒不均匀，级配良好，圆砾颗粒约占全重的55～70%左右，一般粒径在10～50㎜之间，最大粒径80㎜。
饱和（或湿～饱和）。
根据重型动力触探测试结果，实测N′63.5=8～63，修正N63.5=6.2～25.7，呈稍密～密实状态。
呈强风化状态，遇水软化，弱透水性，湿。
实测N′63.5=35～78，修正N63.5=14.4～28.1，密实。
（三）、场地土的湿陷性评价
根据《补充勘察报告》揭示，该场地为自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅳ级（很严重）。
最大湿陷深度大于14.00m。
（四）、地基土样腐蚀性分析评价
根据《补充勘察报告》揭示，土对混凝土结构有中等腐蚀，土对钢筋混凝土结构中钢筋具有中等腐蚀，土对钢结构有微腐蚀。
（五）、场地地下水
根据《补充勘察报告》揭示，勘察深度范围内，含水层有①层素填土、②层粉质粘土、③层砾砂（细砂）、④层圆砾，属弱～强透水性孔隙潜水，渗透系数K=0.1～45m/d，渗透性较差，地下水的流向不一。
稳定水位孔口下14.10～15.60m（相对高程83.702～83.850m）之间。
补给来源主要为大气降水、阶地上游潜水、排水及渗漏的生产、生活用水等。
（六）、场地地震效应及不良地质现象评价
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010），该场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，第三组。
根据场地岩土工程地质条件，结合《建筑抗震设计规范》（GB50011－2010）判定，该场地土中素填土、粉质粘土为中软场地土，砾砂（细砂）、圆砾、泥岩为中硬场地土，该场地类别为Ⅱ类。
根据《补充勘察报告》揭示，该场地主要由①层素填土、②层粉质粘土、③-1层砾砂、③-2层细砂、④层圆砾、⑤层泥岩构成。
③-2层细砂为液化土层，存在影响场地稳定性的不良地质现象（砂土液化），属建筑抗震不利地段，应采取抗液化措施，不宜将未经处理的液化土层作为天然地基持力层。
四、事故原因
根据该建筑物地基基础下沉现状，经综合分析，该建筑物地基基础下沉的主要原因如下：
1、根据《补充勘察报告》与C监舍《原始施工隐蔽记录》进行持力层比对，该建筑物原井桩桩端大都未到可靠持力层；
2、该场地地层出露无规律，粉质粘土、砾砂、细砂、圆砾交互出现，层序不一，土层岩性分布不均匀，且原井桩桩端持力层不一，由于桩端压缩变形不一而使桩基沉降差较大，致使上部结构产生变形；
3、由于地基土大量浸水湿陷，致使地基土对桩体出现负摩擦力，产生下拉荷载，导致桩基不均匀沉降，造成上部结构产生变形。
五、维修加固设计依据
1、《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）；
2、《湿陷性黄土地区建筑规程》（GB50025--2004）；
3、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
4、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
5、《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2000）；
6、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；
7、《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）；
8、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）；
9、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；
10、《甘肃省女子监狱犯人接见室原始施工图纸》；
11、《甘肃省女子监狱C监舍、接见室岩土工程补充勘察报告》；
12、“甘肃省女子监狱C监舍、接见室维修加固方案专家论证会意见”。
六、维修加固方案
根据《补充勘察报告》与接见室《原始施工隐蔽记录》进行持力层比对，该建筑物原井桩桩端大都未到可靠持力层，地基基础加固应对所有井桩进行加固处理；
对底层局部未设置地圈梁处应增设圈梁。
但该场地地层较复杂，地下水埋深较浅，地下水位以下饱和土存在流砂、淤泥、大量涌水等异常情况，井桩开挖施工难度非常大，地基基础加固成本费用相对较高；
另外该建筑物为二层钢筋混凝土框架结构，总建筑面积较少（约为1000㎡），底层增设地圈梁，总体加固费用较高，不经济，建议拆除重建，但在拆除重建之前，应对下沉严重的井桩及墙体裂缝进行抢险加固处理，以维持其短期使用期限。
具体加固方案如下：
（一）、地基基础维修加固方案
由于该场地地层较复杂，地下水埋深较浅，地下水位以下饱和土存在流砂、淤泥、大量涌水等异常情况，井桩开挖及支护施工难度非常大，降水费用较高，采用井桩托换加固成本费用较高。
甘肃省女子监狱拟对该接见室拆除重建，其维持使用时间较短，桩基托换暂采用坑式静压桩托换加固方法。
1、地基基础加固范围
本次加固暂拟对下沉严重的井桩进行加固处理，共布置托换静压桩10根（详见《托换静压桩加固平面布置图》）。
对未加固处理的井桩应进行定期进行沉降观测，发现问题及时处理。
2、地基基础维修加固方案
本次接见室局部地基基础加固拟采用坑式静压桩托换加固方案。
静压桩托换加固原理就是利用建筑物的自重做反力，用压桩设备将桩体（混凝土方桩或钢管桩）分段逐节压入地基土，桩与桩之间采用焊接，使桩端坐落到或进入可靠持力层，使建筑物荷载直接传到持力层，迅速终止沉降，达到加固目的，压桩深度根据压桩力和标高双控制。
静压桩完成完成后，截断被托换井桩的主筋，原有井桩工作失效。
静压桩托换加固设计参数如下：
（1）、静压桩采用200×
200mm钢筋混凝土方桩，桩体分段长度1.2～1.5m（桩尖长1.5m），主筋4C14，箍筋φ8@150～200，桩体混凝土强度为C30，混凝土保护层厚度50mm。
（2）、桩体采用静力分段压入，接桩采用焊接。
（3）、桩体托换钢管采用φ159无缝钢管，壁厚≥6mm。
（4）、桩端持力层以③层砾砂，或④层圆砾为持力层。
压桩深度采用标高及压桩力双控制，压桩深度平均约基底以下20.0m。
（5）、压桩力为450～500KN，托换力为500KN。
终止压力应满足P≥1.5Ra要求。
桩位平面偏差不得大于±
20mm；
桩节垂直度偏差应小于1%的桩节长。
（6）、压桩完成后，导坑回填采用3：
7灰土夯实至基底-700mm，托换钢管两侧焊接4C14钢筋，浇筑微膨胀混凝土，混凝土强度C30。
（7）、以上具体参数详见设计图纸。
3、拆除散水恢复方案
（1）、室外散水恢复参照甘02J01《建筑用料及做法》选用混凝土散水。
（2）、素土夯实，300㎜厚3:
7灰土（压实系数≥0.95），宽出面层300mm。
（3）、150㎜厚素混凝土撒1:
1水泥砂子，压实赶光，混凝土强度等级为C20，以《普通硅酸盐水泥配合比设计规程》JGJ55为依据。
（4）、向外坡4%。
散水宽度为1500mm，混凝土分块浇筑，每块长度不超过6米，分格缝宽为20mm，散水与外墙间设道长缝，缝宽10mm，用沥青砂浆嵌缝。
（二）、框架填充墙墙体裂缝补强加固方案
1、压力灌浆补强裂缝
对该建筑物墙体裂缝宽度为0.5～3mm的墙体裂缝，采用压力灌浆补强加固，通过借助压缩空气，将108胶水泥聚合浆液（水泥：
2%聚乙烯醇溶液=1:
0.7）注入砌体裂灌缝，欠饱满灰缝、孔洞以及疏松不实砌体，达到恢复结构整体性，提高砌体强度和耐久性，改善结构防水抗渗性的目的。
压力灌浆工艺程序如下：
（1）、表面处理：
铲除裂缝两侧（100～200mm）及灌浆部位的抹灰层，吹净灰尘。
（2）、标定灌浆嘴位置：
灌浆嘴应该设置在裂缝起讫点、交叉点及裂缝较大部位，其间距应满足以下规定：
满铺砂浆砌筑时，竖向间距200～300mm，水平间距500～600mm；
非满铺砂浆砌筑时，竖向间距400～500mm，水平间距800～1000mm；
（3）、钻孔：
按标定的灌浆嘴位置钻孔，孔径D0=D+1mm，D为灌浆嘴外径，孔深30～40mm。
钻孔后，先以压缩空气吹干净孔中灰尘，再用压力水冲洗干净。
（4）、安装灌浆嘴：
以聚醋酸乙烯乳胶水泥涂抹于灌浆嘴表面及灌浆孔壁，插入灌浆嘴，抹平順溢出胶泥，静置固化一天以上。
（5）、封缝：
沿已安装好灌浆嘴的裂缝，用水喷淋1～2次后，以灌浆液涂刷一遍，再摸1:
2水泥砂浆封闭，宽200mm。
（6）、灌浆：
灌浆分两次进行，压力控制在0.2～0.25Mpa。
2、高标号水泥砂浆封闭修补
对该建筑物墙体裂缝宽度大于3mm的墙体裂缝，采用高标号水泥砂浆封闭修补处理，达到恢复结构整体性，提高砌体强度和耐久性的目的。
先将裂缝清理干净，用勾缝刀将M15水泥砂浆填入缝内，在M15水泥砂浆中可掺入5%的107胶，以增加其黏结性。
3、墙体裂缝修补范围
墙体裂缝修补范围详见裂缝统计表。
墙体裂缝统计表
序号
层号
墙体裂缝位置
裂缝数目（道）
裂缝长度
MAX（mm）
裂缝宽度
裂缝形态
备注
1
一层
4-5/D
3
800
2.0
斜裂缝
2
5-7/D
500
C-D/7
4
7-9/D
1200
5
C-D/9
2000
3.0
6
9-11/D
1500
7
C-D/11
1000
19
二层
20
21
22
23
24
25
26
3-4/C
1800
27
4-5/C
2400
28
5-6/C
29
8-9/C
2200
30
9-10/C
2800
31
10-11/C
3000
32
A-B/3
6300
1.0
水平裂缝
33
4-5/B
34
8-9/B
复核：
张新太统计：
李晓东
七、附件：
1、“专家论证会参加人员签到表”
2、“专家论证会意见表”
3、井桩施工原始记录对照图
4、托换静压桩加固平面布置图
5、静压桩托换及暗梁加固详图
审定：
审核：
甘肃土木工程科学研究院
二○一三年九月二十日
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