0 引言
城市中相邻建（构）筑物同时建设情况常有出现，由于未充分考虑建设先后顺序，导致建筑地基受扰动造成的上部结构倾斜或开裂[1]，当影响到结构的安全使用时，需要对地基基础进行加固处理。
加固工程有别于常规工程的承载力控制设计，其一般具有明确的沉降变形要求，加固的效果也是由沉降或差异沉降是否得到控制作为评判。常用的地基基础方法有注浆加固法、增大基础底面积和微型桩托换加固法等[2]，其中，微型桩加固法因其受力明确、施工简单、工期短且加固费用低，在地基基础加固中被广泛应用。文章对北京某住宅楼倾斜进行了原因分析，结合现场环境与地质条件，提出了基于变形控制的微型桩加固的方法，保证了该建筑物的正常使用功能。
1 工程概况
北京某住宅楼地上28层，地下3层，结构类型为装配整体式剪力墙结构，基础类型为筏板基础，厚度1.1m。基底标高为15.65m（-15.85m），基底为④层黏土层，采用CFG桩复合地基方案，褥垫层厚度250mm，矩形补桩，桩径500mm，间距1.45m~1.6m，桩长22.5m，持力层为⑦层细中砂。
根据场地的岩土工程勘察报告，该场地基底下的土层自上而下为：④层黏土：很湿，可塑；④1层粉质黏土：湿～很湿，可塑～坚硬；④2层黏质粉土–砂质粉土：中密～密实，稍湿～湿；④3层粉细砂：中密～密实，饱和；⑤2层黏质粉土–砂质粉土：密实，稍湿～湿；⑤3层粉质黏土：很湿，可塑～硬塑；⑥层粉质黏土：很湿，可塑～硬塑；⑥2层黏质粉土：密实，稍湿～湿；⑦层细中砂：密实，饱和。典型地质剖面见图1。
图1 典型地质剖面
建筑物东侧紧邻在建地铁附属结构，水平距离约7m，基底高差约6.33m，支护形式采用隔离桩及土钉，建筑物与周边地铁附属结构关系见图2。
图2 建筑物与周边地铁附属结构关系
住宅楼施工至地上6层时，地铁附属结构基坑开挖，建筑物东侧监测点发现建筑物沉降达到约25mm，与西侧相邻监测点倾斜率达到1‰，监测数据见图3。同时，基坑施工过程中，发现护坡后出现明显空洞且有严重渗水现象，水量较大且水质浑浊。该建筑物因此暂时停工。
图3 周边基坑开挖后建筑物沉降值
2 原因分析
2.1 地基基础检测
为了查明东侧出现较大沉降的原因，对该建筑物进行了地基检测工作。
首先地下土体空洞进行探地雷达检测。检测结果显示，在检测范围内，建筑物基底下表现出地下空洞及地基土松散的特征。
由于筏板厚度较厚且钢筋对雷达信号具有干扰性，因此对筏板开洞进行进一步确认。开洞前需要确认CFG桩位置，避免对桩身破坏选择桩间位置开洞，同时采用钢筋扫描仪定位基础钢筋，尽量减少对原基础钢筋的破坏。开洞后下放摄像仪，发现基底混凝土垫层与复合地基砂石褥垫层存在明显脱开现象，见图4。
图4 基底混凝土垫层与复合地基砂石褥垫层脱开
开洞检测后，钻机钻进进行原位试验并取土进行室内土工试验。钻孔深度达到基坑开挖深度下1m。对比检测试验与原勘察试验结果，发现④层、④1层、④2层压缩模量平均下降13%-23%左右，④2层、④3层标贯击数平均下降30%-50%，详见表1。
表1 地基物理力学指标对比表
2.2 原因分析
根据检测结果和监测数据，可以发现该建筑物出现倾斜原因有二：一是因为东侧基坑在建筑物已施工至6层后才开挖，而支护结构设计时并没有验算这种工况，开挖导致原复合地基侧限消失，可能造成临近开挖侧的地基土出现侧向位移，继而其上结构发生沉降；二是基坑开挖面渗水过程中带走部分土颗粒，导致建筑基底与基坑底之间桩间土受扰动明显，地基土物理力学性质指标下降明显。
根据现场检测结果，部分桩间土存在流失现象，即可能存在仅桩发挥作用，而桩间土未发挥作用的可能性，若仅桩发挥作用，则该部分所能承担的承载力小于实际地基反力，不能满足承载力要求，且桩间土的流失也会导致桩不能完全发挥其承载力，甚至出现桩顶应力集中，基础失稳的情况。因此，需采取加固桩间土的措施，使CFG桩复合地基的桩及桩间土均能发挥其作用，达到设计要求。
采用原勘和检测的压缩模量分别计算建筑物西侧和东侧最终变形量如下：沉降计算经验系数ψs=0.2，最终沉降分别为
计算过程见表2，计算结果说明，如果不采取地基基础加固措施，后期建设过程中，西侧与东侧的差异沉降将进一步加大，超过设计要求的2‰。
表2 建筑物东西侧沉降计算对比
3 加固设计
3.1 设计原则
加固工作开展前，建筑物东侧地铁附属结构基坑已完成回填，恢复了侧限。加固工作的重点为如何修复原复合地基。建筑物东侧地基受扰动程度大，西侧未受明显扰动，因此提高东侧地基刚度即可保证恢复施工后建筑物倾斜不会继续发展。
常规的复合地基设计思路为先按承载力设计，再验算沉降是否满足设计要求。按沉降控制设计理论以正常使用极限状态的沉降量作为控制条件，正常使用极限状态的承载力作为验算条件[3]。其思路为先按沉降控制要求进行设计然后验算地基承载力是否满足要求。这点在加固项目中尤其重要，相比于受扰动后地基承载力的补强，控制建筑物后期沉降，保证建筑物倾斜不发展才是主要目的。
3.2 方案比选
基于上述设计原则，提出以下两种方案进行比选：
方案一：受扰动范围内地基注浆法，即通过注浆管把浆液注入地层中，浆液以填充、渗透、挤密等方式，将原来松散的土粒或裂隙胶结成整体。浆液注入的过程中，会产生超孔隙水压力，孔隙水压力的消散使土体发生固结，导致土体的沉降和位移，因此该方法施工过程中土体加固的效应与土体扰动的效应是同时发展的。另外，基坑开挖过程中发现的渗水现象，也可能导致浆液无法达到均匀加固的效果。由于浆液注入地层的不均匀性，目前的检测方法实际上难以定量和直接反映注浆加固效果，标准贯入、动力触探、静力触探等检测手段只能反映出取样点的效果，增加检测数量还需要大量破坏既有基础结构，一般无法实施。
方案二：微型桩。增设微型桩与CFG桩组成长短双桩型复合地基，短桩加固浅层受扰动土层。这种方案的优点是加固效果可控，传力直接。施工时，首先在建筑物外围设置一道注浆孔，注入水泥浆消除渗水隐患。由于既有建筑空间局促，微型桩沉桩采用锚杆静压的施工方式，在压桩过程中实时掌控桩受力情况。沉桩到位后，桩顶注入水泥砂浆对褥垫层进行修复，最后对筏板进行防水和结构加固。
3.3 设计计算
增设的微型桩与原CFG桩组成双桩型复合地基，按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）[4]多桩型复合地基进行设计计算。设计时首先确定变形目标，为了保证倾斜不继续发展 ，东侧加固后最终沉降s应与西侧最终沉降sw相同为42mm。初步选择微型桩加固范围为基底下10m，采用分层总和法计算最终变形量：
经过多次试算得到目标结果见表3：沉降计算经验系数ψs=0.2，最终沉降s=ψs×s’=42.2mm，此时基底下10m内压缩模量提高系数ζ约等于4.97。
表3 加固后建筑物最终沉降计算
等比例计算所需复合地基承载力特征值：
选择粉土作为微型桩持力层，桩长10.5m，布置在CFG桩桩间，间距仍为1.5m/1.6m。CFG桩置换率m1=0.082，微型桩置换率m2=0.0058。综合建设成本选择几种适用钢管尺寸进行试算，最终选择钢管桩径180mm，微型桩单桩抗压承载力特征值为200kN。加固后复合地基承载力特征值为：
承载力计算结果既满足了变形控制所需的承载力目标，也满足了原设计的复合地基承载力要求530 kPa。计算过程中可以看出，在变形控制的目标下，复合地基承载力特征值相比设计要求富裕较多，如果按照承载力控制进行优化设计，减少桩径、桩长或桩数，则无法保证后期建筑物沉降，达不到加固的目的。
3.4 加固效果
加固施工过程中进行沉降的加密监测，变形结果显示加固施工过程中未出现倾斜加剧的情况，该住宅楼满足复工的要求。后期建设过程中仍然保持连续的沉降观测直至封顶。沉降–时间曲线见图5，封顶后10#点累积沉降35.6mm，6#点累积沉降14.3mm，倾斜率0.96%，加固完成后各点变形较为均匀，倾斜未加剧，加固达到了预期的效果。
图5 沉降-时间曲线
4 结论及建议
（1）相邻建（构）筑物同时建设时，应充分沟通考虑建设先后顺序对建筑物的影响，先施工埋深浅的建筑物，后开挖深基坑的情况如果不在设计验算工况内，将会导致建筑物出现倾斜甚至破坏的情况。
（2） 建筑物纠偏止倾加固工程不同于常规地基基础设计，一般以建筑物对地基沉降量或差异沉降的控制要求为主控，再验算承载力是否满足要求。沉降控制能满足要求时，承载力一般也能满足要求，即沉降控制较比承载力控制更为严格。
（3） 微型桩结合既有CFG桩形成长短双桩型复合地基作为桩不与基础连接的加固方法，设计方法明确，对于修复浅层受扰动地基效果良好，同时配合建筑物周边的注浆封堵，有效解决了渗水问题。
参 考 文 献
[1]刘金波,张寒,张雪婵,李冰,孙威,江书超.施工顺序对地基基础质量和安全的影响[J].施工技术,2017,46(05): 144-149.
[2]既有建筑地基基础加固技术规范JGJ 123-2012, [S].北京：中国建筑工业出版社,2012.
[3]龚晓南,杨仲轩.岩土工程变形控制设计理论与实践[J].岩土力学,2018,39(S2):273.
[4]建筑地基处理技术规范JGJ79-2012 [S].北京：中国建筑工业出版社,2012
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