怎样校正沉降不均匀的厂房柱

江苏某纺织服装厂布机车间主厂房，系11连跨装配式钢筋混凝土锯齿形单层厂房，厂房结构为预制钢筋混凝土托座柱上架设高度为1.4?m的薄壁箱形风道梁,在风道梁上安装三角锯齿形屋架，上铺预制钢筋混凝土槽形屋面板，槽板中设有保温防水材料，肋上铺设机制平瓦，柱下为钢筋混凝土杯形独立基础，地基采用水泥粉喷桩复合地基加固，车间总面积为9?720?㎡。

1   不均匀沉降

在吊装工程完成后，接着在槽形板中安放保温防水材料，11月22日发现有2根柱下沉（以下用D，E表示），风道梁明显倾斜，风道梁底部预埋件与柱顶预埋件的焊缝有脱开翘裂现象，D，E 柱周围屋面预制槽形板也明显开裂，影响到使用要求。经测量 ，D，E 两柱的沉降量分别为150?mm和100?mm。两柱的截面尺寸均为400?mm×450?mm，柱顶标高为3.600?m，柱距为10.2?m。11月27日屋面上盖上机制平瓦后，D ,E两柱的沉降增加为194mm和142mm。为避免柱继续下沉，将已经盖上的机制平瓦卸除，并用直径150?mm圆木支撑风道梁，防止其继续下沉。

2   顶升复位

对D,E两柱异常沉降的现象，采用了不拆除屋架，用油压千斤顶将柱整体顶升复位的办法。两柱均用2只油压千斤顶同时顶升，在顶升过程中，当加载到600?kN时柱顶开始向上位移，继续加载990?kN时，电子秤上荷载不再上升，之后改用控制顶升高度，每升高20?mm为一级，直至D柱顶升153.66?mm，E柱顶升108.8?mm时，柱顶与风道梁连接处及槽形板接缝处裂缝已基本闭合，锯齿形屋架未发现裂缝,顶升停止，用螺旋千斤顶将柱临时固定。

3   原因分析

3.1   基础底板损坏分析

查阅施工日记，10月5日吊装钢筋混凝土柱，随后进行浇筑细石混凝土固定，10月7日吊装风道梁，10月22日吊装部分锯齿形屋架和部分槽形板，10月21日屋面构件吊装完。经计算，在10月12日前吊装带构件永久荷载没有超过基础底板的抗冲切承载力，到10月21日屋面吊装完毕时细石混凝土浇筑后已有16?d的龄期，可达设计强度等级的75%以上，柱与杯基是整体工作，由计算可以看出D，E两柱的异常沉降并非柱冲切破坏基础底板而造成的。

从顶升中实测的情况看出，当顶升到600?kN时，柱顶开始向上位移，说明单柱承受的荷载全部转移给了千斤顶，其总量为600?kN，这与理论计算值620.9?kN是基本符合的，此后继续顶升时千斤顶上的荷载增加值应是克服柱与杯口基础之间的粘结力，当顶升到990?kN时，荷载不再上升，表明柱与杯基之间粘结力为990–600=390?（kN）,证明在顶升前，柱杯基之间的粘结并未破坏，柱异常下沉不是由于柱冲切破坏而是因为柱基础底板造成的。

3.2   地基承载力不均匀

地基为淤泥层，施工图中要求采用水泥粉喷桩加固地基是正确的，并要求加固后的地基承载力120?kPa，由于水泥粉喷桩完成后未进行检测，在屋面上瓦时地基应力只达到69.86?kN/㎡，就发生了大量沉降：D柱150?mm，E柱100?mm，在顶升过程中，地基应力也有达到73.99?kN/㎡，又发生了明显的沉降：D柱9～15mm，E柱18～20mm(柱基四角的沉降，这充分证明了地基虽然加固实际上远远没有达到设计要求)。

顶升前和顶升中发生的沉降量之和，D柱是162mm，E柱是119mm，两柱相差36%，由此说明加固后的地基不均匀差异较大。从以上分析可以看出，由于地基承载力没有达到设计要求，是导致D，E两柱异常下沉的主要原因。

4   补强加固

（1）提高地基承载力，对D，E两柱基础周边地基进行压力灌浆，确保地基承载力设计值不小于120kN/㎡。

（2）减小地基应力，将原杯形基础底板面积扩大（图1），扩大后的基础底板面积23m2(4.8×4.8=23)，是原来杯形基础底板面积15.96 ㎡ (4.2×2.8=15.96)的1.44倍。

（a）

（b）                               （c）

图1    柱基平面示意

（a）平面图；（b）1–1剖面图；

（c）2–2剖面图

（3）确保柱下荷载能够可靠地传递给加固后的基础,处理的方法是：在杯形基础上加固周边梁，在杯形基础面上加井字梁，用钢筋混凝土现浇加固，确保新老基础共同整体工作。 经加固纠正后，锯齿厂房柱已经3年使用，未见到异常沉降。