国际 SCI 研究：黏土筏板倾斜建筑注浆位移预测 实现纠偏科学预判

摘要：黏土地区筏板基础既有建筑发生不均匀沉降倾斜后，压密注浆纠偏抬升方案长期依赖工程经验，注浆前建筑位移缺少可靠预测手段，存在纠偏不足或抬升过量风险。北京恒祥宏业基础加固技术有限公司总工程师崔学栋作为核心作者完成的研究成果正式发表于 SCI 期刊《Journal of Building Engineering》（中科院 3 区）。论文构建黏土条件下压密注浆纠偏位移理论预测模型，结合工程实测验证，计算值与现场监测数据偏差最低仅 1.3%，推动黏土地区筏板建筑纠偏加固由经验设计向理论预判升级。

【论文基础信息】

英文标题：Displacement prediction of inclined existing buildings with a raft foundation restored by compaction grouting in clay

中文译名：黏土中压密注浆修复筏板基础倾斜既有建筑的位移预测

收录期刊：《Journal of Building Engineering》（SCI，中科院 3 区）

DOI：10.1016/j.jobe.2024.109511

一、研究背景：黏土地区筏板建筑纠偏亟需位移预测工具

城市大量既有建筑受地下水变化、土体压缩、周边施工扰动等影响，出现不均匀沉降与倾斜病害。对于筏板基础建筑，压密注浆凭借对主体结构二次损伤小、周边扰动低的优势，成为纠偏抬升的主流工艺。

但在黏土地层开展压密注浆纠偏，行业普遍存在短板：现有研究多聚焦无黏性土，黏土环境下注浆抬升机理研究较少；注浆施工前很难定量预判建筑抬升位移，方案编制高度依靠工程师经验，容易出现抬升失控、纠偏不到位等工程隐患。如何在施工前精准预判筏板建筑的变形响应，成为岩土加固领域亟待解决的现实问题。

针对这一行业痛点，论文立足大量黏土地区纠倾工程实践，开展理论建模与工程实测对照研究，建立适配黏土筏板基础工况的位移预测模型，填补该场景下理论计算工具的空白。

二、论文核心创新：构建黏土筏板注浆纠偏位移预测体系

该研究将建筑位移拆解为两部分：压密注浆引发的土体隆起位移、筏板基础自身产生的地基沉降位移，分别采用虚像法、布辛奈斯克位移解积分完成求解；同时充分考虑筏板基础刚度效应，耦合土基础相互作用数值算法，得到完整的建筑位移计算方法。

研究采用山东某 18 层筏板基础倾斜住宅工程开展实测校验。该建筑总高 52.9m，筏板尺寸 55.4m×51.4m，发生向北倾斜病害。选取现场真实监测数据对标模型计算结果，监测点位计算与实测偏差区间 1.3%22.3%，部分点位误差仅 1.3%，模拟趋势与现场抬升变化高度吻合，项目历时50天完成抬升297mm，倾斜率恢复至 0.3‰以内，竣工后纠倾指标达到设计要求，最终实践结果与预测模型一致，证实这套理论模型具备良好可靠性。

（场地条件与典型地质剖面图）

论文核心作者崔学栋教授指出：压密注浆纠偏最怕“盲施工”。黏土地基土体渗透性差，注浆抬升效应复杂，以往只能注浆之后才知道抬升效果。这套预测模型可以在方案阶段就预判不同注浆参数下建筑抬升位移，辅助优化注浆点位、注浆量设计，规避过度抬升、纠偏不达标的风险，为筏板倾斜建筑加固提供量化设计依据。

三、实体工程验证，打通理论到工程落地链路

论文依托真实既有建筑纠倾项目完成验证。项目为山东 18 层剪力墙住宅，筏板基础坐落于粉土、粉质黏土、细砂地层，建筑向北发生倾斜。技术团队将该预测模型应用于方案设计，依据模型输出结果优化压密注浆施工参数。

施工过程同步开展多点自动化监测，持续采集建筑抬升、沉降数据。实测变形数据与模型计算结果趋势保持一致，证明该理论模型可直接服务工程方案编制。设计人员可结合建筑尺寸、筏板刚度、黏土地层参数，利用模型预判加固效果，提前筛选最优注浆方案，减少试错成本，提升既有建筑纠偏工程安全性。

四、企业科研实力：工程实践驱动理论创新

本论文依托恒祥宏业公司完成研究工作，企业为“中国地质大学（北京）、中国矿业大学（北京）”产学研合作单位，已制定企业标准1部，累计拥有国内外在申和授权专利 148 项，其中国际专利（含在申、授权）32 项，发表学术论文14篇（其中9篇为SCI收录），科研实力获得国际学术界广泛认可。

（恒祥宏业部分专利证书与产学研、科技部评价证书丨图）

其核心技术在高层建筑抬升纠倾领域经科技部评价为“总体国际先进，部分国际领先”（编号：202311ZK7875），该技术具备不动土、不破拆、不搬迁、不停工特点，适用于湿陷性黄土、淤泥质土、高回填土、喀斯特溶洞等复杂地质。

五、总结

该 SCI 论文面向黏土地区筏板基础倾斜建筑，提出一套可落地的压密注浆位移预测模型，弥补行业经验化设计短板。未来恒祥宏业将继续依托工程实践打磨优化计算模型，为黏土地区倾斜既有建筑纠倾加固提供可复用的技术思路。