摘要

软土区域高层建筑易出现地基不均匀沉降，诱发建筑倾斜，极端情况下存在倒塌风险。压密注浆是倾斜建筑纠偏常用手段，但方案多依靠工程经验，缺少成熟数值模拟指导方法。北京恒祥宏业基础加固技术有限公司总工程师崔学栋，依托福建漳州斜坡高层建筑实体项目开展相关研究，于中科院 2 区 SCI 期刊《Scientific Reports》刊发，研究构建数值模拟预测方法，精准研判桩基损伤与沉降诱因，筛选最优加固方案。实测建筑倾斜率由3‰降至0.07‰，模拟与实测沉降最大误差仅3.1毫米，推动高层建筑纠偏由经验处置走向数值预判设计。

一、研究背景：软土高层纠偏工程亟需量化预测手段

软土地层条件下修建高层建筑，地基不均匀沉降极易引发建筑倾斜病害，极端情况下有倒塌风险。压密注浆因其对主体结构损伤小、对周边环境扰动低的优势，广泛应用于倾斜高层建筑纠偏处置。

现阶段国内同类纠偏项目大多依托现场经验开展方案编制，缺少成熟、可复用的数值模拟预测手段，难以提前预判桩基结构损伤、注浆加固后的纠偏效果，容易出现纠偏不到位、加固效果不达标的问题。本论文以此作为研究切入点，结合实际住宅纠偏工程，开发压密注浆效果数值模拟预测方法，填补软土倾斜高层建筑桩基损伤预判的技术研究空白。

【论文基础信息】

英文论文标题：A comprehensive study on damage prediction of pile foundations of inclined high rise buildings and the

Effect of compaction grouting

中文译名：倾斜高层建筑桩基结构损伤预测：压密注浆效果的综合研究

收录期刊：Scientific Reports（中科院 2 区 SCI 期刊）

DOI:10.1038/s41598-025-17290-w

二、论文核心创新观点，完善高层桩基纠偏设计逻辑

研究以福建漳州倾斜高层住宅项目为载体，建立数值模拟计算体系，开展多工况仿真分析，形成3项核心研究结论：

软土高层建筑沉降倾斜诱因可通过数值模拟识别，桩基嵌入深度不足、软弱土层厚度偏大是建筑沉降倾斜重要诱因，可依靠模拟计算比选确定最优注浆加固方案。

体积应变法可有效模拟注浆加固效应，模拟计算中建筑最大沉降由 106.6 毫米降至 37.5 毫米，顶部最大水平位移、差异沉降均得到大幅削减，差异沉降降幅达 83%，模拟工况下建筑倾斜率降至 1‰。现场施工结合监测动态优化注浆工艺，完工后实测倾斜率达到 0.07‰，满足规范安全控制标准。

（数值仿真案例2）

该数值模拟方法具备高可靠度，对比现场实测监测数据，注浆后最大沉降误差仅3.1毫米，证实该仿真体系能够有效指导加固方案设计。

论文第一作者崔学栋专家表示，在软土斜坡地带高层纠偏工程中，桩基埋深与软弱土层分布是不可忽视的关键变量，以往工程很难定量区分二者对建筑倾斜的贡献，这套模拟方法能够提前预判加固效果，规避盲目施工带来的过度纠偏或者纠偏不足风险。

本研究提出的数值模拟手段，能够量化评估桩基损伤风险、预判压密注浆纠偏成效，改变传统依靠经验定方案的模式，为同类倾斜高层处置提供量化设计依据。

三、实体高层建筑工程实测验证

为校验数值模拟方法的可靠性，研究选取福建漳州某小区16# 楼开展完整现场工程验证。该建筑为地上23层、地下1层剪力墙住宅，建筑长43.0米，宽18.8 米，建筑总高度70.2 米；采用桩筏基础，使用 C80 预应力高强度混凝土管桩，桩基持力层为全风化、强风化花岗岩。

（工程地质剖面）

项目处置前建筑最大累计沉降106毫米，倾斜率超过3‰，超出规范 2.5‰的限值，地下室交接位置出现结构性裂缝。纠偏施工按照模拟输出的最优方案，从沉降偏大的西南侧向沉降较小的东北侧，分周期逐步实施加固处置。

项目完工后全部监测点位沉降指标均满足管控标准，实测数据与数值模拟计算结果高度吻合，证实该预测方法真实有效。工程实践中，设计人员可借鉴该模拟思路，结合建筑桩基参数、地层条件，提前确定加固处置方案，实现倾斜高层安全纠偏。

四、企业科研实力：产学研结合夯实理论落地基础

作为该论文作者单位，恒祥宏业为该论文研究提供工程实践支撑。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，累计拥有国内外专利144项（含13项国际发明专利），发表学术论文14篇（其中9篇为SCI收录）。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），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、喀斯特溶洞等复杂地质。

五、总结：数值模拟预测赋能高层纠偏，实现病害精准处置

该 SCI 论文不仅是学术研究产出，更是一套面向软土倾斜高层建筑桩基损伤预判的量化工具，把过去模糊的桩基病害、纠偏效果预判转化为可计算、可仿真的设计环节。

未来 ，恒祥宏业持续践行“无损、精准、可控”的技术理念，把科研成果转化为工程实效，提升软土地区倾斜高层建筑纠偏工程的安全性与可控性，为全球同类高层病害治理项目提供理论参考与工程实践范本。

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责任编辑：kj005

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