[科普中國]-頂升糾偏法

簡介

我國已有建筑物中，有很大部分由于設(shè)計(jì)水平、施工質(zhì)量、地質(zhì)復(fù)雜等種種原因，這些建筑物存在不同程度的損傷和變形，有的甚至已嚴(yán)重超出國家規(guī)定的危房鑒定標(biāo)準(zhǔn)。因此，對超出國家危房鑒定標(biāo)準(zhǔn)的房屋進(jìn)行糾偏、加固已是十分緊迫的任務(wù)。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國已經(jīng)進(jìn)入建造與改造并重的階段。而這些危房中，很大部分是由于房屋變形、沉降過大或整體傾斜造成的。在借鑒國外成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合我國實(shí)際情況，發(fā)展了頂升糾偏法、掏土糾偏法、加壓糾偏法、水處理糾偏法等方法1。

工程概況某銀行服務(wù)樓為框架結(jié)構(gòu)五層，整板基礎(chǔ)。由于相鄰基坑開挖較深，距離較近，在基坑開挖過程中，房屋即處于不穩(wěn)定狀態(tài)，開始向基坑一側(cè)傾斜。至基坑回填后，沉降趨于穩(wěn)定。由于房屋是整板基礎(chǔ)且房屋整體剛度較好，所以房屋雖然出現(xiàn)較大的傾斜但內(nèi)部梁、墻均無裂縫。據(jù)房屋安全鑒定處的報(bào)告，服務(wù)樓最大傾斜量為143 mm，傾斜率為9.5%。已超出《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》中7%的規(guī)定值;且該地段人流量大，需及時(shí)進(jìn)行糾偏加固處理。

加固設(shè)計(jì)根據(jù)此工程實(shí)際情況及檢測報(bào)告的結(jié)論和專家會(huì)論證，提出了以下加固方案:

1)頂升糾偏。具體為:

a.在整板基礎(chǔ)上截?cái)嘀?，采用千斤頂頂升柱，到位后，僅將縫隙填塞。

b.采用錨桿靜壓樁，通過錨桿及千斤頂將整個(gè)基礎(chǔ)頂起，達(dá)到糾偏目的。

2)迫降糾偏。具體為:

a.掏土糾偏。在基礎(chǔ)沉降較少的一側(cè)采用人工挖地溝，溝底標(biāo)高在基底標(biāo)高以下10 cm -20 cm，開始掏土?xí)r，即開始加強(qiáng)觀測，防止掏土過量。

b.抽水糾偏法。由于此建筑物地質(zhì)條件合適，地下水較高，故抽水糾偏也在考慮之內(nèi)。

綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、施工比較，經(jīng)專家會(huì)反復(fù)論證，最后決定采用頂升糾偏中的頂升補(bǔ)償法。相對于其他方法該法具有如下優(yōu)點(diǎn):

1)設(shè)計(jì)計(jì)算可靠，安全可靠度高。

2)充分利用原整板基礎(chǔ)進(jìn)行施工，工作量小，施工時(shí)間短。

3)頂升糾偏具有對原樓正常運(yùn)行干擾小(只需底層停止使用)，施工方便。

4)糾偏可量化控制，質(zhì)量有保證2。

施工工藝1)鋼筋混凝土頂升梁柱的托換施工。按柱節(jié)點(diǎn)施工圖，對柱進(jìn)行托換施工。其中對拉螺栓采用X40，設(shè)計(jì)承載力為80 t，按此計(jì)算每根柱需要的螺栓根數(shù)。

2)千斤頂?shù)鬃柙O(shè)置鋼墊板。墻的鋼夾梁兩端需焊接于柱的夾梁的內(nèi)側(cè)，焊縫長度不小于5 cm。

3)設(shè)置頂升標(biāo)尺。位置在各頂升點(diǎn)旁邊，以便目測各頂升點(diǎn)的頂升情況。

4)頂升前需要對頂升機(jī)具及頂升梁進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)。抽檢試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)目不小于20%，以觀察梁的承載力和變形與千斤頂?shù)墓ぷ髑闆r。

5)頂升前一天鑿除框架結(jié)構(gòu)柱和砌體構(gòu)造柱的混凝土，頂升時(shí)切斷鋼筋。

6)頂升前，需進(jìn)行試頂。以便發(fā)現(xiàn)問題，待一切確保萬無一失，方可進(jìn)行頂升作業(yè)。

7)采用東大特種基礎(chǔ)公司研制的千斤頂同步頂升操作系統(tǒng)，對各個(gè)參與工作的千斤頂進(jìn)行同步控制，頂升在沉降較大處進(jìn)行，而在較小處則作同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

8)當(dāng)頂升量達(dá)到100 mm一150 mm時(shí)，開始千斤頂?shù)钩?。相鄰千斤頂不得同時(shí)倒程。

9)頂升達(dá)到設(shè)計(jì)高度時(shí)，立刻在柱斷口處用開口箍和干硬性混凝土填塞。在墻體主要受力點(diǎn)用墊塊支撐，迅速連接結(jié)構(gòu)。待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可分批分期拆除千斤頂。

10)整個(gè)施工過程，須在水平儀和經(jīng)緯儀的觀測下進(jìn)行，以便縱觀全局，隨時(shí)調(diào)整頂升糾偏施工。

頂升監(jiān)測與控制良好的檢測與控制手段是頂升糾偏成功的保證。特別是對于不規(guī)則房屋，由于房屋的傾斜，各柱點(diǎn)的沉降量都是不相同的。因此，在頂升時(shí)，各千斤頂?shù)捻斏颗c頂升速度都是不同的，頂升開始前須根據(jù)糾偏量計(jì)算出各個(gè)千斤頂在每一輪回的頂升量。在頂升過程中若出現(xiàn)某個(gè)千斤頂頂力過大或過小，都可能引起結(jié)構(gòu)的附加內(nèi)力，導(dǎo)致房屋的開裂與損壞，需要有完善的監(jiān)測手段。

本工程頂升監(jiān)測系統(tǒng)采用東大特種基礎(chǔ)公司開發(fā)研制的ZK-1型位移監(jiān)測系統(tǒng)，對頂升量、頂升速度與頂升力進(jìn)行自動(dòng)化控制，各變化量情況采用數(shù)據(jù)與圖文交換顯示，并且對各千斤頂容許偏差量設(shè)置了自動(dòng)報(bào)警值。本工程在頂升期間，各條線壓力表始終維持在35 MPa-50 MPa之間，相當(dāng)于160 kN -400 kN之間，各線頂升量按照設(shè)計(jì)計(jì)算程序順利實(shí)施，整個(gè)頂升過程持續(xù)5h，順利實(shí)施糾偏。

頂升糾偏及加固效果在工程結(jié)束后對工程的觀測表明，頂升糾偏后房屋微沉降1 mm-3 mm，傾斜率不到1%,幾乎完全垂直。經(jīng)驗(yàn)收，完全滿足規(guī)范要求，達(dá)到糾偏加固的目的。

總結(jié)1)城市深基坑施工中，應(yīng)精心組織設(shè)計(jì)施工，盡量避免對鄰近建筑物的影響。本例中的建筑物，就是由于鄰近的深基坑施工造成的傾斜。

2)對于框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)等該法均適用。且有對施工場地要求低、對環(huán)境幾乎沒有影響、節(jié)省投資、工期短、施工時(shí)建筑物可正常使用等優(yōu)點(diǎn)。

3)對于類似工程，特別是城市危房的處理及改造工程中，值得作為參考。

4)糾偏過程中實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測是本工程糾偏成功的保證。通過對千斤頂壓力與頂升量的監(jiān)測，有效地指導(dǎo)了整個(gè)糾偏過程的實(shí)施3。