【摘要】建筑物的病害及治理,糾傾扶正及加固,典型工程實例。
【關鍵詞】建筑物病害、糾傾、加固
一、建筑物發生傾斜的原因分析
1、設計部分的問題
(1)建筑物基礎設計時,類比設計不嚴謹,論證脫節,基礎形式選用不當導致事故。
(2)采用強夯處理地基時,由于夯擊能量不足,影響深度達不到加固深度的要求,沒有消除填土或黃土的濕陷性,如果建筑物在使用過程中地基浸水,必然造成建筑物下沉、傾斜或裂損。
(3)對于軟土地基或建筑物形體復雜、高度變化較大時,必須按照變形與強度雙控條件進行設計,以確保建筑物的整體均勻沉降。如只做強度驗算,將會使建筑物發生不均勻或過量沉降。
(4)在深厚淤泥軟土地基上,錯誤選用沉管灌注樁、沉管夯擴樁等基礎形式,經常發生縮頸、離析、斷樁和樁長達不到持力層等事故。
2、工程勘察方面的失誤
(1)如若勘測點布置過少,或只借鑒相鄰建筑物的地質資料,對建筑場地沒有進行認真勘察評價,提出的地質勘察報告不能真實反映場地條件,如巖溶土洞、墓穴等沒有被發現,甚至舊的人防地下道也被忽視,使新建的建筑物發生嚴重下陷、傾斜或開裂。
(2)勘察資料不準確,結論不正確、建議不合理,給結構設計人員造成誤導。
3、施工部分的問題
(1)地基施工的原因:目前地基處理手段多,這方面的問題也很多,如樁端未進到設計持力層;樁徑未滿足設計要求;強夯未達到有效的影響深度;振沖碎石樁未達到振密效果;檢測手段不合理或未能正確反映實際情況等等。
(2)地下開挖引起地面建筑物的裂損:城市由于修建地鐵、地下街等地下建筑物,或者礦區開挖采礦、采煤巷道引發地面沉降,造成地面建筑物的下沉、開裂、傾斜等損害。
(3)基礎工程施工質量低劣:施工部門偷工減料,弄虛作假,隨便減少配筋,降低混凝土強度等級,采用劣質鋼材乃至縮小基礎尺寸,減少基礎埋深,基礎施工放線不準確等,據統計,近幾年發生重大工程事故中施工的原因造成事故約占55%。
(4)相鄰深基坑施工引起建筑物的損壞:在高層建筑基礎工程施工中,由于深基坑的開挖、支護、降水、止水、監測等技術措施不當,造成支護結構倒塌或過大變形,基坑大量漏水、涌土失穩,基坑周邊地面塌陷,以及相鄰建筑物基礎工程的施工相互影響,都會對已建成或正在建造的相鄰建筑物造成威脅與損壞,引發嚴重的事故。
二、裂損、傾斜建筑物治理方案的制定
1、制定建筑物正式糾傾扶正和加固方案時,應當充分掌握并具備以下各項條件:業主的要求和建筑物重要程度;實際傾斜和開裂情況;建筑物糾傾時是否有人居住;周圍環境條件;地基土質和新補充的勘探資料;基礎的損壞情況;原建筑物發生傾斜原因的分析結論;原建筑物檢驗鑒定結果及糾傾可行性的報告;經現場試驗驗證的糾傾技術的可行性;與糾傾工程有關各方的協議書等。
2、制定糾傾扶正和防復傾加固技術方案,要在有經驗的專家指導下,進行反復分析比選。承擔糾傾工程的技術主管應當充分熟悉各種糾傾方法,并對其適用條件有正確判斷。對于重要建筑物已確定的糾傾工程技術方案還應通過專家論證,充分聽取各方面意見,不斷改進充實完善,盡可能避免疏忽漏洞。常用的糾傾方法如表3所示。
3、在制定糾傾時,應按照建筑物的結構特征和高度條件,分別依據相關規范對其糾傾后允許殘留值作出規定,以便確定糾傾工程的實施標準與計算工程量值,同時也是糾傾工程驗收的技術標準。
房屋糾傾扶正方法
三、建筑物糾傾加固的施工技術要點
1、對整體剛度較差的建筑物,糾傾施工前先進行破損部位或建筑物整體的加固施工,防止建筑物在施工時發生倒塌。
2、要考慮建筑物地基在糾傾施工時可能產生的附加沉降,并估計糾傾后建筑物地基可能持續的變形(即滯后的回傾量),在糾傾施工時及施工后要加強現場觀測,并要采取有效的處理措施。
3、施工前要對相鄰建筑物及地下設施進行一次檢查或測量,要與對方協商或簽訂協議,采取必要的保護措施。
4、對于糾傾后的復傾可能性,應根據防復傾加固設計,在糾傾施工前或施工后進行加固處理。
四、典型工程實例
1、高層及超高層大廈的傾斜治理
圖1高層及超高層建筑物的傾斜示意
圖1(a)為某高層寫字樓,地上27層,高96.6m,地下2層箱基,由于地基浸水、總荷載偏心矩過大以及基礎施工中偷工減料、底板挑出長度減少80cm等原因,造成建筑物向西北方向傾斜64cm。經采用輻射井法糾傾,已成功地扶正,并進行防復傾加固。南側采用30根10cm長小型鋼管壓漿樁,北側采用25根小型鋼管壓漿樁及10根雙灰井樁加固,經觀測一直穩定,效果很好,已通過驗收及鑒定。挽回損失6000余萬元。
圖1(b)為某高層寫字樓,地上17層,高71m,地下1層筏板基礎,由于基礎下有厚薄不均暗灰色含有機質的軟土層,厚薄相差1.3m,引起樓房向西北方向傾斜20cm,主樓與副樓的連梁及地板已出現裂縫。現在觀察尚未處理。
圖2(c)為某高層寫字樓,地上18層,高56.6m,采用366根孔內夯擴灌注樁,由于樁基施工質量低劣,大批斷樁,施工后期大樓突然向西北方向傾斜,最大值達2.448m,現已爆破拆除。損失2000余萬元。
圖1(d)為某超高層住宅樓,地上30層,高度108m,地下箱基2層,下面采用1100余根打入10m預制樁,打樁時樁未到位,大量截樁,地基土大量隆起,樁尖下有較厚粘土層以及建筑設計荷載有偏心,目前大廈傾斜已近20cm,尚在觀察中。
這四棟大廈發生傾斜都是設計工作失誤、基礎埋深或基礎形式選擇不當及偏心距過大等原因所致。
2、具有深樁基礎建筑物的傾斜治理
圖2具有深樁基礎建筑物的傾斜示意
圖2(a)為地上7層住宅樓,高21.6m,120根灌注樁基礎,樁長28.5m,由于施工時樁未達到持力層,樁尖下有虛土,致使樁基發生不均勻沉降,房屋傾斜量達64cm,經采用截樁法、振搗射水法、輻射井法以及壓重等綜合方法,已將其扶正,并采用抬墻梁法,重新打入8根鋼筋混凝土灌注樁作為防復傾加固措施,處理效果良好。糾傾過程居民一直住在樓內,現已竣工驗收。
圖2(b)為地上4層住宅樓,樁長19.5m,共布樁70余根,因樁周的淤泥土層厚,設計時未計算負摩擦力,布樁也不合理,施工時,樁未到達持力層,致使房屋傾斜39m。經采用負摩擦力糾傾法將其扶正并增設鋼筋混凝土抬墻梁(置于兩根新做灌注樁上),用于防復傾加固,效果良好,已竣工驗收。
圖2(c)為地面以上7層的辦公與住宅混用樓,由于相鄰基坑施工降水深度達-15m,延續一周之久引起該樓傾斜30cm,通過采用負摩擦力糾傾法扶正成功,現已恢復下沉使用功能。糾傾時仍在使用,人員未遷出。
這類深樁基礎上建筑物的傾斜,在南方軟土地區是較多的,主要是成樁質量太差,或者樁未達到持力層,有設計方面的因素,也有施工方面的責任,糾傾與加固的難度也更大些。