頂推法糾偏施工

摘要：地基的不均勻沉降，常使建（構(gòu)）筑物發(fā)生下沉、傾斜和錯(cuò)動(dòng)等偏位。本文介紹利用千斤頂作為糾偏主要機(jī)具，糾正建（構(gòu)）筑物因地基不均勻變形而發(fā)生的傾斜偏位、水平偏位。通過(guò)工程實(shí)例敘述了頂推法糾偏的設(shè)計(jì)方法和施工技術(shù)要點(diǎn)。頂推糾偏法的技術(shù)原理清晰，機(jī)具易得、施工簡(jiǎn)便，在工程中收到較好的經(jīng)濟(jì)效果。

關(guān)鍵詞：頂推;糾偏

1.概況

黃驊港綜合港區(qū)多用途碼頭工程集裝箱堆場(chǎng)軌道梁基礎(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，軌道梁長(zhǎng)度為479.172m，由29段獨(dú)立的軌道梁基礎(chǔ)組成。軌道梁之間場(chǎng)地跨度為33m，吊車為40T橋式龍門吊車。由于軌道梁④軸及一期集裝箱堆場(chǎng)投入使用時(shí)，軌道梁⑤軸及南側(cè)二期集裝箱堆場(chǎng)尚未建成，正在進(jìn)行真空預(yù)壓地基處理，基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降及位移，造成該段④軸軌道梁整體向外偏移，跨度增大，吊車無(wú)法運(yùn)行。為恢復(fù)生產(chǎn)，待軌道梁⑤軸及南側(cè)二期集裝箱堆場(chǎng)施工完成后，對(duì)④軸進(jìn)行頂推糾偏處理，恢復(fù)至原設(shè)計(jì)軸線位置。具體如圖1所示。

根據(jù)施工前的測(cè)量數(shù)據(jù)，四軸整體向外側(cè)偏移量平均約10cm。

2.頂推法糾偏的設(shè)計(jì)

2.1頂推法糾偏技術(shù)依據(jù)

本工程利用頂推技術(shù)對(duì)軌道梁基礎(chǔ)進(jìn)行位置糾偏的原理是：將挖去兩側(cè)土方的混凝土基礎(chǔ)，在保證其傾覆穩(wěn)定的前提下，利用千斤頂工作時(shí)產(chǎn)生的水平推力，破壞混凝土基礎(chǔ)底面與地基土表面的靜摩擦平衡，以砂墊層作為滑動(dòng)面，使混凝土基礎(chǔ)沿著預(yù)先確定的方向滑動(dòng)產(chǎn)生位移，最終達(dá)到設(shè)計(jì)位置，從而達(dá)到糾偏的目的。

2.2千斤頂?shù)倪x擇及布置

頂推技術(shù)是利用千斤頂工作時(shí)產(chǎn)生的水平推力，克服被頂物基礎(chǔ)與地面產(chǎn)生的摩擦力而使其滑動(dòng)。這種摩擦力大小用下面公式計(jì)算：

F=W*μ，其中：

F為摩擦力;

W為混凝土基礎(chǔ)重力;

μ為基底的摩擦系數(shù)，引自《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002。

本次頂推施工將砂墊層作為滑動(dòng)面，因此將C35混凝土軌道梁、C15混凝土墊層和灰土墊層視為一整體，具體詳見(jiàn)圖2。根據(jù)上述原理，工作時(shí)克服摩擦力的大小，計(jì)算如下：

混凝土重度m1=2400kg/?;

灰土重度m2=2100"kg/?;

軌道梁體積V1=1.8m*0.8m*15m=21.6?;

混凝土墊層體積V2=2m*0.1m*15m=3?;

灰土基層體積V3=3m*0.3m*15m=13.5m3;

重力加速度g=9.8N/kg;摩擦系數(shù)μ=0.6;

則每段軌道梁所需頂推力：

F="W*μ=【m1*（V1+"V2）+"m2*"V3】*"g*μ=514KN

如上述計(jì)算可知，可選用200KN千斤頂，每段軌道梁須使用3臺(tái)千斤頂同時(shí)工作。

2.3頂推系統(tǒng)的設(shè)置

頂推裝置要做到盡量擴(kuò)大在④軸軌道梁混凝土面的頂推受力面積，因此在千斤頂和④軸軌道梁之間采用特制的型鋼墊塊，避免了千斤頂直接接觸軌道梁混凝土面，受力面較小使混凝土產(chǎn)生破壞的情況。型鋼墊塊采用長(zhǎng)度為326mm的H型鋼，兩端焊接厚12mm的鋼板，鋼板面積為300mm*300mm，構(gòu)件材質(zhì)均選用Q345鋼。

由于千斤頂尺寸限制，實(shí)施頂推作業(yè)時(shí)，須在千斤頂后部設(shè)置一處傳力柱，傳力柱為直徑325mm、壁厚10mm的圓鋼筒，兩端焊接厚12mm的鋼板，鋼板面積為400mm*400mm，構(gòu)件材質(zhì)選用Q345鋼。設(shè)置此傳力柱同樣起到了增大受力面積的作用，避免了支撐物發(fā)生形變。

布置頂推系統(tǒng)時(shí)，千斤頂頂推支撐點(diǎn)、H型鋼墊塊中心及傳力柱軸線必須成一條直線，做到三者布置平、直、順。千斤頂頂推點(diǎn)設(shè)置在軌道梁重心位置以下，保證頂推時(shí)的穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩，頂推時(shí)軌道梁基礎(chǔ)只會(huì)平移向前，不會(huì)出現(xiàn)“扎頭”現(xiàn)象。

1—H型鋼墊塊;2—千斤頂;3—傳力柱;

4—需糾偏的④軸軌道梁;5—混凝土墊層;6—灰土墊層;

7—砂墊層滑動(dòng)面;8—新建⑤軸軌道梁。

3.糾偏作業(yè)步驟

3.1"施工工藝流程

施工前準(zhǔn)備→開(kāi)挖4軸兩側(cè)堆場(chǎng)→布置4軸與5軸之間頂推設(shè)備→同步頂推并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

3.2"施工方法

3.2.1施工前準(zhǔn)備

頂推糾偏前，使用全站儀進(jìn)行一次精確測(cè)量，根據(jù)設(shè)計(jì)理論軸線位置以及現(xiàn)有軌道梁軸線位置，確定各分段軌道梁的偏移量。

頂推前，拆除鋼軌扣件，確保扣件完全與鋼軌脫離。因4軸軌道梁使用已一年以上，扣件已有不同程度的損壞，拆除時(shí)，注意對(duì)扣件的保護(hù)，對(duì)于損壞的扣件準(zhǔn)備新扣件代替。

3.2.2"開(kāi)挖4軸兩側(cè)堆場(chǎng)

對(duì)4軸北側(cè)糾偏方向集裝箱堆場(chǎng)進(jìn)行拆除，拆除寬度為5m。同時(shí)進(jìn)行4、5軸之間的溝槽開(kāi)挖。開(kāi)挖至軌道梁底部中粗砂墊層頂面為止，以中粗砂作為軌道梁平移的滑動(dòng)面。原有中粗砂上部石灰土基層在開(kāi)挖過(guò)程中，保留石灰土基層寬度30cm，以此作為緩沖面，防止頂推力過(guò)大，造成軌道梁向北側(cè)傾覆。

3.2.3"布置4軸與5軸之間頂推設(shè)備

土方開(kāi)挖完畢后進(jìn)行軌道梁糾偏千斤頂布置。根據(jù)中粗砂墊層以上的石灰土墊層、砼墊層及軌道梁的總質(zhì)量，與中粗砂墊層之間的摩擦系數(shù)關(guān)系，確定頂推力，推算出所需千斤頂數(shù)量。

在4軸和5軸之間布置千斤頂，依次排開(kāi)布滿整個(gè)軌道梁，并保證千斤頂擺放平直且頂推點(diǎn)延長(zhǎng)線通過(guò)軌道梁重心，避免頂推時(shí)出現(xiàn)豎向分力從而影響頂推效果。

3.2.4"同步頂推并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

4軸和5軸之間千斤頂布置及連接完畢后，進(jìn)行頂推系統(tǒng)調(diào)試，檢查各泵站、油路以及千斤頂工作是否正常。待一切正常后，開(kāi)啟所有頂推系統(tǒng)。為避免頂推某段軌道梁對(duì)其它梁造成不均勻位移，采用整體頂推，同步進(jìn)行的方式。

根據(jù)偏移量，對(duì)不同梁施加相應(yīng)的頂推力。在頂推過(guò)程中使用全站儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)整個(gè)軌道梁的頂推平移量，同時(shí)觀察位移計(jì)，控制每行程頂推距離，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)頂推系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋，調(diào)整頂推力數(shù)值，達(dá)到頂推力和整個(gè)軌道梁位移協(xié)調(diào)一致。

第一次同步頂推至所有軌道梁位置滿足要求后，關(guān)閉系統(tǒng)。為避免因千斤頂卸載后，造成軌道梁回移。待軌道梁穩(wěn)定一段時(shí)間，再重新測(cè)量4軸位置，根據(jù)穩(wěn)定后的偏移數(shù)值，再進(jìn)行一次頂推。以此方式循環(huán)，直至不再發(fā)生回移。

4.總結(jié)

頂推糾偏法主要使用千斤頂，機(jī)具簡(jiǎn)單，原理清楚，方法簡(jiǎn)便，具有一定的經(jīng)濟(jì)效果，是一種有效的構(gòu)筑物復(fù)位糾偏措施。采用頂推糾偏法，在實(shí)施中應(yīng)恰當(dāng)把握作用力的大小，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。應(yīng)用頂推糾偏法，有一個(gè)必要的前提，即該建（構(gòu)）筑物必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，確保糾偏中建（構(gòu)）筑物不受損壞。

糾偏的設(shè)計(jì)和施工還應(yīng)配合地基加固的設(shè)計(jì)和施工，本工程中，正是由于軌道梁④軸南側(cè)場(chǎng)地尚未建成，正在進(jìn)行真空預(yù)壓施工，地基產(chǎn)生不均勻位移及沉降，才導(dǎo)致軌道梁④軸偏位，所以糾偏與加固地基，兩者必須緊密相連，糾偏至原位置后，應(yīng)對(duì)其地基進(jìn)行加固。

該工程實(shí)施糾偏后，效果良好，每一分段軌道梁均控制在規(guī)范誤差允許范圍之內(nèi)。但從工程施工控制方法上來(lái)說(shuō)，糾偏已屬于事后控制，雖然效果不錯(cuò)，但卻增加了投資，延誤了工期。因此，在今后的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工中，還要加強(qiáng)事前控制，確保不影響使用功能的前提下，一次性設(shè)計(jì)施工到位。

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