廖華智(廣東建科建筑工程技術開發有限公司)
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多層住宅樓傾斜糾偏加固的施工技術
廖華智
(廣東建科建筑工程技術開發有限公司)
【摘要】隨著我國經濟的快速發展,建筑行業取得了巨大的成就,各式各樣的建筑群體展現在人們的生活中。建筑設施是人們生活的載體,對人們具有重要的作用。多層住宅樓的出現,在很大程度上緩解了人口過多帶來的壓力,方便了人們的生活。由于施工、地基等方面的問題,導致多層住宅樓層出現傾斜的現象。多層住宅樓傾斜會給住戶帶來巨大的不便,造成財產損失,嚴重影響人們的生活質量。基于此,本文對多層住宅樓傾斜糾偏加固的施工技術進行了研究,對住宅樓出現傾斜的原因進行分析,尋找相應的防止與解決對策。以便為人們提供良好、舒適、安全、放心的生活環境。
【關鍵詞】多層住宅樓;傾斜;糾偏;加固;施工
1.1前言
我國在二十世紀八十年代左右,城市建筑設施主要以多層為主,建筑施工地的地基也相對薄弱。這是因為當時的建筑施工技術相對落后,相關的機械設備與施工制度尚未完善。到現在為止,這些多層住宅樓中,有少數的樓層出現了傾斜的現象,嚴重威脅到人們的生活與生命財產安全。多層住宅樓出現傾斜現象的原因主要有兩個:一是因為建筑外部因素,由于外部地質因素、住宅樓層周圍工程活動帶來的影響等;二是因為建筑自身的建設問題,當時的建筑施工技術比較落后,很多設計方面的問題都不夠成熟,導致多層住宅樓設計不合理,施工質量未達到標準,地基出現沉降問題等。而且隨著時間的流逝,多層住宅樓出現傾斜的問題越來越嚴重,而且出現的頻率也在迅速增加。
多層住宅樓產生傾斜不僅會對住戶造成不便,產生威脅,還會嚴重影響社會的和諧穩定發展。為了解決多層住宅樓傾斜問題,并對建筑進行糾偏加固處理,筆者以某多層建筑為例,從建筑地基到建筑工程頂樓進行了詳細的分析與研究,以期對今后多層住宅樓的建設和施工提供有益參考。
1.2概況
本次研究主要以某地區的6層住宅樓為例。該建筑的主體結構為混磚結構,局部為7層,建筑的俯視圖形為矩形,東西方向的長度為54.2m,南北方向的寬度為12.6m,建筑的總面積約為3500m2。建筑基礎采用的是條形基礎,條形基礎基底的標高為2.2m,條形基礎下為粉噴樁,基樁的長度為9m,直徑為500mm,建筑的竣工日期為2000年。本次研究的多層住宅樓從建成到現在已有近16年的時間,目前出現了非常明顯的傾斜現象。為了防止傾斜程度更加嚴重,保證住宅樓能夠安全放心的使用,經過本市專業的技術人員與有關部門的試驗與分析,決定對該傾斜建筑進行糾偏加固處理。
2.1地下水因素
在我們腳下的深處,存在著大量的地下水,為我們的生活提供必需的生活用水。正因為地下水的存在,才導致施工不當,使多層住宅樓產生傾斜。本次研究的多層建筑設施周圍存在的山坡東南側的地勢相對較高,建筑西側的基坑采用了隔滲措施。以此狀況來看,多層建筑的滲流通道主要在北側,如圖1所示。由下圖可以觀測到,在建筑北側的AB坡面是地下水滲透的唯一通道。根據該圖可知建筑周圍環境中:①主要為雜填土層,②主要為坡積土;根據圖中的情況來分析,土層①、②正好將地下水與建筑地基相隔。正常的情況下地下水是無法滲透的,該多層住宅樓也不會發生傾斜現象。但是,由于國家在大力支持公路擴建工程,在施工的過程中將建筑北側的雜土層破壞,打破建筑周圍環境的平衡,導致地下水的水位降低。多層建筑周圍環境受到破壞,導致土層水分流失,使得建筑北側的地基發生沉降,最終多層住宅樓向北傾斜。
2.2地基因素
建筑在施工之前必定會先打好基礎,將地基承受的荷載力提高,達到建筑施工要求。一旦地基受到破壞,則樓層將會出現受力不均的現象,導致樓層傾斜。根據對施工地基的勘測、試驗、分析,施工地點的地基存在著威脅性。建筑所在的坡積土與風化泥巖兩個土層的承載力非常高,完全可以達到建筑所需標準。但是建筑北側的雜土層卻存在巨大的缺陷,該土層的性質比較特殊,在受到壓力過大時,土層會進行收縮,導致建筑北側基礎發生沉降。建筑周圍的坡度發生傾斜,方向是由南向北,土層的厚度不斷增大。因此,建筑周圍環境的承載力是非常不均勻的,多層建筑中心線南側地基的承載力大于北側地基的承載力。在受到同等壓力的時候,不同地區的地基所受到的承載力也不相同,壓縮層的厚度也不相同,這種情況下建筑北側就會發生較大的沉降,建筑物就會產生傾斜。

圖1 多層住宅樓周圍環境
2.3承載力因素
該建筑基礎采用的是條形基礎,條形基礎的尺寸較小,對地基的影響范圍也是有限的。如圖1所示,將多層住宅樓作為整體的基礎,根據地基承載力計算,建筑北側地基承載力產生影響的因素包括道路擴建和土層挖掘。根據具體計算可知,建筑中心線以北單側地基承載力會隨著壓力超載而逐漸降低,但是南側的地基承載力卻會保持不變,這樣地基整體承載力就會發生不均勻沉降,多層住宅樓也會因此而發生傾斜。
2.4雜填土層因素
多層住宅樓層周圍環境有一層非常厚的雜填土層,厚度有2.7m~4.5m。雜填土層的穩定性直接影響到建筑的安全性,一旦雜填土層的穩定性受到破壞,建筑就會發生傾斜。由于北側的雜填土層受到破壞,被挖出一部分,形成一個南厚北薄的雜填土邊坡。邊坡上面設置著固定保護裝置,用來維護邊坡的穩定性,以防雜填土層發生變化。但是,這種布局只是暫時的,并不能保證絕對的穩定,隨著時間的流逝雜填土會沿著圖1中AC頁面滑動,也可能會發生整體滑動。根據計算公式計算可知,邊坡的穩定性臨界高度在3.61m,當邊坡的實際高度小于3.61m,邊坡則處于整體穩定的狀態;當邊坡的實際高度大于3.61m時,則邊坡會發生滑動,影響到雜填土層的穩定性。所以,雜填土層的穩定性與多層住宅樓的穩定性有著直接關系,是多層住宅樓產生傾斜的原因之一。
3.1原則
多層住宅樓產生傾斜的原因多為地方基礎沉降,導致地基不穩定,出現建筑傾斜的現象。要想解決建筑的傾斜問題,首先需要對沉降的地方進行加固處理,防止地基再次沉降。主要的加固方式有兩種,第一是加大建筑的荷載力度,將其沉降的速度加快;另一種方式是將荷載力釋放出去,減輕建筑對地基的壓力。當多層住宅樓沉降位置達到規定范圍內,在對整個建筑的地基進行加固處理,并且迅速穩定沉降。
3.2糾偏加固
加快多層住宅樓沉降速度:在沉降區部分選擇沉降量最小的部位,采用錨桿樁加大荷載力度,加速沉降的速度。限沉方式:采用合適數量的鋼管樁,將其運用到沉降力度較大的區域,進行托換加固。將所用的鋼管樁與受力的底鋼板相連接,采用焊接技術焊接到一起,這樣就可以將荷載力釋放,限制沉降。
多層住宅樓的傾斜方向是向北傾斜,多以在糾偏的時候需要在房屋的南側布置相應數量的陶土孔進行糾偏。又因為房屋北側沉降相對較大,為了加強糾偏的效果,需要在建筑的北側按一墻一樁的原則布置錨桿靜壓樁進行加固,使其沉降狀態穩定下來。
3.3補救措施
從這棟磚混結構住宅樓來看,建筑發生傾斜的主要原因是因為地基土層承載力不均勻導致的沉降。猶如圖1所示,建筑中心線以北的地基基礎發生了沉降,承載力也相對較低,而南側的地基卻相對較高。
⑴由于多層住宅樓的沉降與傾斜是有規定的,根據這棟建筑的健康狀態可以選擇相應的補救措施。如果建筑的傾斜只是發生在部分構建上,應該選擇局部加固的方式來進行調整,提高整個建筑的性能。
⑵也可選擇在多層住宅樓的北側增設一些基樁,這樣可以提高北側邊坡的穩定性,防止邊坡出現進一步的滑動,導致北側的承載力再次降低。
⑴糾偏加固施工順序安排。本次研究的多層住宅樓是北向傾斜,所以現在建筑的北側進行錨桿靜壓樁加固,立即將其封樁,然后在建筑的南側進行掏土,等到建筑南側掏土糾傾達到設計要求之后,在施工南部錨桿靜壓樁。該部位的錨桿靜壓樁暫時先不封樁,等到糾偏達到規定的位置之后再進行封樁。
⑵首先,通過測量設備對建筑周圍環境沉降地區進行測量,將所有網點都標注出來;其次,為了保證工程施工的準確性,需要提前對所有工點的位置進行標記與編號,以便準確無誤找到所需位置;最后開槽移土并打導孔。
⑶糾偏施工現場。為了糾正多層住宅樓的傾斜角度,需要對建筑實施掏土糾偏。掏土孔的位置在建筑的南部,在南部一共布置了13個掏土孔,按照以下的要求進行施工:
掏土孔的鉆取需要采用多向鉆進行取土,各個掏土點必須含三個孔,呈現三叉形狀分布,掏土的順序為從中間到兩邊,然后進行下次的分叉孔。掏土點的順序采取的是內插法,即:掏土的順序是從多層建筑的兩側開始的,再掏中間的掏土點,最后從兩側間隔掏土。
掏土的過程中應該特別注意掏土的分量,每個掏土孔掏出的土都應該嚴格的控制在0.2m3。掏土孔在第一次掏土的時候就應該嚴格控制,動作放慢,掏完一遍之后再按照原來的順序進行第二遍,就以這樣的分量和形式完成余下的掏孔。同時嚴格控制每天的掏土量,避免掏土量過多,對上部多層建筑及相鄰的建筑造成不必要的損傷。
掏土是為了將多層住宅樓的沉降指標糾正,當糾偏工序完成,達到要求標準之后,需要將原來的掏土孔填實。填實掏土孔應該選擇中粗砂進行回填,保證建筑不再下沉。
5.1監測
多層住宅樓在糾偏與加固的過程中需要對施工過程及成果進行檢測,需要采用二等精度逼格導線的水準測量,再通過檢測儀對房屋的傾斜程度進行測量。多層住宅樓北側的掏土位置在掏土期間的沉降速度應該控制一下,避免速度過快對建筑造成損傷。在整個過程中應該對糾偏進行實時監控,一共測量出16組數據,每一組數據包括沉降速率和總量、傾斜率。通過對本次糾偏過程的觀測,使得多層建筑樓的傾斜度逐漸減少,平穩性逐漸提高。
多層住宅樓在糾偏的過程是非常重要的,必須采用先進的動態監測技術進行監控,避免在施工的過程中出現沉降失控的現象。在實際監測的過程中,房屋掏土需要每天進行3次監測,把每天的糾偏距離嚴格控制在4mm以內,一旦發現測量的數據大于4mm,就必須勒令停止施工,并且及時進行調整。
5.2防護
該多層住宅樓的糾偏加固方式是先壓樁再掏土,首先是將建筑南側的樁封閉,北側先不封樁,然后再進行掏土,等到建筑的傾斜率達到規定標準之后北側再進行封樁。因為建筑的沉降不能被完全控制,必須在南側壓樁結束后準備好壓樁鋼架和黃沙,隨時應對失控現象。一旦建筑沉降的速率發生異常現象,就必須將準備的壓樁鋼架安裝上,將錨桿靜壓樁和基礎基座連接在一起,用錨桿靜壓樁來承受建筑荷載力,以此控制建筑的沉降速度,同時回填準備好的黃沙。
本文通過對多層住宅樓傾斜糾偏加固技術的分析,了解到建筑發生傾斜的主要原因是地基不均勻造成的,另一個因素是對雜填土的破壞造成地下水流失。要想改變這種傾斜的現象,就必須提前對建筑施工地質進行考察,嚴格控制周圍環境的開發,并且尋找相應的解決措施,以便為人們提供安全放心、舒適的住宅。同時,采用先進的計算機與信息技術對施工進行監控,為施工提供安全保障,為居民提供正常的生活。●
【參考文獻】
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