建筑糾偏的幾種方法與實(shí)例分析

董華陽 王天晴 李君成 陳映棠

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

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建筑糾偏的幾種方法與實(shí)例分析

董華陽 王天晴 李君成 陳映棠

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

結(jié)合工程實(shí)例，從掏土及注水糾偏、注漿及堆載糾偏、靜力壓樁糾偏、鋼結(jié)構(gòu)糾偏四方面，介紹了幾種常用的建筑物糾偏方案，并闡述了各方案的施工技術(shù)與適用條件，以針對建筑物的特點(diǎn)選擇適宜的糾偏方案。

建筑物，糾偏方案，地基，適用條件

0 引言

地基不均勻沉降而導(dǎo)致的房屋傾斜在建筑工程中時(shí)有發(fā)生，而導(dǎo)致地基不均勻沉降的原因也是多種多樣的，其中主要原因有基礎(chǔ)承載能力不足、地基嚴(yán)重不均勻、回填土厚度較大且處理不善、濕陷性土泡水等。同時(shí)沉降房屋的自身狀況也不相同，其基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)形式、自身剛度等對建筑物糾偏來說影響較大，不同形式建筑應(yīng)針對性的選擇適合其自身特點(diǎn)的糾偏方案，才能在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下有效的進(jìn)行糾偏。

1 糾偏方案一：掏土及注水糾偏[1]

1.1 工程概況

某工程為底框結(jié)構(gòu)，地下1層，地上5層，其中3層以下為框架結(jié)構(gòu)，3層以上為磚混結(jié)構(gòu)。該樓場地具有濕陷性，且房屋南側(cè)有一管溝發(fā)生了大量跑水，導(dǎo)致該樓在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了明顯的傾斜。該樓基礎(chǔ)形式為柱下鋼筋混凝土雙向條形基礎(chǔ)，經(jīng)過現(xiàn)場普查發(fā)現(xiàn)該樓整體性良好，在發(fā)生較大傾斜的情況下上部結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯的開裂。

1.2 處理方案

根據(jù)建筑物沉降原因及房屋特點(diǎn)，針對性的采用在房屋沉降一側(cè)打灰土樁，而在未沉降一側(cè)條形基礎(chǔ)下掏土，增加其地基反力使得其沉降，沉降量不足時(shí)尚可采取適當(dāng)注水的方法增加其沉降量，從而達(dá)到糾偏的目的。通過本方案施工該樓傾斜量明顯減小，現(xiàn)已正常使用(見圖1)。

1.3 適用條件

方案適用條件：1)本方法要求基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)，具備掏土的空間條件，同時(shí)基礎(chǔ)整體性和剛性較好，在掏土的過程中不會發(fā)生基礎(chǔ)破壞的情況。2)結(jié)構(gòu)整體性良好，在考慮糾偏方案之初技術(shù)人員多次赴現(xiàn)場進(jìn)行考察，了解本樓情況，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和計(jì)算發(fā)現(xiàn)本樓整體剛性較好，有一定的耐受變形能力。3)需對沉降一側(cè)基礎(chǔ)進(jìn)行加固，防止掏土或注水對已沉降一側(cè)基礎(chǔ)造成影響。4)掏土及注水施工均需逐步進(jìn)行，同時(shí)在施工過程中隨時(shí)進(jìn)行沉降觀測，嚴(yán)格控制沉降速率，防止沉降過快或沉降不均對建筑造成二次破壞。5)加強(qiáng)臨時(shí)支撐措施，保證結(jié)構(gòu)安全和施工安全。

2 糾偏方案二：注漿及堆載糾偏[2]

2.1 工程概況

某工程主體為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層，地上整體6層局部7層。根據(jù)施工人員反映，本樓南側(cè)原為耕地且有一道灌溉渠，該處地勢較低且有較厚的淤泥。而北側(cè)為渠埂，長期處于壓實(shí)狀態(tài)。所以施工時(shí)南側(cè)為填方、北側(cè)為挖方。由于基坑施工時(shí)基槽內(nèi)翻漿嚴(yán)重，大型施工機(jī)具無法進(jìn)入，所以僅作了簡單的干插片石和鋪墊處理，未進(jìn)行充分的碾壓，壓實(shí)系數(shù)達(dá)不到控制要求。根據(jù)勘察報(bào)告，該場地為中等液化場地，建議采取碎石樁或其他抗液化措施，但由于種種原因，實(shí)際工程僅做了700 mm厚砂卵石墊層。同時(shí)勘察報(bào)告又提出該地基承載能力特征值為90 kPa，經(jīng)復(fù)核驗(yàn)算無法滿足該樓承載能力要求。因此本樓發(fā)生了基礎(chǔ)沉降，且沉降量嚴(yán)重不均，經(jīng)技術(shù)人員初次對該樓進(jìn)行傾斜觀測時(shí)該樓最大傾斜量為140 mm。南北側(cè)最大高差達(dá)90 mm。

2.2 處理方案

由于本樓南側(cè)為填方且未充分夯實(shí)，該側(cè)基礎(chǔ)未來存在繼續(xù)沉降的可能，因此經(jīng)論證決定，對南側(cè)基礎(chǔ)采用高壓注水泥漿的方法進(jìn)行加固。這種方法可以有效固化土體，同時(shí)也能使得地基承載能力大幅提高。在南側(cè)注漿完成且固化后，在北側(cè)房間內(nèi)堆載，具體做法為首先在地下室內(nèi)堆沙袋，要求頂緊地下室頂板。地下室堆載完成后定期進(jìn)行沉降觀察，明確沉降速率。再對1層進(jìn)行堆載，依次反復(fù)對上層進(jìn)行堆載。這樣提高該區(qū)域的地基反力，增大該區(qū)域的基礎(chǔ)沉降量，以達(dá)到糾偏的目的(見圖2)。

經(jīng)過近一年的糾偏處理，該樓傾斜量明顯減小，恢復(fù)到規(guī)范允許的范圍。

2.3 適用條件

該方案適用條件：1)本方法要求地基有一定的變形空間，在堆載后的壓縮量能夠達(dá)到糾偏的目的。2)基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)整體性良好，有一定的耐受變形的能力。3)堆載糾偏前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，確定堆放的荷載量和位置，防止變形過快對結(jié)構(gòu)造成不利影響。4)應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行沉降觀測，密切監(jiān)視沉降速率。5)堆載過程中應(yīng)依據(jù)要求進(jìn)行糾偏施工，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求以保證結(jié)構(gòu)安全和施工安全。

3 糾偏方案三：靜力壓樁糾偏[3]

3.1 工程概況

某多層住宅建于20世紀(jì)90年代初期，為地下1層、地上5層的預(yù)制裝配式磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為梁式筏板基礎(chǔ)。根據(jù)勘察報(bào)告，該樓所處場地具有輕微濕陷性。由于臨近管道破損，短時(shí)間內(nèi)大量跑水，導(dǎo)致該樓基礎(chǔ)下長方向中部土體出現(xiàn)大范圍塌陷。塌陷區(qū)域長度約7 m，深度約3 m。同時(shí)上部結(jié)構(gòu)發(fā)生了傾斜，多處墻體出現(xiàn)裂縫。

3.2 處理方案

由于本樓基礎(chǔ)形式為梁式筏板基礎(chǔ)，整體性尚可，而上部結(jié)構(gòu)形式為預(yù)制裝配式磚混結(jié)構(gòu)，整體性較差，對于變形較為敏感，故經(jīng)充分研究，采用了靜壓鋼管樁的方法對該樓進(jìn)行加固和糾偏，并在施工過程中采用交替頂升的措施保證了該樓變形的連續(xù)性。此方法利用基底塌陷空間，采用液壓千斤頂將鋼管樁體分段壓入地基的方法對基礎(chǔ)進(jìn)行加固，同時(shí)通過對壓力的控制使得結(jié)構(gòu)傾斜量有所恢復(fù)。通過采用本方案進(jìn)行處理，上部結(jié)構(gòu)傾斜有一定程度減小，同時(shí)本樓墻體裂縫大部分閉合。

3.3 適用條件

該方案適用條件：1)本方法對基礎(chǔ)形式的要求不高，鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)均可采用本方案進(jìn)行加固，但由于單樁極限承載力及基礎(chǔ)抗沖切承載力的限制，使得本方法對于基礎(chǔ)加固的效果遠(yuǎn)大于糾偏效果，僅適用于傾斜量較小的工程。2)由于本工程上部結(jié)構(gòu)整體性較差，采用了交替頂升的措施。3)進(jìn)行靜力壓樁應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，確定樁體的承載力和基礎(chǔ)的抗沖切、受彎、受剪承載力等，防止壓樁對結(jié)構(gòu)造成破壞。4)在施工過程中全程進(jìn)行沉降觀測，嚴(yán)格控制頂升速率，防止速率過快對結(jié)構(gòu)造成二次破壞。

4 糾偏方案四：鋼結(jié)構(gòu)糾偏

4.1 工程概況

某工程為單層單跨鋼排架廠房，基礎(chǔ)為柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。屋面采用梯形鋼屋架支撐大型混凝土屋面板。由于該場地處于山區(qū)，廠房一側(cè)挖方一側(cè)填方，導(dǎo)致地基嚴(yán)重不均勻，填方一側(cè)地基發(fā)生了較大的沉降，柱最大傾斜量達(dá)到15 cm，嚴(yán)重影響了吊車的運(yùn)行，必須進(jìn)行處理。

4.2 處理方案

根據(jù)本工程特點(diǎn)，我們首先對填方一側(cè)地基進(jìn)行了高壓注漿處理，防止其繼續(xù)沉降。由于本工程為鋼結(jié)構(gòu)排架，屋面采用梯形屋架，整體性較差，對變形較為敏感，無法承受糾偏帶來的內(nèi)應(yīng)力。經(jīng)充分研究決定，采用對鋼柱切肢補(bǔ)焊的方法對鋼排架結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。具體方法為對傾斜量較大，影響吊車運(yùn)行的排架柱局部切除其翼緣，并重新補(bǔ)焊翼緣和局部腹板，同時(shí)對梯形剛屋架進(jìn)行加固處理，達(dá)到保證吊車順利運(yùn)行的目的。

4.3 適用條件

該方案適用條件：1)本方案適用于結(jié)構(gòu)整體性較差的大跨單層鋼結(jié)構(gòu)廠房。2)本方案實(shí)質(zhì)上并未對結(jié)構(gòu)進(jìn)行糾偏處理，本方法僅對影響吊車運(yùn)行的排架柱進(jìn)行局部切割和補(bǔ)焊，保證了吊車的運(yùn)行。

5 結(jié)語

結(jié)構(gòu)糾偏是一項(xiàng)工程技術(shù)難題，由于每個(gè)工程都有其自身特點(diǎn)，這就要求我們技術(shù)人員不能盲目蠻干，而要在充分細(xì)致的了解結(jié)構(gòu)各方面情況的基礎(chǔ)上有針對性的制定糾偏方案。

[1] 王天晴，俞 清，楊鵬英，等.建筑物的掏土和注水糾偏[J].山西建筑,2016，42(3)：51-54.

[2] 王天晴，陳 浩，陳映棠，等.偏心堆載和高壓注漿在既有建筑糾偏中的聯(lián)合應(yīng)用[J].山西建筑，2015，41(36)：53-55.

[3] 王天晴，陳映棠，王璀瑾.交替頂升法處理地基局部沉降[J].建筑結(jié)構(gòu)，2015，45(sup):872-875.

Analysis of several methods and examples of building rectification

Dong Huayang Wang Tianqing Li Juncheng Chen Yingtang

(ShanxiAcademyofBuildingResearch,Taiyuan030001,China)

Combining with engineering examples, starting from four aspects of soil digging and water-injecting rectification, grouting and heap loading rectification, static pile pressing rectification and steel structure rectification, the paper introduces several common building rectifying deviation scheme, and illustrates their construction technologies and applicable conditions, with a view to select suitable rectifying deviation scheme in light of building features.

building, rectifying deviation scheme, foundation, applicable conditions

1009-6825(2016)30-0079-03

2016-08-13

董華陽(1981- )，男，工程師； 王天晴(1960- )，男，碩士，高級工程師，一級注冊結(jié)構(gòu)師； 李君成(1982- )，男，碩士，工程師； 陳映棠(1981- )，男，碩士，工程師

TU470

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