淺析建筑加固中建筑物糾偏和移位施工技術

王維東 王惠麗

北京華億建科建筑加固工程有限公司 北京 100068

引言

在建筑加固工程項目中，有一些是由于地質災害導致的建筑物傾斜而需要加固的項目。施工人員經常能遇到建筑主體加固，但建筑糾偏和移位在實際工程中遇到的并不多。建筑地基加固主要有地基土加固、基礎置換、建筑糾偏等。其中建筑物糾偏和移位在建筑加固技術中是難度比較大的加固技術，因為建筑自重大，作業面受限制，所以建筑糾偏和移位是比較難操作的。根據筆者多年的建筑糾偏和移位施工經驗，總結了建筑加固中建筑物糾偏和移位的幾個常用施工技術方法。

1 迫降糾偏

為了糾正建筑物的傾斜可以采用強迫下沉的辦法使沉降少的一側下沉的多一點，使與下沉多的一側平衡。迫降糾偏方法有多種，包括掏土糾偏法、水沖掏土法、沉井深層水沖掏土法、鉆孔深層取土法、壓重糾偏法等。

迫降糾偏法的設計內容有：確定建筑平面上各點的迫降量，制定迫降順序和安全措施。嚴格設置監控系統和沉降測繪點，沉降測繪點沿建筑物縱向每邊大于3個以上，另一個方向測繪點大于2個點，其他混凝土結構建筑要增加測繪點。記錄每天沉降與結構裂縫開展情況，控制下降高度在4～11mm/d以內，施工開始及接近收尾時應選低值。迫降終止時應預留一些沉降量以防過偏[1]。

1.1 基底掏土法

適用于勻質粘性土與砂土上的淺埋基礎。人工掏土的溝槽間隔一般為1～ 1.5m，寬為0.3～0.5m，比基底深0.1～0.2m。向基底下水平穿孔掏土。掏土先從沉降小的建筑一邊進行，逐漸到沉降大的一邊過渡，依次進行。

砂土掏土糾偏，掏土孔在平面上在基礎兩側交錯布置，間距1m，斜向打入Φ200的管子導向，用鐵管在孔中分段掏土，迫使該部基礎下沉，每階段迫降量為20mm，待沉降穩定后再進行下一階段掏土。

1.2 水沖掏土法

沖水槽設在沉降小的基礎邊緣。一般間隔2～2.5m，寬0.2～0.4m，深于基底0.15～0.3m，槽底有坡度以利水流帶出泥沙，水壓一般為1～3MPa，流量40L/min。流量與水壓應經現場試驗確定。施工中土槽應逐漸加深，但不應超寬，一旦超寬應立即用沙礫等物回填以保安全。

1.3 沉井深層水沖掏土法

此法用于淤泥質土、黏性質土等。工作井可用沉井或有護壁的豎坑。井孔的直徑不小于0.8m，井壁混凝土的強度等級不小于C20，砂漿強度等級不小于M5。井位可以設在沉降比較小的一側，也可以是在室內位置。其數量、深度、間距等由工程需要決定。當采用射水法取土時，井壁設射水孔與回水孔。射水孔徑約0.15～0.20m，位置由地基土質及建筑糾偏量來決定。為了回水及施工操作，射水孔的高度比井的底部深度高1200mm。射水壓力及流量由試驗決定。糾偏完成后，工作井與射水孔應仔細回填。射水孔可用生石灰與粉煤灰回填，工作井用2∶8灰土或素混凝土回填。

1.4 鉆孔深層取土法

適用于淤泥、淤泥質土等軟土。在建筑物少沉的一側布置密集的一行鉆孔，分期分批地從孔中掏取較深處的軟土（圖1），使建筑迫降而糾偏。鉆孔深度應根據建筑地基不均勻沉降和土質的情況布置，然后應確定打孔取土的先后順序。鉆孔方向可以是豎向、水平向或斜向。此法與上述基底直接掏土法的區別是：掏深不掏淺；掏軟不掏硬；在基礎外掏，不掏基礎直下方的。此法能較好地保護基底下的持力層，使之成為調節基底壓力的保護層。

圖1 地基深層掏土孔布置示意圖

1.5 壓重糾偏法

此法在傾斜的建筑物或基礎上加壓重或者利用杠桿原理加荷載到基礎上迫降，方法簡單，但主要用于小型基礎且傾斜不大的場合，對飽和黏性土其固結沉降過程甚慢。利用錨固系統的加壓裝置，加壓機具可以固定在錨桿上，施加壓力的構件連接加壓設備和基礎，通過油壓機械泵對基礎土加壓。此法在柱基糾偏上常較簡單價廉，且加壓糾偏裝置可長期保留，重復利用。

2 頂升糾偏

2.1 頂升糾偏適用條件

2.1.1 建筑物發生了不均勻沉降，并且沉降量比較大，造成建筑標高不滿足使用要求。

2.1.2 建筑物有抬高標高的要求，以解決排污困難或使用面積減少。

2.1.3 不適用迫降糾偏的建筑。

2.1.4 預先設置可調措施的結構。

2.1.5 建筑需要抬高的高度小于0.8m的建筑。

2.2 頂升的方法分類

2.2.1 框梁頂升糾偏：分段切斷基礎與上部結構的連接，通過托換技術在底層設置整體性好的平面框梁(圈梁)支托起上部結構。利用原基礎作支承在選好的支承點上安放千斤頂。

2.2.2 托梁頂升：在建筑物二外側對稱打入兩排樁，而后建筑基礎底部挖出一定的空間，根據設計要求做基礎梁，等混凝土強度達到設計要求后，在梁上部放置頂升千斤頂，用千斤頂頂起托梁，調節千斤頂的行程使建筑物徐徐回傾。

2.2.3 靜壓樁頂升糾偏：在原基礎下設置坑式支撐樁，作為千斤頂的支座。樁的支承力必須大于每樁分擔到的結構荷載。

2.2.4 地基注漿頂升：穿過多沉部位的基礎打鉆孔，向孔內注漿，利用漿液的上抬力糾偏。此法宜用于荷載不大的基礎[2]。

2.3 框梁頂升設計

頂升設計主要在頂升時受力梁系(圈梁或托梁)的牢固可靠，其變形與承載力均須通過驗算。頂升系統由基礎梁、鋼筋混凝土墊塊構成，千斤頂位置要在地面標高以上，根據現場情況至少要滿足500mm以上。其位置應在地面以上50cm，以便利操作。千斤頂應放置在上下受力混凝土梁系之間。鋼墊塊與鋼筋混凝土墊塊是為保護結構壓壞和調整標高用的。

頂升點的分布及數量：對磚混結構每個相鄰支撐點距離小于1000mm左右，遇到洞口位置，要對洞口進行加固處理。頂升點數量可按下式進行估算：

式中：

n-頂升點數（個）；

Q-建筑設計總荷載（kN）；

Na-頂升支承點的設計荷載（kN），可取千斤頂額定工作荷載的0.8。千斤頂額定工作荷載可選400～600kN。

K-安全系數，可取1.5。

砌體結構建筑頂升梁可按彈性地基梁設計。取相鄰的三個支承受力點去掉中間受力支點后，兩邊緣受力支點間的凈距離作為計算跨度。框架結構建筑頂升梁(柱)必須能支承框架柱的荷載。

2.4 框梁頂升糾傾的施工

頂升糾傾的施工分為：拆除填充墻移去活荷載→澆注頂升粱架→設必要的支撐→切斷已有建筑的柱、墻→預頂升檢查各項工作是否完備→頂升→就位并澆注連接部位。

頂升開始前，需要對支撐點進行試驗，試驗點數量占總數的1/5，試驗的荷載應為每個支點荷載的1.5倍左右頂升時應設置水準儀和經緯儀觀測站，以觀測建筑物頂升糾傾全過程。各個頂升點的高度偏差不得小于建筑物的變形量。千斤頂倒程時，相鄰千斤頂不得同時進行，倒程前應先用楔形墊塊進行保護，并保證千斤頂底座平穩。當達到指定位置后，應立即在指定位置用支撐物頂住，確認支撐可靠后，留出連接區域，砌磚或者鋼筋連接澆筑混凝土頂升高度較大時應邊頂升邊墻體砌筑。千斤頂應在結構連接完成后，并且達到設計的強度后，方可分批次拆除千斤頂。

3 現有建筑的移位

多層建筑或剛度好的筒倉等在震后發生傾斜而糾偏代價更大時，可考慮移位。遷移費用一般很大，通常是由于某些特殊原因才出此遷移之策。結構的遷移裝置大體如圖2所示。

圖2 結構的遷移裝置示意圖

移位工程的設計施工包含下列內容：首先將柱、墻的隱蔽部分挖出，將結構從舊基礎上切斷（分段進行），并轉移到一個可移動的支承系統（一般是型鋼組成的托梁系統）上。托梁支承在導滑鋼梁（或鋼板）。上，下面是滾動支座。滾動支座可采用粗于Φ100mm的圓鋼、厚壁鋼管，或Φ150～200mm的鋼管混凝土。滾動支座應設限位卡，防止滾動過大。滾輥的間距與數量根據支承力設計。

設計的內容還有：根據建筑物各部荷載，設計托梁的截面與配筋；移位中受力驗算和補強設計；新基礎的承載力與變形計算；移位線路的地基承載力校驗；滾動支座設計；推力或牽引裝置設計等。移位方法有推頂與牽引兩種。推頂用于大型結構，所需總推力約為結構重量的2%。鋼縱梁是移位時的上軌道梁，基礎頂面設下軌道梁，移位前下軌道梁需找平和驗算。移動時用20mm的鋼板作為上下滾動面。施工時分段置人上下鋼板與滾動支座，嚴格保持水平移動。推頂或牽引裝置應有測力計，移動速度不宜大于50mm/min，應有完善的指揮與監測系統，防止液壓千斤頂出力不均而歪扭。應有足夠的人員檢查對中、變位與故障情況。滾輥必須與移動方向垂直。當出現偏移時應調整滾輥以糾正之。到達設計位置后，應立即進行結構的連接與分段澆注混凝土[3]。

4 結束語

建筑施工一定要做好建筑地基處理，以免后期出現因為地基問題造成的建筑傾斜。當建筑已經發生的傾斜問題時，建筑糾偏技術就是非常有效的一種建筑加固手段。建筑糾偏和移位是建筑加固工程中施工難度比較大的項目，往往對施工單位有比較高的要求，而且施工人員要有豐富的施工經驗，否則在施工過程中會發生很嚴重的工程事故。本文通過建設建筑糾偏和移位施工技術，讓施工人員能進一步了解這項施工技術，希望對類似工程有所借鑒。