建筑工程加固纠偏的施工设计与预防风险方法

【摘 要】考虑到场地周围环境条件和地质条件,采用锚杆静压桩对某办公楼进行地基托换加固处理,并采用顶升纠偏法对办公楼进行纠偏处理,利用信息化设计和施工手段,使该建筑物顺利纠偏至设计控制位置.

【关 键 词】功能；顶升纠偏；结构

1引言

由于土层不均匀、设计方案不合理、施工工艺不当等原因,新建或已建的建筑物件不均匀沉降、开裂和倾斜现象时有发生,必须采取纠偏加固措施来恢复这些建筑物正常的使用功能.

2工程概况

某办公楼建于1989年,7层,高度为23.1m,天然地基,采用钢筋混凝土柱下条形基础.近年来由于该办公楼附近新盖起了很多高层建筑,而该地基却没有经过特殊处理,另经过勘测发现该区生产及生活用水在建筑物附近的水管渗水较严重,使得地基土软化,最终导致该建筑物发生严重不均匀沉降.

根据建设旌工方提供的观测数据,本楼最大沉降差达l80mm,最大倾斜率达到11.5‰,大于《危险房屋鉴定标准》中规定的允许值7‰,局部墙体出现斜向裂缝和水平裂缝,且裂缝呈继续发展的趋势,考虑到将该建筑物拆除重建影响较大,故决定进行纠偏加固处理.

3不均匀沉降机理分析

3.1地质结构

根据工程勘察资料,场区地基土主要为第四系冲洪积、残坡积黏土,全场分布不稳定、不均匀,在勘探深度范围内地基土从上到下分4层：①素填土：以粉质黏土为主,棕色,褐,施工时已挖除；②-l粉质黏土：棕色～褐,可塑,中等压缩性,北侧缺失；②-2粉质黏土：棕色～褐,可塑～软塑,孔隙比较大,中等压缩性,全场分布；③粉质黏土：褐～灰色,可塑～硬塑,含铁锰结核,仅在西南分布；④黏土：棕红色～褐,饱和,硬塑,低压缩性,未揭穿.地基土具体物理力学指标见表1.

表1某办公楼地基土层的物理力学指标参数周边混凝土之间用纯水泥浆填筑时,T一般取2MPa.

4.1.2锚杆静压桩施工工艺

杆静压桩的工艺流程为：定位→开凿压桩孔和钻取锚杆孔→种植锚杆→固定压桩架和千斤顶→压桩→达设计要求后封桩,其中接桩用硫磺胶泥,封桩采用C35微膨胀混凝土.

当压桩力达到设计要求后,对有外露的桩头必须进行切除.切除桩头时应采取措施把桩头固定,然后用凿子开出3cm～5cm深的沟槽,露出的钢筋加以切割,以便摘除桩头.

在封桩前,必须把压桩孔内的杂物清理干净,排除积水,清除孔壁和桩面的浮渣,以增加黏结力.然后与桩帽梁一起浇注掺有微膨胀早强外掺剂的C35细石混凝土,并予以捣实.

4.2断柱顶升纠偏房屋

常见楼房倾斜的物理纠偏方法很多,都要根据本场地的地质隋况及楼房的上部结构情况而定.一般比较常用的有两种：第一种方法是采用油压千斤顶纠偏系统的断柱顶升纠偏法；另一种是使原沉降较小的一侧促使其下沉的基础底板下掏土迫降纠偏法.由于本建筑南侧为城市主要交通道路,无法提供进行迫降需要的空间和时间.而顶升法需要的空间相对较小且操作简单,决定采用断柱顶升法进行纠偏.

4.2.1断柱顶升纠偏方案

断柱纠偏技术原理是利用结构托换的方法沿建筑物某特定位置进行钢筋混凝土托换梁的施工,在托换梁下基础梁上设置若干个千斤顶,通过千斤顶将建筑物整体抬升,控制建筑物不同位置的抬升量将倾斜的建筑物纠正.顶升方法不仅可以提高建筑物的标高,而且可以恢复建筑物的垂直度.该建筑整体向北倾斜,倾斜量达到180mm,换算为建筑物北侧基础下沉约210mm,因此顶升位移量不少于210mm.具体施工过程中应通过实测倾斜量为准,施工完成后的倾斜量应不大于2‰.同时在施工过程中,2个千斤顶的顶升速度应相等,以保证顶升过程中建筑物的安全.断柱顶升装置如图3所示.

项和托换梁,至此纠偏工程到此结束.

4.2.3断柱顶升纠偏施工监测

4.2.3.1沉降监测：监测过程布置了5个监测点进行二等水准测量,根据观测数据确定第二天的工作方案,以控制建筑物的变形与沉降速率.

4.2.3.2倾斜监测：倾斜测量中的3个观测点设在建筑物的顶部及其相应的底部,将顶、底部（上、下部）坐标相减即为各观测点偏移值（倾斜量）,从而掌握建筑物每天的回偏情况.

5加固纠偏效果

在工程结束后对工程的观测表明,顶升纠偏后房屋微沉降1mm～3mm,倾斜率不到1.5‰,几乎完全垂直.经验收,完全满足规范要求,达到纠偏加固的目的.

目前,该建筑物已加固纠偏2a有余,经采用本方法加固与纠偏后,经多次观测房屋均无下沉,基础已沉降稳定,同时不再有倾斜现象,达到了安全使用要求.

6结语

6.1制定房屋纠偏加固方案时,详细分析房屋沉降、倾斜的原因,找出合理的治理方案,做到经济上合理、技术上可行.

6.2本工程采用锚杆静压桩加固基础、断柱顶升法纠偏主体结构,比较准确地达到了预期目的.

6.3建筑物的地基托换和纠偏是一项风险性比较大的作业,必须进行充分的调查和准备工作,制定切实可行的方案,并精心施工.

6.4纠偏过程中要充分认识监控的重要性,要及时分析监控资料,根据具体情况对设计方案及时调整,进行信息化施工.