建筑物糾傾課件

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建築物糾傾概述隨著近幾年建築業(yè)的高速發(fā)展，建築物發(fā)生傾斜的情況相當(dāng)普遍，國內(nèi)外建築傾斜糾正的工程實(shí)例也數(shù)不勝數(shù)，例如江蘇常熟的聚砂塔、義大利的比薩斜塔等，都是國內(nèi)外糾傾技術(shù)的典範(fàn)。建築物糾傾技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用越來越普遍，已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究課題。造成建築物傾斜的原因是多方面的，總的來講有以下四個(gè)方面的原因。一.事故原因(1)地質(zhì)方面。地基中存在未預(yù)見的洞穴，造成局部沉陷導(dǎo)致建築物產(chǎn)生傾斜；地基中存在厚度不均的軟弱層，在荷載作用下，沉降不均，造成建築物傾斜；地震作用使地基土局部擾動(dòng)或液化，引起建築物的傾斜等。(2)設(shè)計(jì)方面。在地質(zhì)勘察中，地質(zhì)情況掌握不準(zhǔn)，使設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)難以滿足均勻下沉條件；建築物在結(jié)構(gòu)佈置上不合理，造成建築物荷載嚴(yán)重偏心而引起傾斜；未考慮鄰近建築物的影響，使建築物的一側(cè)在地基附加應(yīng)力下發(fā)生沉降等。概述(3)施工方面。深基坑開挖使土體產(chǎn)生側(cè)移造成相鄰建築物傾斜；打樁時(shí)，土體被擾動(dòng)，承載力下降，引起建築物傾斜；施工品質(zhì)低劣等。(4)使用方面。地面常年積水，使地基土局部軟化塌陷；室外有大量長期堆載；大量開採地下水，使地基產(chǎn)生不均勻沉降；擅自改變建築物的使用功能，改變荷載分佈條件等。建築物傾斜現(xiàn)象既然是由於地基沉降不均，甚至失穩(wěn)破壞引起，傾斜現(xiàn)象形成以後，就會(huì)產(chǎn)生上部建築的重心偏離，出現(xiàn)強(qiáng)大的偏心力矩。對(duì)於高層建築來說，這個(gè)偏心力矩的作用是驚人的，甚至有可能導(dǎo)致沉降量大的一側(cè)地基受到超限的偏心壓力與附加沉降，而沉降量偏小的一側(cè)地基則產(chǎn)生上拔力。若不及時(shí)採取糾正傾斜的加固措施進(jìn)行干預(yù)，任其惡性循環(huán)發(fā)展下去，就很可能導(dǎo)致傾覆事故的出現(xiàn)。因此，對(duì)於已經(jīng)傾斜且影響正常使用的建築物必須採用糾傾技術(shù)予以糾正。概述二.處理途徑糾傾的思路有兩種：一是先穩(wěn)定沉降大的一側(cè)，然後設(shè)法將沉降小的一側(cè)促沉，使建築物達(dá)到沉降均勻；二是先穩(wěn)定沉降小的一側(cè)，然後設(shè)法將沉降大的一側(cè)頂升，將建築物的傾斜糾正。在進(jìn)行建築物糾傾工作前，應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作。(1)深入瞭解工程地質(zhì)勘察資料，包括土層分佈、各土層的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水位等。如原有工程地質(zhì)勘察資料不能滿足分析要求，或應(yīng)用原有工程地質(zhì)勘察資料難以解釋建築物傾斜原因時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)地基進(jìn)行補(bǔ)勘。(2)要熟悉工程設(shè)計(jì)施工圖，掌握工程施工資料，特別是基礎(chǔ)工程沉降觀測(cè)資料，同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)察看。測(cè)出建築物垂直偏差值、水準(zhǔn)偏差值、傾斜度、裂縫分佈範(fàn)圍和裂縫寬度，增設(shè)沉降、位移、傾斜、開裂觀測(cè)點(diǎn)，並作一些必要的拍攝記錄。如有條件，還可走訪當(dāng)時(shí)的工程施工方、監(jiān)理和業(yè)主方管理人員，獲取工程第一手資料。概述(3)在綜合分析上述資料的基礎(chǔ)上，對(duì)建築物傾斜的原因作出較為準(zhǔn)確的結(jié)論，並如實(shí)評(píng)定樁基品質(zhì)、基礎(chǔ)和主體工程品質(zhì)；對(duì)建築物後期變形作出預(yù)測(cè)，並準(zhǔn)確判斷周邊環(huán)境與被糾工程間的相互影響。(4)在確保工程及施工操作足夠安全的前提下，提出一個(gè)費(fèi)用低、工期短、可行性較高的糾正傾斜的施工技術(shù)方案。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介一.迫降糾傾技術(shù)迫降糾傾是指利用各種手段去調(diào)整地基土的變形，促使其產(chǎn)生附加沉降，藉以達(dá)到糾傾目的。迫降糾傾又分壓重迫降、掏土迫降、水力迫降、砍樁迫降、截柱迫降等多種迫降工藝。1.壓重迫降1)堆載壓重迫降通過在建築物沉降較少一側(cè)堆載壓重，迫使地基土變形產(chǎn)生沉降，達(dá)到糾傾目的。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介堆載壓重迫降糾傾的理論依據(jù)是地應(yīng)力的擴(kuò)散理論和地基變形(沉降量)疊加理論。如圖19.1(a)所示。當(dāng)建築物由於沉降不均而出現(xiàn)傾斜時(shí)，其沉降曲線必然如圖，a側(cè)出現(xiàn)的沉降差大，b側(cè)的沉降量為零，因此導(dǎo)致z建築物從b側(cè)向a側(cè)傾斜。只要在b側(cè)一定範(fàn)圍內(nèi)堆載一定數(shù)量的重物，地面所受到的直接壓力會(huì)按一定的擴(kuò)散角向四周擴(kuò)散，並向下傳遞。由於b側(cè)受到堆載的影響最大，所以在b點(diǎn)產(chǎn)生的沉降量也最大，a側(cè)遠(yuǎn)離堆載，其影響可視為零。堆載量控制適當(dāng)，則可以使b點(diǎn)產(chǎn)生的沉降量等於。於是與兩條沉降曲線完全對(duì)稱。兩者疊加以後形成的最終沉降曲線就成了均勻沉降曲線，傾斜的建築物在均勻沉降曲線條件下就可恢復(fù)正常的垂直位置，糾傾目的就達(dá)到了。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介圖19.1堆載糾傾示意圖注：(1)建築物傾斜情況下的沉降曲線；(2)堆載對(duì)建築物地基影響產(chǎn)生的沉降曲線；

(3)'兩者沉降量疊加後的沉降曲線；(4)p堆載引起的水準(zhǔn)推力——主動(dòng)土壓力。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介如上海焦化廠配煤房由5個(gè)直徑為8m高度為22.77m的鋼筋混凝土儲(chǔ)煤筒倉組成，片筏基礎(chǔ)；配煤房靜荷載為38000kN，活荷載為21500kN；基底平均壓力為120kPa。靜荷載產(chǎn)生的沉降量為4.7mm，沉降速率為0.8mm/d，相對(duì)傾斜為0.0027。當(dāng)初開始投產(chǎn)時(shí)，在五日內(nèi)迅速加煤完畢，沉降速率突增，高達(dá)45mm/d，相對(duì)傾斜0.024，嚴(yán)重影響了安全和使用。該建築物傾斜主要原因是在短期內(nèi)大量集中加載，而荷載又超過了地基承載力90kPa，孔隙水壓力不能及時(shí)消散，致使軟土產(chǎn)生側(cè)向擠出，增加了基礎(chǔ)的沉降和沉降差。最後用反向堆載加壓糾傾，取得了顯著的效果，使該配煤房生產(chǎn)正常。但是必須指出，如果以上建築物用的是樁基礎(chǔ)，建築物傾斜必然與樁身水準(zhǔn)失穩(wěn)傾斜有關(guān)，若採用堆載迫降糾傾的方法可能適得其反。如圖19.1(b)所示。堆載對(duì)地層壓縮使樁身產(chǎn)生的負(fù)摩擦力不僅不足以迫使樁身下沉，反而使地層受到的附加壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)樁身的水準(zhǔn)推力(主動(dòng)土壓力)，從而引起樁身和建築物的進(jìn)一步傾斜。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介圖19.2懸臂壓重糾傾示意圖注：(1)扶正以後的斜壓頂撐樁；

(2)扶正以後增加預(yù)應(yīng)力錨桿。2)懸臂壓重迫降對(duì)於由於偏心荷載引起的建築物傾斜和樁身傾斜現(xiàn)象來說，採用懸臂壓重迫降糾傾方法是最有效的方法，如圖19.2所示。壓重?cái)?shù)量完全可以通過理論計(jì)算求得，可操作性強(qiáng)，便於品質(zhì)監(jiān)控。只是為了保證長治久安，糾傾任務(wù)完成以後，臨時(shí)壓重卸除以前，還得採取錨桿斜拉或斜壓樁頂撐等固定措施來穩(wěn)定樁身，抵抗偏心荷載引起的偏心力矩。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介2.掏土迫降1)基底掏土在沉降較少的基礎(chǔ)下直接掏土，減小基礎(chǔ)與土的接觸面積，土的接觸壓力隨之增大。由於軟黏土、淤泥質(zhì)土、砂性土等的穩(wěn)定性差，變形大，在高壓力及快速荷載的情況下，被迅速壓密，而且可能進(jìn)入不排水的剪切狀態(tài)，產(chǎn)生較大的塑性流動(dòng)，使基底土側(cè)向擠出，從而加快基礎(chǔ)的下沉。這時(shí)應(yīng)該調(diào)整整個(gè)基礎(chǔ)的差異沉降，達(dá)到糾傾扶正的目的。掏土可分為鑽孔取土、人工掏土和水沖掏土三種。一般砂性土地基宜採用水沖掏土，黏性土和碎卵石地基宜採用人工掏土或人工掏土與水沖掏土相結(jié)合的方法。若建築物底面積較大，可在基礎(chǔ)底版上鑽孔取土。建築物對(duì)直接在其基礎(chǔ)下掏土反映敏感，故掏土?xí)r應(yīng)嚴(yán)加監(jiān)測(cè)，利用監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工順序和掏土數(shù)量。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介2)基礎(chǔ)側(cè)地基中掏土在沉降小的一側(cè)靠近建築物基礎(chǔ)邊緣的指定部位，按一定順序鑽相當(dāng)數(shù)量深淺不一的井點(diǎn)，迫使持力層土體截面削弱，應(yīng)力增大直至大於土的臨界抗剪強(qiáng)度，呈現(xiàn)土的剪切變形，導(dǎo)致深層土體產(chǎn)生流變和蠕變，使地基土發(fā)生側(cè)向位移，增大該側(cè)沉降量。如需要，也可加密鑽孔，使之形成深溝。如武漢市某六層住宅樓，地處漢江之濱，地基土質(zhì)軟弱。地層構(gòu)造分為三層：上層為厚約5m～5.5m的表層雜填土，第二層為厚約9m～10m的夾粉砂的深厚黏性土，下層為粉砂土。該樓高19.2m，長25.8m，寬8.3m，建築面積1273m2；鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，埋深1.6m，磚牆承重；牆厚：1～3層為240mm，4～6層為180mm，縱橫牆頂均設(shè)有壓頂圈梁加固，整體性較好。該樓於1976年建成，傾斜逐年積累，至1990年，測(cè)得建築物從東向西傾斜(建築物朝向?yàn)闁|西)傾斜度達(dá)14.27‰。採用鑽孔掏土法進(jìn)行糾傾，沿東牆牆基先後共打了20個(gè)φ400的鑽孔進(jìn)行掏土迫降。初期效果還較明顯，但後期見效甚微，最後沿東及東北兩面牆基邊緣切槽形成深溝進(jìn)行迫降，將傾斜率降到5‰的限度內(nèi)，這才滿足糾傾工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。糾傾施工停止後，用黏性土回填鑽孔。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介值得注意的是掏土迫降具有時(shí)效性。通過掏土解除地基應(yīng)力以達(dá)到促沉的目的，這與沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)和發(fā)展有一個(gè)傳遞與滯後的過程，該過程往往反應(yīng)遲緩。當(dāng)人們?cè)谄惹邢Ｍ俪疗冉惮F(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，它卻姍姍來遲，而當(dāng)人們終止工作，認(rèn)為一切已經(jīng)穩(wěn)定時(shí)，後期過量沉降卻不期而至。這是工程實(shí)踐中應(yīng)注意的主要問題。3.水力迫降1)降水迫降降水迫降糾傾是指用水泵將地基內(nèi)的水體抽出，使其水位下降，以促進(jìn)土體固結(jié)下沉，從而起到迫降作用。該法多用於軟土地基，且多與其他糾偏技術(shù)合用。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介2)注水迫降對(duì)於濕陷性黃土地基來說，可利用其遇水濕陷的特點(diǎn)，往地基內(nèi)注入適量的水，促使其濕陷下沉，會(huì)起到迫降的作用。水力迫降是一種最廉價(jià)的糾傾方法，只是存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。海口的一棟用混凝土灌注樁支承的七層框架辦公樓出現(xiàn)傾斜以後，採用強(qiáng)制性深層抽水迫降糾傾的方法，見效緩慢。最後雖然勉強(qiáng)取得了糾傾效果，卻引發(fā)了驚人的區(qū)域性地裂現(xiàn)象，對(duì)建築物本身及鄰近已有建築造成了嚴(yán)重的損害。用鑽孔注水引發(fā)濕陷性黃土地基濕陷迫降的方法，也具有一定的危險(xiǎn)。只有在濕陷性黃土層較薄的情況下，才有可能僥倖取得一次性的成功。在黃土層厚度較大的情況下，由於水在黃土中的傳遞速度與分佈情況不可能均勻，對(duì)於一些濕陷性不很敏感的黃土，從注水到引起濕陷有一個(gè)漫長的滯後過程，很難掌握注水分寸。注水糾傾過程中，對(duì)建築物的結(jié)構(gòu)損壞很大，注水糾傾封孔不嚴(yán)，還會(huì)起到引“狼”入室的作用。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介4.截樁迫降截樁法是在建築物沉降量較小的一側(cè)，截去基礎(chǔ)承臺(tái)下面一部分樁體，達(dá)到調(diào)整差異沉降的目的。此法適用於埋深較淺的獨(dú)立或條形承臺(tái)、採用端承樁(或樁端土為中密的砂質(zhì)粉土和中細(xì)砂土的端承摩擦樁)基礎(chǔ)的建築物。其糾傾原理：在擬定的掏土區(qū)將基底土掏空，原基底反力轉(zhuǎn)化為樁頂荷載；由於樁端土承載力較高使樁不易產(chǎn)生下沉，只能先截?cái)嗖糠謽扼w，使荷載由附近未截?cái)嗟臉秮沓惺埽瑥亩a(chǎn)生樁基荷載重分佈，迫使承臺(tái)下沉。此法要求承臺(tái)有足夠的抗彎剪承載力和剛度。因此，截樁數(shù)不得超過掏土區(qū)總樁的一半。若截樁數(shù)達(dá)到了掏土區(qū)總數(shù)的一半時(shí)，糾傾仍不理想，可採用鋼板等墊緊所有截樁缺口，使斷樁重新承載。在保證群樁整體穩(wěn)定的前提下，縮小未截樁截面積，增大該處局部壓應(yīng)力，使此處混凝土被壓破壞而使承臺(tái)下沉，達(dá)到糾偏的目的。該法不能定量控制，有待於進(jìn)一步的研究。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介如某七層磚混住宅樓：三單元組合，矩形平面54.0m×10.5m，建築面積4403m2；帶半地下室，層高2.2m；雙排樁條形承臺(tái)，震動(dòng)沉管混凝土灌注端承摩擦樁。樓房封頂時(shí)整體向北傾斜，傾斜率達(dá)17.8‰。加固糾偏過程為：先在北側(cè)條形承臺(tái)下補(bǔ)鋼筋混凝土靜壓錨桿樁48根，起到迅速止沉的效果，再做好降排水工作，然後在南側(cè)按一定順序掏土截樁。歷時(shí)兩個(gè)月，回傾率達(dá)16‰，使最終傾斜率為1.8‰，取得良好的糾偏效果。截樁或截柱糾傾技術(shù)是在吸取整樓平移技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但是由於樁基礎(chǔ)連同上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)整體傾斜的機(jī)理和現(xiàn)實(shí)存在的工程地質(zhì)和地基負(fù)荷情況極為複雜，樁基工程的糾傾技術(shù)比整樓平移的技術(shù)難度還要大得多，這一點(diǎn)是值得重視的。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介1)樁基礎(chǔ)傾斜機(jī)理的複雜性人們往往習(xí)慣地認(rèn)為，建築物的傾斜都是由於地基的不均勻沉降引起的。因而推斷樁基礎(chǔ)連同上部結(jié)構(gòu)的傾斜也必然是由於樁基礎(chǔ)的沉降不均引起的。其實(shí)，樁基礎(chǔ)連同上部結(jié)構(gòu)的傾斜與樁的沉降不均現(xiàn)象並無關(guān)系。因?yàn)闃渡砼c上部框架柱身的聯(lián)結(jié)是通過樁基承臺(tái)的剛性聯(lián)結(jié)去實(shí)現(xiàn)的，三者構(gòu)成整體後具有極大的空間剛度。當(dāng)個(gè)別樁由於地基的承載力不夠，或由於樁身施工品質(zhì)原因承載力不夠而退出工作(卸荷)時(shí)，作為群樁的整體必然會(huì)進(jìn)行承載力的重新分配，保持均勻下沉，不可能出現(xiàn)少數(shù)樁個(gè)別下沉引起樁身傾斜和整體傾斜的現(xiàn)象。樁身出現(xiàn)傾斜，必然是由於群樁受到了強(qiáng)大的水準(zhǔn)作用力，引發(fā)群樁的整體彎曲和彎折與傾斜現(xiàn)象，因而導(dǎo)致了承臺(tái)面的傾斜和上部結(jié)構(gòu)的整體傾斜。這個(gè)引起群樁彎曲、彎折、傾斜的外力來自三個(gè)方面：一是上部結(jié)構(gòu)的偏心荷載；二是軟弱土層在傾斜基面上的整體滑移、蠕動(dòng)現(xiàn)象；三是樁身施工過程中的擠土效應(yīng)導(dǎo)致樁身先天性的彎曲、彎折或傾斜傷害。由於樁基深埋在地下，彎曲、彎折引起的傾斜癥狀，不僅與地層土體的緊密程度即對(duì)樁身提供的水準(zhǔn)約束力的大小有關(guān)，而且與樁的設(shè)計(jì)、施工品質(zhì)即樁身的剛度有關(guān)，與上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載條件也有關(guān)。因此，其機(jī)理極為複雜。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介2)樁身糾傾技術(shù)的特殊性要將深埋在地層中已經(jīng)彎曲、彎折和傾斜了的樁身進(jìn)行糾傾扶正，其難度是可想而知的。首先必須設(shè)法解除樁身後背的阻抗力(被動(dòng)土壓力)，並在樁身前面施加一定的水準(zhǔn)推力(主動(dòng)土壓力或水準(zhǔn)擠脹壓力)，用以扶正樁身。如圖19.3(a)所示。給樁前施加水準(zhǔn)推力可以考慮採用高壓灌注粉煤灰漿液法；樁後解除阻抗力可以先鑽孔掏空，後注漿固結(jié)。由於樁身和上部結(jié)構(gòu)(框架柱)是通過絕對(duì)剛性的承臺(tái)聯(lián)結(jié)在一起的，承臺(tái)與框架柱不扶正，則樁身也絕對(duì)不可能被稍有挪動(dòng)。因此在進(jìn)行樁身扶正時(shí)，還必須同時(shí)對(duì)承臺(tái)與框架柱和整個(gè)上部結(jié)構(gòu)施加一定的水準(zhǔn)力。如圖19.3(b)所示。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介(a)樁身糾傾扶正示意圖(b)框架z糾傾示意圖圖19.3樁身、框架Z糾傾示意圖注：1.傾斜的承臺(tái)與樁身；注：1.傾斜框架；2.正位框架；

1'.扶正後的承臺(tái)與樁身；3.靜壓斜樁；4.千斤頂反力架；

2.樁前高壓注漿管；5.預(yù)應(yīng)力錨桿；6.千斤頂反力架；

3.樁後掏空孔。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介3)截樁或截柱糾傾技術(shù)的安全性當(dāng)討論截樁或截柱糾傾技術(shù)的安全性問題時(shí)，人們自然會(huì)把它與整樓平移技術(shù)的安全性作比較。要知道，整樓平移技術(shù)是有兩個(gè)前提條件提供支持的：一是上部結(jié)構(gòu)完整無損，而且存有足夠的安全儲(chǔ)備；二是地基基礎(chǔ)絕對(duì)可靠，能夠提供足夠的包括行走過程中的集中荷載與動(dòng)力荷載在內(nèi)的支承能力?？墒羌m傾技術(shù)就沒有這兩個(gè)前提條件作保證，最現(xiàn)實(shí)的情況是被實(shí)施糾傾的建築物的地基基礎(chǔ)已處於臨界破壞狀態(tài)，不僅不能提供頂升、下落過程中的局部超額反力，甚至不能保證正常靜載情況下的支承能力。在截柱或截樁被頂起、放下的操作過程中，各支承點(diǎn)不可能是均勻受力的，尤其是傾斜方向的前列柱受壓必然超限，而後列柱甚至有可能處於上拔狀態(tài)。因此在下落過程中，又不可能四平八穩(wěn)同步著力。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的空間剛度情況，在頂起下落過程中，其實(shí)際受力與變形情況極度複雜化，後果如何很難預(yù)計(jì)。這就是截柱或截樁糾傾技術(shù)的危險(xiǎn)性。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介4)截柱或截樁糾傾技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性由於樁基礎(chǔ)已經(jīng)處於臨界破壞狀態(tài)，在用千斤頂將上部結(jié)構(gòu)的全部重量頂起、對(duì)樁進(jìn)行托換、截?cái)噙^程中，基礎(chǔ)著力點(diǎn)即千斤頂?shù)膩丫忠呀?jīng)有了完全改變，所以在托換以前，必須根據(jù)新的受力情況，對(duì)地基進(jìn)行全盤加固處理。這就要花費(fèi)很大的代價(jià)。在進(jìn)行截柱(或樁)放落(迫降)以後，各落點(diǎn)(柱腳或樁頭)的位置又已不是原來理論上的軸線交點(diǎn)，而是錯(cuò)位對(duì)接，因此認(rèn)為基礎(chǔ)最後的受力條件還必須根據(jù)新的情況進(jìn)行一次復(fù)核。這樣做實(shí)際上是完全廢棄了原有樁基礎(chǔ)的功能。事實(shí)上，已經(jīng)傾斜了的樁身也承受不了新情況下的偏心荷載。因此，從托換底盤到基礎(chǔ)的最終全面加固，其費(fèi)用必然很高。再加上該技術(shù)的可操作性不強(qiáng)，不易進(jìn)行品質(zhì)控制，意外情況隨時(shí)可能出現(xiàn)，最終工程成本必然居高不下。事後業(yè)主若不願(yuàn)接受這個(gè)事實(shí)，最後是會(huì)引起經(jīng)濟(jì)糾紛的。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介二.頂升糾傾技術(shù)頂升糾傾可分為壓密注漿糾傾和頂升糾傾兩種。其中頂升糾傾可定量控制，在國內(nèi)工程中已被大量應(yīng)用，在設(shè)計(jì)和施工方面已成為較為成熟的技術(shù)。但根據(jù)工程實(shí)踐，失敗的教訓(xùn)也不少。1.壓密注漿糾傾技術(shù)該技術(shù)是指通過鑽孔在土中注入濃漿，在注漿點(diǎn)使土體壓密而形成漿泡。如圖19.4所示。當(dāng)漿泡的直徑較小時(shí)，注漿壓力基本上沿鑽孔的徑向即水準(zhǔn)向擴(kuò)展，隨著漿泡尺寸的逐漸增大，便產(chǎn)生較大的上抬力而使地面抬動(dòng)。如果合理地佈置注漿孔和注漿壓力，能使已發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象的建築物回升。壓密注漿的主要特點(diǎn)之一是它在較軟弱的土體中具有較好的效果。此法最常用於中砂地基，黏土地基中若有適宜的排水條件也可採用，若排水不暢可能在土體中引起高孔隙水壓力，此時(shí)就必須採用很低的注漿速率。圖19.4壓密灌漿原理示意圖糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介有關(guān)資料表明，向外擴(kuò)張的漿泡將會(huì)在土體中引起複雜的應(yīng)力體系。緊靠漿泡處的土體將受到嚴(yán)重破壞和剪切，並形成塑性變形區(qū)。在此區(qū)內(nèi)土體的密度可能因擾動(dòng)而減小，這種狀況反而引起注漿過程中很大的附加沉降量，這是值得警惕的。2.頂升糾傾技術(shù)頂升糾傾技術(shù)是將建築物基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)沿某一特定位置進(jìn)行分離，在分離區(qū)設(shè)置若干個(gè)支承點(diǎn)，通過安裝在支承點(diǎn)的頂升設(shè)備，使傾斜建築物做豎向轉(zhuǎn)動(dòng)得到扶正。頂升法適用於基礎(chǔ)沉降過大而上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好的建築物。頂升糾傾技術(shù)的一般做法如下：利用已有的地基梁或磚砌放大腳帶型基礎(chǔ)的鋼筋混凝土壓頂?shù)厝α鹤鳛橥袚Q梁，在梁底每隔一定距離安裝千斤頂作為臨時(shí)支承點(diǎn)，然後沿梁底切口，將帶型基礎(chǔ)與托架梁分離，並啟動(dòng)千斤頂，由原地基提供反力，通過千斤頂將上部結(jié)構(gòu)適量頂升。再根據(jù)糾傾需要，將千斤頂分別下落所需的量，空隙處用磚砌體或楔形鐵塊塞緊，使建築物牆身調(diào)整到完全垂直的位置。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介從理論上說，這種先截?cái)喾蛛x然後頂升調(diào)整的辦法可以被隨心所欲地進(jìn)行操作，效果立竿見影。但是，其理論上的最大弱點(diǎn)是究竟由誰來保證千斤頂頂升反力的可靠性。傾斜原因既然是地基沉降量的不均勻，也是地基承載力的不可靠，原有地基在均布荷載均勻受力條件下已經(jīng)不堪重負(fù)，那麼要在短時(shí)期內(nèi)為集中受壓的千斤頂提供支承力，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此首先必須對(duì)原有地基進(jìn)行全面加固，其工作量之大，可想而知；其次是幾百臺(tái)千斤頂即使採用電腦自控技術(shù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，也不可能是那麼絕對(duì)同步，難免使本來整體性就不那麼好的磚混結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。下麵介紹的是杭州某5層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓的頂升糾傾實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)讀者參考思索。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介該住宅樓縱長42m，寬9.3m，高15.85m，建築面積共2015m2；基礎(chǔ)為淺埋式鋼筋混凝土筏板，磚牆承重，圈梁加固；建築物總重約32000kN；工程地質(zhì)條件為厚度達(dá)30m以上的淤泥質(zhì)粉黏土。於1982年開工，在結(jié)構(gòu)施工期間即已出現(xiàn)30cm的沉降量和8cm的沉降差。於1983年9月竣工。此後至1991年9月的8年觀察期間，累積沉降量達(dá)100cm，最大沉降差為南北向15cm，東西向10cm。這些已影響到建築物的使用功能，因此採用了頂升法糾傾。共佈置了209臺(tái)最大功能為300kN的螺栓式千斤頂，平均每臺(tái)千斤頂實(shí)際出力150kN。經(jīng)過四個(gè)階段的頂升抬高，最後完全糾正了南北方向15cm的沉降差，和東西方向10cm的沉降差，並整體抬升了80cm，使建築物恢復(fù)了正常工作狀態(tài)。如圖19.5、圖19.6所示。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介圖19.5托梁平面及千斤頂佈置圖19.6千斤頂行程示意圖糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介本案例被國內(nèi)工程學(xué)術(shù)界視為頂升法糾傾的一個(gè)比較成功的典型，在多個(gè)文獻(xiàn)中都有報(bào)導(dǎo)。仔細(xì)思索起來，有以下幾個(gè)問題值得探討。1)關(guān)於糾傾的必要性問題本工程的絕對(duì)沉降量雖已達(dá)100cm，但是南北沉降差只有15cm，相對(duì)傾斜度為3.5‰，基本滿足設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)要求；東西沉降差為10cm，相對(duì)傾斜度為10‰，基本滿足維修規(guī)範(fàn)要求，並不對(duì)安全構(gòu)成威脅和影響使用功能。上海國際大廈和上海展覽館作為重要性建築物，其累計(jì)沉降量已超過2m，仍在照常使用中。作為一棟普通住宅，花那麼大的代價(jià)進(jìn)行糾傾抬高，個(gè)中原因是值得考慮的。糾傾技術(shù)簡(jiǎn)介2)關(guān)於糾傾的安全性問題對(duì)於30m厚淤泥質(zhì)軟黏土上的近10m寬筏板基礎(chǔ)來說，其附加壓力的影響深度約為25m～30m，因此糾傾前認(rèn)為其影響深度已發(fā)展到極限。實(shí)際上其沉降(壓縮)現(xiàn)象的終止(穩(wěn)定)時(shí)間一般均在50年以上，因此認(rèn)為其沉降量還會(huì)有所發(fā)展。只是對(duì)於筏板基礎(chǔ)下極為有限的均布?jí)毫碚f(計(jì)算附加壓力小於70kPa)，其沉降量也已基本完成。但對(duì)於千斤頂下的集中壓力來說，基礎(chǔ)的壓縮量和穩(wěn)定性卻還遠(yuǎn)沒有完成。因此說，採用頂升法糾傾，將基礎(chǔ)下的均布?jí)毫D(zhuǎn)變?yōu)榍Ы镯斚碌募袎毫?，?shí)際上是一種冒險(xiǎn)行為，存在很不安全的因素。何況糾傾過程中對(duì)原有結(jié)構(gòu)的損害，更是一種安全隱患。3)關(guān)於糾傾的經(jīng)濟(jì)性問題頂升法糾傾不像迫降法糾傾，不存在借力打力、四兩撥千斤的技巧和機(jī)遇問題，而是以硬碰硬的真工夫，所付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)必然高。糾傾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及方向一.糾傾技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀為了追求外觀上的平衡對(duì)稱，將建築物沉降量較大的一側(cè)頂升起來，或?qū)⒊两盗枯^小的一側(cè)迫降下去，這是人們的一種最樸素的思想和最單純的願(yuàn)望，因此就有了糾傾技術(shù)中的頂升法與迫降法。這也是當(dāng)前糾傾技術(shù)中的經(jīng)典方法，但不一定是面對(duì)現(xiàn)實(shí)條件符合科學(xué)原則的最好方法。要將已經(jīng)沉落下去的成千上萬噸的建築物用力頂起來，談何容易；要使最為複雜、最難駕馭的地基按人們的主觀願(yuàn)望促沉，也絕不是一件簡(jiǎn)單的事。因此很有必要冷靜地、客觀地對(duì)現(xiàn)行的兩類糾傾技術(shù)——迫降法與頂升法進(jìn)行一番論證。由於受諸多條件的制約，糾傾技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀並不那麼完善和理想。即使在有些案例中已經(jīng)取得了不少成功的經(jīng)驗(yàn)，但在以後的實(shí)踐中隨時(shí)隨地都有可能遭遇失敗。糾傾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及方向1.技術(shù)的可行性不論是迫降糾傾法還是頂升糾傾法，其可行性均存在不少的實(shí)際問題。比如壓重迫降糾傾，雖然從理論上認(rèn)為是簡(jiǎn)單明確的事，但實(shí)際操作中壓重限度、加載速度和影響範(fàn)圍很難把握，隨時(shí)均有可能導(dǎo)致擠出破壞，引起傾覆的危險(xiǎn)。掏土糾傾，解除應(yīng)力法糾傾也存在實(shí)質(zhì)上的問題，不僅要嚴(yán)格受到工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件的制約，且見效緩慢，對(duì)地基擾動(dòng)和上部結(jié)構(gòu)的破壞作用大。降水迫降、注水迫降往往被視為簡(jiǎn)單易行、最為經(jīng)濟(jì)的糾傾方法，但是風(fēng)險(xiǎn)很大。一旦失控，影響將是區(qū)域性的，後果將很難收拾。至於截樁迫降或截柱迫降，更如虎口拔牙，危險(xiǎn)性更大，比整樓平移的難度還要大、成本還要高。至於頂升糾傾法的可行性就更成問題，成千上萬噸的建築物自重再加上強(qiáng)大的偏心力矩引起的偏壓作用，要想依靠人力將它頂升起來，這是很難想像的事。不是沒有這麼大的動(dòng)力，而是因?yàn)楸緛砭鸵灾С心芰Σ粔蚨鹆舜蟪两档牡鼗?，根本就沒有條件提供那麼大的頂升反力。糾傾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及方向2.技術(shù)的可靠性迫降糾傾法與頂升糾傾法的思路是出於頭痛醫(yī)頭、治標(biāo)不治本的理念，而且可行性差，操作難度大，不便於品質(zhì)控制。因此，其糾傾效果的可靠性方面也就存在問題。很可能是當(dāng)時(shí)見效了，卻經(jīng)不起長期跟蹤觀察的檢驗(yàn)；表面上看到了糾傾效果，而結(jié)構(gòu)內(nèi)部卻遭到了嚴(yán)重的破壞，使結(jié)構(gòu)喪失了整體性和空間剛度，帶來更大的隱患。比如一棟鑽孔灌注樁承重的九層框架結(jié)構(gòu)，建築物原本存在的傾斜量為東北角39.3cm(14.4‰)；西北角40.8cm(15‰)；東南角24cm(8.8‰)；西南角16.8cm(5.88‰)。經(jīng)過半年多的砍柱迫降糾傾以後，據(jù)報(bào)導(dǎo)糾傾效果已完全達(dá)到了令人滿意的程度。從外觀考察，作為糾傾主攻目標(biāo)的東北角和西北角的頂點(diǎn)相對(duì)傾斜量似乎已不太嚴(yán)重。問題是作為次要糾傾目標(biāo)的尾部東南角和西南角的相對(duì)傾斜量卻不但沒有減少，反而有了較大幅度的增加。更嚴(yán)重的是原本完好無損的建築結(jié)構(gòu)經(jīng)過糾傾以後，從框架梁柱牆板到各層樓屋面都出現(xiàn)了密集而嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)裂縫。糾傾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及方向又如一棟鑽孔灌注樁承重的七層框架結(jié)構(gòu)，採用深層(深及樁尖持力層以下)大幅度降水迫降法糾傾。幾經(jīng)折騰，雖然終於使建築物的頂點(diǎn)傾斜程度確已減輕，但地面裂口寬度達(dá)數(shù)公分，裂口高差錯(cuò)動(dòng)達(dá)幾十公分，縫深幾米、縫長達(dá)幾十米的大