摘要:随着我国城市建设的飞速发展,城区内高楼林立,在建筑结构上发生倾斜,严重影响建筑正常使用的现象明显增多,我们应及时提出合理可行的纠偏方案,尽快将建筑物纠偏扶正。本文通过分析导致建筑物倾斜的原因及常见的纠偏技术,以某住宅楼纠偏工程为例,说明影响建筑物产生倾斜的因素是多方面的,在实际工作中只有在查明建筑物倾斜原因的基础上选择相应的纠偏加固技术,才能达到既节约投资又安全可靠的目的。 关键词:建筑物;倾斜;沉降;纠偏技术 1 导致建筑物倾斜的原因 建筑物倾斜是地基失稳的表现,其地基失稳的主要原因有: 地基土的软弱。地基土一般有厚薄不均,软硬不均等现象,若地基处理不当,特别是在偏心荷载作用下,极易发生不均匀沉降,造成建筑物的倾斜。 两建筑物相距过近,使地基中附加应力叠加,地基沉降量加大而导致建筑物(或相邻单元)间的相互倾斜。 在已有建筑物附近施工并降低地下水位时,引起相邻房屋地基失水固结,而使建筑物发生倾斜。 若在勘察时过高地估计土的承载力或设计时漏算荷载,都会导致基底应力过高,引起地基失稳而使建筑物倾斜甚至倒塌。 建筑物重心与基底形心经常会出现很大偏离的情况。从设计上,一般住宅的厨房、楼梯间、卫生间多布置在北侧,造成北侧隔墙多、设备多、恒载的比例大等荷载差异都会引起建筑物的倾斜。 在建筑物内大量堆载,使地基受较大的附加压力,引起基础不均匀沉降而使建筑物发生倾斜。 在淤泥或饱和软粘土地区,由于拆除建筑群中某一栋旧建筑物,使得已经平衡稳定的地基因局部卸载,在周围建筑物地基的侧向挤压下发生隆起,从而引起相邻建筑物的倾斜。 2 建筑物常见的纠偏技术 实际工程中的纠偏措施常用的有如下几种: 2.1 堆载加压纠偏 在建筑物沉降小的一侧施加钢锭等临时加荷设施,适当增加该侧边的沉降,用以减小不均匀沉降差和倾斜。 2.2 压桩纠偏 压桩纠偏即锚杆静压桩和掏土技术的结合,其工作原理是先在建筑物沉降大的一侧压桩,并将桩与基础锚固在一起,迅速制止建筑物沉降,使其处于沉降稳定状态,然后在沉降小的一侧掏土,减小基础底面下地基土的承压面积,增大基底压力,使地基土达到塑性变形,造成建筑物缓慢而又均匀回倾,同时,在掏土一侧再设置一部分保护桩,以提高回倾后建筑物的永久稳定性。 2.3 浸水纠偏与挖沟纠偏 浸水纠偏适用于低含水量而湿陷性又较强的黄土地基,挖沟纠偏适用于软土或砂土地基。浸水纠偏一般采用注水孔进行,在沉降较小的一侧施工,孔径为10～50cm,可用洛阳铲成孔,孔深通常应达到基底以下1～3m,然后用粗砂或碎石填至基底标高,再插入注水管进行注水。挖沟纠偏是在沉降小的一侧挖土沟,迫使该侧的基础沉降加大,整个倾斜缓慢地进行纠正,直至沉降保持平稳。挖沟纠偏仅适用于软土或砂土地基,且纠偏数值又不大的情况。 2.4 顶升纠偏 在建筑物基础沉降大的部位,采用千斤顶顶升的办法,通过调整建筑物各部位的沉降量来达到纠偏的目的。顶升纠偏分为在建筑物上预先设置顶升设备和对既有建筑物进行整体顶升纠偏两种,后者是在基础框架梁底部设置千斤顶,由原地基提供反力,通过千斤顶的顶升来调整水平位置,顶升后的空隙用砖砌体或楔形铁块妥善连接,达到纠偏的目的。 2.5 注浆纠偏 在建筑物基础沉降大的一侧压浆,提高地基的强度,加固地基,制止建筑物继续沉降,使其处于沉降稳定状态。然后,在沉降小的一侧掏土,使地基应力在局部范围内得到解除和转移,从而增大该侧的基础沉降,以达到纠偏的目的。 3 工程实例分析 某住宅楼为7层砖混结构,基础埋深1.5m,筏板基础,东西长25m,南北宽12.4m,1988年6月开工,1989年9月竣工。在施工期间及其使用过程中的沉降观测表明,建筑物有明显的不均匀沉降,且直到纠偏施工前沉降仍未稳定。根据沉降观测结果,建筑物自东向西平均倾斜255mm,最大倾斜率达到l6.8‰,依照危险房屋鉴定标准(CJl3-86)的有关规定,确认为危房。 经地质补勘,查明建筑场地的地质情况所示。其中:软粘土层极松软,孔隙比较大,含水量高,部分呈软塑一流塑状态,自西向东尖灭;巷道平面尺寸1.9m×2.0m,已废弃不用,有冒顶现象发生。 经分析,产生倾斜的原因是,淤泥质粘土层部分呈软塑一流塑状态,触变性高,属软弱下卧层,强度不能满足要求,造成的压缩变形量较大,由于自西向东尖灭,产生不均匀沉降。且建筑物地基中的废弃巷道发生冒顶现象,其围岩出现塑性区,加剧了建筑物的不均匀沉降。 考虑楼房虽然发生了倾斜,但墙体、墙面均未发现有明显裂隙产生,整体刚性较好,决定采用纠偏。纠偏方法如下: 为了解决巷道的冒顶问题,利用粉煤灰、煤矸石等材料对用模板封闭的巷道进行水平注浆。巷道封闭注浆段长度为16m,从而使注浆段巷道密实,防止巷道冒顶现象的继续发生。 为改变淤泥质粘土层承载力偏低的问题,在建筑物西侧钻孔并对其挤压注浆。注浆孔数23个,孔深4.5～5.5m,共5排,孔距2.0～3.8m,自西向东孔距变大。使得土层在注浆压缩过程中,空隙中的水和空气被挤压出来,软土本身变密实,强度提高;在挤密的同时,软土自身体积减小,多余空间被强度较高的浆体固体置换,形成高强度骨架,与被压密的软土紧密地交织在一起,大大提高了软土的整体强度。掏土纠偏利用应力转移的原理,在建筑物沉降小的东边基础外侧,钻孔垂直取土,使地基应力在局部范围内得到解除和转移,从而增大东边的基础沉降,以达到纠偏的目的。应力解除孔布置按掏土孔数9个,孔径300mm,孔距2～3m,孔深8.5～9.8m。 降水在完工的掏土孔中,用空压机进行井点降水式抽水,使得东侧土的自重应力增加,加速土体的固结、压缩,提高沉降纠偏的速度。 在施工过程中,每天派专人用水准仪和经纬仪进行沉降观测,以沉降观测值作为纠偏信息及时调整取土位置、取土量,以保证建筑物按预定的要求缓慢均匀下沉,实现信息化施工。 观测结果表明,西侧在施工初期有增加沉降值的趋势,沉降19mm后,又趋向稳定,这说明软土的挤压注浆和巷道的充填注浆发挥了预期的作用,加固了地基土,提高了承载力,挡住了建筑向西栽沉趋势。另外,楼房东侧掏土抽水后,整个建筑按预定方向缓慢向东回倾,初期回倾速度较大,达4mm/d,70d后,达到纠偏要求,倾斜率为3.2‰。为防止“矫枉过正”,当斜率≤3‰时,立即向掏土孔内添入碎石,同时用高压水泥浆旋喷成桩。 纠偏加固后至今,房屋整体沉降量西侧约20mm,东侧约180mm,处于稳定状态,说明纠偏加固效果比较理想。 4 结束语 工程纠偏实践表明,影响建筑物产生倾斜的因素是多方面的。为了取得比较理想的纠偏加固效果,针对不同的工程实际,应该在查明建筑物倾斜原因的基础上选择相应的纠偏加固技术,做到既节约投资又安全可靠。 参考文献 [1]地基基础施工规程及验收规范(GB50204-2002) [2]既有建筑地基基础加固技术规范(JG123-2000) [3]地基处理手册.中国建筑工业出版社,1993 |
