摘要:建筑施工中,因種種因素,可能造成建筑物不同程度的傾斜破壞,本文從建筑物發(fā)生傾斜的主因出發(fā),概述了軟土地區(qū)建筑物常用糾偏方法,并結(jié)合某住宅樓糾偏實例進行詳細探討,有一定參考意義。
關(guān)鍵詞:建筑物;傾斜;糾偏
在建筑施工過程中,由于勘察、設(shè)計、施工、使用等諸多方面的因素,一些建筑物兩側(cè)地基土在附加應(yīng)力作用下會發(fā)生不均勻沉降,從而導(dǎo)致建筑物的傾斜、開裂、損壞甚至倒塌等工程質(zhì)量事故,加劇了社會不穩(wěn)定因素。近年來,隨著人類社會發(fā)展的需要,各項工程不斷擴建,不良地基如人工填土地基等使用率逐年提升,也使得新建建筑物發(fā)生傾斜、開裂的工程越來越多。當(dāng)建筑物的傾斜值達到危房標準后,就必須進行糾偏處理、結(jié)構(gòu)補強等工程,再或只能拆除重建,工程一旦進行拆除重建,其造價一定會高于一般的新建建筑物。因此,深入研究建筑物發(fā)生傾斜的原因,提出合理可行的糾偏方案,對癥施治,是所有工程技術(shù)人員值得關(guān)注的現(xiàn)實問題。
1建筑物傾斜主要原因分析
導(dǎo)致建筑物(基礎(chǔ))偏斜的原因做種做樣,其中主要原因有如幾方面:1)偏心荷載影響。當(dāng)上部傳遞的荷載其合力重心與基礎(chǔ)底面的形心不重合時,會對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生偏心荷載作用,建筑物基礎(chǔ)在偏心荷載作用下,固結(jié)速度不一,局部產(chǎn)生過大的沉降。2)不良地基影響。地基土質(zhì)不均勻,如軟弱土層厚薄不勻埋藏深度不一等特別是近年來由于不斷擴建,山區(qū)填土地基垃圾填土地基等由于分層壓實不均或污染等影響,也容易使得這些地基土上的建筑物發(fā)生傾斜,甚至導(dǎo)致開裂。3)相鄰建筑物的影響。兩建筑物相距過近,使地基中附加應(yīng)力疊加,地基沉降量加大而導(dǎo)致建筑物(或相鄰單元)間的相互傾斜。4)施工中存在問題。主要為工藝不當(dāng)或施工質(zhì)量低劣,如主樓和裙房同時建造;鄰近建筑物開挖深基礎(chǔ)或降水或支護結(jié)構(gòu)破壞;建筑物一側(cè)堆放大量材料以及沉樁未達到設(shè)計持力層,灌注樁存在軟弱夾層、松散層、空洞等,而導(dǎo)致局部下沉,建筑物傾斜。5)其他。除上述一些原因外,如果是濕陷性黃土地基,由于浸水等引起的濕陷;或是地基土脹縮、凍脹融陷以及液化地基由于地震液化所造成的塌陷等,都會使上部結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜。
2常用建筑物糾傾方法
糾偏技術(shù)難度較高,風(fēng)險也大,糾偏工程成功與否首先在于根據(jù)傾斜建筑物的具體情況土質(zhì)條件及傾斜原因等選擇合適的、具有針對性的方法,并采用信息監(jiān)控的方法進行施工。廣西軟土分布區(qū)較廣,因此筆者主要介紹軟土地區(qū)常用的兩類糾偏法,即一是將沉降小的部位促沉,二是將沉降大的部位頂升,具體包括加載法、掏土法及頂升法,具體如下:
2.1加載糾偏法
該法主要適用于軟弱地基上(如松散填土、淤泥及淤泥質(zhì)土等)糾偏量較少的淺基礎(chǔ)建筑物糾偏。做法為在建筑物沉降較小的一側(cè)施加荷載,迫使地基土變形產(chǎn)生沉降,實現(xiàn)糾偏目的。其中,堆載為最常見的加載法,主要為在沉降較小的一側(cè)堆放重物。該法適用于建筑物剛度較好,跨度不大的情況。建筑物加載糾偏也可通過錨樁加壓,在沉降小的一側(cè)地基中設(shè)置錨樁,修建與建筑物基礎(chǔ)相連接的鋼筋混凝土懸臂樁,通過千斤頂加荷系統(tǒng)加載。施加一次荷載后,地基變形致使荷載變小。待一次加載變形穩(wěn)定后,再施加第二次荷載,如此重復(fù),一次次增大荷載,地基變形也逐步加大,直至實現(xiàn)糾偏目的。另外,要尤其注意使用堆載加壓時應(yīng)注意加載對周邊臨近建筑物沉降的影響(在建筑物密集區(qū)該法的使用應(yīng)當(dāng)謹慎),并同時加強建筑物沉降監(jiān)測工作。
2.2掏土法
該法是在沉降較小的一側(cè)地基中掏土,迫使地基產(chǎn)生沉降,以實現(xiàn)糾偏目的,其對臨近建筑物的沉降影響較小。根據(jù)掏土部位又可分為兩種,即在建筑物外側(cè)地基中掏土及建筑物基礎(chǔ)下掏土。掏土糾偏的設(shè)計包括如下四要素:確定各點沉降量;安排掏土順序、位置和范圍,制定實施計劃;編制促沉操作規(guī)程及安全措施;設(shè)置建筑物沉降監(jiān)控系統(tǒng)。
2.3頂升法
頂升糾偏法是指傾斜建筑物基礎(chǔ)多沉部位采取頂升措施的糾傾方法,頂升糾偏的最大頂升高度不宜超過80cm。該法是利用千斤頂將傾斜建筑物頂起或用錨桿靜壓樁將建筑物提拉起,適用于沉降己趨穩(wěn)定的經(jīng)過多年使用的多層房屋,如果傾斜不超過危險限度,可不進行地基處理。頂升糾傾法有框梁(圈梁)頂升糾傾法、托梁頂升糾傾法、靜壓樁頂升糾傾法、地基灌漿(注漿)頂升糾傾法及雙灰樁頂升糾傾法等。
3工程實例分析
3.1 概況
某7層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓,筏板基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深115m,東西長25m,南北寬12.4m。施工期間及其使用過程中沉降觀測表明,該住宅樓有明顯不均勻沉降,且直至糾偏施工前沉降仍未穩(wěn)定。據(jù)沉降觀測結(jié)果,住宅樓自東向西平均傾斜255mm,最大傾斜率達到6.8‰,依照CJl3-86房屋鑒定標準,確認為危房。經(jīng)地質(zhì)補勘,場地地質(zhì)情況如下:軟粘土層極松軟,孔隙較大,含水量高,部分呈軟塑一流塑狀態(tài),自西向東尖滅;巷道平面尺寸1.9m×2.0m,已廢棄不用,有冒頂現(xiàn)象。經(jīng)分析,傾斜原因如下:淤泥質(zhì)粘土層部分呈軟塑一流塑狀態(tài),觸變性高,屬軟弱下臥層,強度不能滿足要求,造成的壓縮變形量較大,因自西向東尖滅,產(chǎn)生不均勻沉降。且建筑物地基中的廢棄巷道發(fā)生冒頂現(xiàn)象,其圍巖出現(xiàn)塑性區(qū),加劇了建筑物的不均勻沉降。
3.2 糾偏方案
雖然樓房發(fā)生傾斜,但墻面、墻體無明顯裂隙,整體剛性較好,故決定采用糾偏。糾偏方案具體如下:1)利用煤矸石、粉煤灰等材料對用模板封閉的巷道進行水平注漿,解決其冒頂問題。巷道封閉注漿段長度16m,從而使注漿段巷道密實,防止冒頂繼續(xù)發(fā)生。2) 因淤泥質(zhì)粘土層承載力偏低,為解決該問題,在建筑物西側(cè)鉆孔并對其擠壓注漿。注漿孔數(shù)23個,孔深415~515m,共5排,孔距210~318m,由西往東孔距變大,使得土層在注漿壓縮過程中,擠壓出空隙中的空氣及水,使土體更為固結(jié)密實,強度提高;在擠密的同時,軟土自身體積減小,多余空間被強度較高的漿體固體置換,形成高強度骨架,與被壓密的軟土緊密交織,提高其整體強度。3)掏土糾偏。樓房東邊基礎(chǔ)外側(cè)沉降小,利用應(yīng)力轉(zhuǎn)移的原理,在該處鉆孔垂直取土,在局部范圍內(nèi)解除及轉(zhuǎn)移地基應(yīng)力,增大東邊的基礎(chǔ)沉降,以達到糾偏的目的。應(yīng)力解除孔布置為掏土孔數(shù)9個,孔徑300mm,孔距2~3m,孔深815~918m。4)降水。在完工的掏土孔中,用空壓機進行井點降水式抽水,增加?xùn)|側(cè)土的自重應(yīng)力,加速土體的固結(jié)及壓縮,提高沉降糾偏的速度。在施工過程中,為保證建筑物按預(yù)定要求緩慢均勻下沉,實現(xiàn)信息化施工,每天由專人用經(jīng)緯儀及水準儀進行沉降觀測,參照沉降觀測值調(diào)整取土量及取土位置。
觀測結(jié)果表明,施工初期建筑物西側(cè)沉降值有增加趨勢,沉降19mm后趨向穩(wěn)定,說明軟土的擠壓注漿及巷道的充填注漿發(fā)揮了預(yù)期作用,使得地基土得到加固,承載力提高,阻擋了建筑向西栽沉趨勢。另外,建筑物東側(cè)掏土抽水后,整個建筑按預(yù)定方向向東緩慢回傾,初期回傾速度較大,達4mm/d,70d后,達到糾偏要求,傾斜率為3.2‰。為避免“矯枉過正”,當(dāng)斜率 3‰時,立即用碎石添入掏土孔內(nèi),同時用高壓水泥漿旋噴成樁。糾偏加固后至今,該建筑整體沉降量東側(cè)約180mm,西側(cè)約20mm,處于穩(wěn)定狀態(tài),效果理想。
參考文獻:
【1】黃穎.建筑物糾偏技術(shù)初探【J】.科技信息,2010(35):536,509.
【2】張潤杰.淺談建筑物傾斜的原因及糾偏加固處理【J】.黑龍江科技信息,2011(30):145.
【3】胡盛斌.某住宅樓傾斜原因分析鑒定【J】.建筑監(jiān)督檢測與造價,2009(5):24-26.