某危房的地基加固與頂升糾偏設(shè)計與施工57267363

1工程概況
 
　　福州市某單位大樓建于1982年，總建筑面積1900平方米，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，片筏基礎(chǔ)。該建筑建成后由于在上部結(jié)構(gòu)和填土荷載作用下，深厚淤泥產(chǎn)生長期固結(jié)沉降，且附樓西邊的筏板擱在主樓的樁基礎(chǔ)上，同時受應(yīng)力疊加作用和場地東邊原有池塘等因素的影響，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，使建筑物向西傾斜。根據(jù)2007年5月省建筑科學(xué)研究院提供的傾斜觀測資料，該樓東南頭角向東傾斜率為13.5‰，西南頭角向北傾斜率為9.0‰，整幢樓呈由西南向東北方向的整體雙向傾斜狀態(tài)。其向東及向北傾斜率均已超過《危險房屋監(jiān)定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ125—99）規(guī)定的危標(biāo)準(zhǔn)7‰的標(biāo)準(zhǔn)，該建筑物各點傾斜率見下圖1。由于該建筑物受到不同程度的損壞或破壞，結(jié)構(gòu)上已存在嚴(yán)重的安全隱患，參照部頒的《房屋完損等級評定標(biāo)準(zhǔn)》中的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)綜合評定該建物已屬于危房，經(jīng)業(yè)主方邀請有關(guān)專家認(rèn)證后認(rèn)為：拆除重建同樣的辦公樓約需225萬元，而糾傾加固只需約50萬元，且施工工期短，所以決定采取糾傾加固處理。
 
　　圖1頂升前垂直度數(shù)據(jù)圖
 
　　2糾傾方案選擇
 
　　2.1頂升法糾傾設(shè)計
 
　　本工程結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)合預(yù)制樓板裝配，根據(jù)該工程上部結(jié)構(gòu)剛度較弱的特點，須先對地基及上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，然后采用基礎(chǔ)梁上托換結(jié)構(gòu)頂升的辦法。頂升前，在頂升面上部加做一道水平向封閉頂升梁，頂升梁的截面和配筋根據(jù)上部荷載計算見圖2。頂升時，結(jié)構(gòu)的受力特點相當(dāng)于倒置彈性地基上的墻梁，其上部荷載通過墻梁經(jīng)千斤頂傳遞給基礎(chǔ)梁，然后傳遞至地基。
 
　　圖2頂升梁設(shè)計圖
 
　　頂升點的數(shù)量根據(jù)千斤頂?shù)暮奢d設(shè)計值經(jīng)計算確定，然后根據(jù)千斤頂位置設(shè)置頂升洞，對頂座和頂升梁底受力點采用專用墊塊和鋼板加強(qiáng)，對千斤頂?shù)酌嫦轮粱A(chǔ)梁面以上的磚體采用鑿槽后做成混凝土短柱，頂面放置鐵件，以防頂升時結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部承壓破壞，本工程選用額定工作荷載為xxxkN手動螺旋千斤頂，取工作不均勻系數(shù)為0.8，則每臺千斤頂設(shè)計頂升力為xxxkN?，F(xiàn)本樓頂升梁底以上結(jié)構(gòu)總重為xxxxkN，取千斤頂安全系數(shù)為1.5。經(jīng)按各墻體段的荷載進(jìn)行計算，本樓共布置千斤頂xxx臺。
 
　　2.2各點頂升量的確定
 
　　各點頂升量Hi一般包括三個數(shù)值：
 
　　1建筑物已有不均勻沉降的調(diào)整值Ha：
 
　　2根據(jù)使用功能需要的整體頂升值Hb：
 
　　3地基土剩余不均勻變形預(yù)估調(diào)整值Hc（本工程已考慮地基加固，故Hc=0。）
 
　　則由式Hi=Ha+Hb+Hc，可得各點的頂升量Hi。
 
　　3地基加固方案
 
　　既有建筑地基基礎(chǔ)加固方法有多種，如基礎(chǔ)擴(kuò)大和加固、錨桿靜壓樁、預(yù)壓樁或灌注樁、注漿等。根據(jù)該工程地質(zhì)報告所提供的各地層巖土性狀，考慮到該樓不均勻沉降和傾斜仍在繼續(xù)發(fā)展的現(xiàn)狀，擬對該樓的地基采用錨桿靜壓樁托換加固。
 
　　本工程的場地土層自上而下主要為：淤泥、亞粘土、中粗砂含碎石粘土等，其中淤泥錨桿靜壓樁的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值為15~20kpa極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為3000kpa，中粗砂含碎石的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值為30~35kpa，極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為8000kpa，粘土的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值為20~25kpa極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為3000kpa，中粗砂含碎石層包括中粗砂含碎石夾層和中粗砂含碎石持力層。綜合考慮場地地質(zhì)條件和該建筑物的實際情況，擬采用錨桿靜壓樁如下：樁身混凝土強(qiáng)度為C30，樁身斷面為250*250，本工程共布樁66根，最長樁長24米，最短樁長18米，平均樁長21米，單樁設(shè)計承載力為250KN，壓樁終壓力為400KN，錨桿靜壓樁的制作及施工按建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計《錨桿靜壓樁》DBJT13—24。
 
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　　4施工簡介
 
　　嚴(yán)格按下列順序進(jìn)行：處理與本樓相關(guān)的搭建梁板→地基基礎(chǔ)錨桿靜壓樁托換加固→上部結(jié)構(gòu)加固→頂升梁施工→千斤頂設(shè)置→設(shè)置頂升標(biāo)尺→上下部結(jié)構(gòu)分離→試頂升→頂升實施結(jié)構(gòu)分離處連接→其他修復(fù)及裝修。
 
　　錨桿靜壓樁施工時掌握壓樁力及樁長雙控的原則，打樁時按沉降量大的到沉降量小的順序進(jìn)行。封樁用C30早強(qiáng)微膨脹混凝土澆筑樁孔，并用震動機(jī)振搗密實，經(jīng)養(yǎng)護(hù)后回填土方。
 
　　錨桿樁打完，地基得到了加固后進(jìn)行頂升梁分段施工，施工前應(yīng)在各段設(shè)置鋼筋砼支承芯墊，間距0.5m，梁分段長度不大于1.5m，且不大于開間墻段的1/3，并應(yīng)間隔進(jìn)行，等該段達(dá)到強(qiáng)度后方可進(jìn)行鄰段施工，主筋應(yīng)預(yù)留搭接焊接長度，頂升梁施工時應(yīng)設(shè)置砼倒入口中，等頂升梁強(qiáng)度達(dá)到30%時方可進(jìn)行鑿除。
 
　　本工程采用整體頂升的方法進(jìn)行，施工分為三個階段進(jìn)行：2006年9月1日之前進(jìn)行頂升前的準(zhǔn)備工作、頂升梁的施工、頂升設(shè)備安置、頂升前測量，2006年12月17日進(jìn)行整體頂升糾偏；2006年12月20日開始對建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接及修復(fù)，頂升過程中，應(yīng)保證各頂升點按設(shè)計要求，保證整幢建筑物受力均衡，為防止局部出現(xiàn)受力突變（集中），每次的最大頂升量不得超過20mm，頂升時應(yīng)同步進(jìn)行。頂升達(dá)到設(shè)計高度后應(yīng)立即在墻體交叉或主要受力部位用墊塊穩(wěn)住，并迅速進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接，頂升高度較大時應(yīng)邊頂邊砌筑墻體，千斤頂應(yīng)在結(jié)構(gòu)連接完畢，并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可分批分期拆除。
 
　　建筑物頂升時設(shè)置水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀觀測站，以觀測建筑物頂升糾傾全過程；在每個支承點上設(shè)置頂升標(biāo)尺，并建立統(tǒng)一的指揮系統(tǒng)，保證千斤頂同步和按設(shè)計要求控制每次頂升量。
 
　　圖3頂升后垂直度數(shù)據(jù)圖
 
　　此工程頂升加固施工均符合國家規(guī)范、規(guī)程要求和符合設(shè)計要求，糾傾后的該辦公樓傾斜率控制在1‰以內(nèi)；經(jīng)使用一年后，未發(fā)現(xiàn)不均勻沉降，質(zhì)量較好。
 
　　5結(jié)語
 
　　1本工程地基下沉傾斜實屬危房，經(jīng)采用靜壓樁托換地基加固補(bǔ)強(qiáng)，控制地基穩(wěn)定后進(jìn)行頂升糾偏是成功的。
 
　　2頂升糾偏結(jié)束后傾斜率減小至3‰，滿足規(guī)范要求，竣工后至今1年多，經(jīng)回訪、觀測，地基穩(wěn)定，使用正常，未發(fā)現(xiàn)地基下沉和結(jié)構(gòu)墻體開裂現(xiàn)象。實踐證明糾偏技術(shù)效果可靠。
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