某水庫溢洪道樓梯間傾斜糾偏的技術處理
[摘要]針對樓房傾斜問題,進行了樓房傾斜的原因分析,并介紹了樓房傾斜的糾偏與基礎加固的施工方案設計原理,對基礎灌注樁的施工及用千斤頂對樓房進行頂升糾偏方案的實施進行了簡要論述。
[關鍵詞]樓房;傾斜;糾偏
某水庫溢洪道啟閉機室樓梯間為單開間四層磚混結構,混凝土筏板基礎,由于地基的不均勻沉降出現(xiàn)整體傾斜,超出我國危險房屋鑒定標準(JGJ125-99)規(guī)定的7‰標準,直接影響啟閉機的正常使用,危及水庫及周邊人們的生命財產(chǎn)安全,造成不安定因素,因此必須及時進行糾偏處理。
1、溢洪道樓梯間傾斜的原因分析
溢洪道樓梯間傾斜受多種因素影響,根據(jù)原有設計及施工資料,結合工程現(xiàn)狀分析,對樓房的結構、具體的工程地質條件及其周圍的環(huán)境進行了詳細的調查研究后,分析認為造成樓梯間傾斜的主要原因有:(1)建筑物的基礎設計中,混凝土筏板基礎南端位于溢洪道左岸混凝土閘墩之上,不易產(chǎn)生沉降;混凝土筏板基礎北端位于左岸人工回填土之上,易產(chǎn)生沉降;啄媳眱蓚鹊奈锢砹W性態(tài)的較大差異造成應力分布不均勻,造成該樓梯間沉降速率的差異日趨嚴重,致使樓房向地基承載力小的北側土基傾斜。(2)溢洪道左岸壩肩基底5m左右回填的碎石土土質比較差,采用混有石塊和部分砂、石顆粒的原壩體開挖土進行回填,厚度2-3m,且石塊較大、較多,回填質量難以保證,這也是造成樓梯間基礎不均勻沉降的原因之一。
2、溢洪道樓梯間傾斜糾偏技術方案的確定
工程糾偏實踐表明,影響建筑物產(chǎn)生傾斜的因素是多方面的。為了取得比較理想的糾偏加固效果,針對本工程實際,在查明建筑物傾斜原因的基礎上選擇相應的糾偏加固技術,做到既節(jié)約投資又安全可靠。為了保證糾偏施工的順利進行,施工前我們組織有關人員進行了詳細會勘,一致認為該房屋的以下特征表明對其進行糾偏是可行的。
。1)房屋雖整體傾斜,但外形及主體結構均完好無損,各構件未出現(xiàn)變形、裂縫損壞及位移。
(2)各樓層平面及立面均大致呈矩形,無明顯的高低差異,有利于房屋的整體受力。
。3)樓房各受力縱橫墻相互連結良好,表明該樓房屬砌體承重結構中的剛性房屋類型,有利于整體傳力。
綜合以上分析,結合建筑物的整體剛度、基礎形式及場地條件,決定采用綜合糾傾加固技術。先進行地基加固,在建筑物北側筏板基礎下做混凝土灌注樁,待灌注樁強度達到設計強度后,以混凝土灌注樁作為支撐并提供頂升所需反力,用千斤頂抬高樓房沉降大的一側,將建筑物頂升糾偏。沿筏板基礎北端設置5顆灌注樁,樁徑500mm,樁長5.0m,采用洛陽鏟成孔。灌注樁內下設鋼筋籠,樁身混凝土強度等級C20,采用普通硅酸鹽水泥。對左岸壩肩及溢洪道交通橋北側回填土重新開挖回填,并據(jù)鉆孔取芯情況確定是否灌漿。
3、樓梯間基礎灌注樁的施工
3.1在糾偏施工前對建筑物整體進行勘測,對溢洪道樓梯間進行可靠支撐和加固,避免由于加固過程中引起節(jié)點處內力集中造成的剪力破壞和其他危險。
3.2開挖樓梯間北側相關縱墻及橫墻基礎兩側的填土,直至露出基礎底,兩側開挖寬度為沿基礎向外擴展2m。
3.3鉆孔灌注樁施工
鉆孔灌注樁作為一種基礎承載結構和地基支撐的構造形式,是施工建設中應用比較普及的技術內容,是一種有效的地基處理方式。施工工藝流程為:施工準備→材料機具進場、鋼筋籠制作、樁位放樣→洛陽鏟成孔→質量檢查→鋼筋籠吊裝→混凝土攪拌及混凝土灌注→混凝土灌注樁質量檢測。
(1)洛陽鏟開始作業(yè)時,樁孔位置要正確。成孔過程中,作好現(xiàn)場記錄。隨時量測孔徑、平面位置和垂直度等是否符合設計要求、允許偏差是否在規(guī)定范圍以內。當孔底標高達到設計要求時,必須將孔底虛土清理干凈。成孔后,對成孔檢查驗收,即成孔的幾何尺寸、標高、地層土質等與設計要求及地質報告是否一致。鋼筋籠主筋為8Φ12mm,箍筋為Φ8@200,箍筋要與主筋焊接,鋼筋籠長2400mm。在施工過程中,鋼筋籠必須對準成孔中心,鋼筋籠周圍混凝土保護層墊塊要分布均勻,綁扎牢固,確保鋼筋保護層尺寸可靠。
。2)灌注樁混凝土的灌注。在混凝土運輸、澆注入孔過程中,操作不當容易發(fā)生離析現(xiàn)象,影響混凝土的均質性,所以澆注前,要設置斜槽等下料設施。其次,灌注混凝土時,為了使混凝土能振搗密實,應分層澆注分層振搗,并在下層混凝土初凝前將上層混凝土澆注振搗完畢;炷翝沧⒌侥骋徊课粫r,不能因機械故障、斷水、斷電等中斷混凝土的澆注,一旦開始澆注,就必須保證混凝土的澆注能連續(xù)緊湊進行,不得中途停頓。如因技術或組織原因不能連續(xù)施工,停頓時間不能超過混凝土的初凝時間,一般為180min。
。3)混凝土灌注樁施工宜逐個成孔,逐個澆注,即成一個孔澆注一個,要求跳倉施工不可同時成孔。
4、用千斤頂對樓梯間實施頂升糾偏
頂升糾偏技術是將建筑物基礎和上部結構沿某一特定位置進行分離,在分離區(qū)設置若干個支撐點,通過安裝在支撐點的頂升設備,使傾斜建筑物做豎向轉動得到整體扶正,該技術主要適用于基礎沉降過大而上部結構整體剛度較好的建筑物。
4.1觀測點布設和測量
頂升糾偏前應定期對建筑物進行沉降和變形觀測,分析沉降是否穩(wěn)定,穩(wěn)定后方可進行整體糾偏。
頂升工作開始前,在建筑物四角設垂球,在上部結構的圈梁上和基礎上分別設置觀測點,以便在頂升作業(yè)過程中觀測建筑物偏離、上抬情況和基礎沉降情況;在千斤頂?shù)膲呍O置標尺;標明每次的頂升量和總頂升量,便于千斤頂操作人員操作和觀測。本工程的糾偏中,在該樓北墻中部和東西端兩個角上各設置一垂球;在該樓北墻的東面、西面和中部各設置一根標尺;在樓四個角的基礎上各設置一個沉降觀測點。頂升作業(yè)前,對各觀測點全部進行一次測量并記錄。
4.2頂升糾偏方案的實施
頂升糾偏是一項技術性強的施工技術,因此要求組織嚴密,計劃周全,才能確保頂升糾偏的成功。頂升時要服從統(tǒng)一指揮,正式頂升前要進行一次試頂升,以全面檢查各項工作是否完備、正常。樓房頂升要在灌注樁強度達到設計強度后進行,本工程以混凝土灌注樁做為支撐、在樁頂安裝千斤頂進行頂升糾偏,使大樓南北方向糾偏后達到垂直狀態(tài)。
(1)因為該樓梯間條形基礎為素混凝土,頂升時為防止基礎的斷裂故在基礎下墊設20mm厚鋼板,以提高基礎整體剛度。
。2)在每個支承點將預先設計的所有支座、型鋼支撐及千斤頂全部安裝好后,頂緊千斤頂,將基礎荷載轉移在混凝土灌注樁上。
。3)采用混凝土灌注樁作為支撐并提供頂升所需反力,用千斤頂將建筑物頂升糾偏。
。4)頂升時分級同步進行,每個千斤頂基本上以同步壓力上升。緩慢頂升千斤頂抬高基礎,每天頂升高度控制在2cm。糾偏工作需要一個時間過程,不能盲目追求糾傾速度,矯枉過正,否則可能使樓房產(chǎn)生不可控制的傾覆。
。5)在頂升作業(yè)過程中每進行一次頂升后,用水準儀和經(jīng)緯儀對各觀測點進行沉降觀測,以沉降觀測值作為糾偏信息及時調整糾偏方案。
。6)當頂升的千斤頂行程不夠需倒程時,要及時、分臺次在千斤頂下加塞鋼筋混凝土預制墊塊,防止因同時倒程、受力過于集中而發(fā)生危險。
。7)待基礎抬升到預定高度,當樓房各面?zhèn)葔具_到垂直狀態(tài),從樓頂四個角吊垂線至地面的目測結果呈垂直狀態(tài),儀器測量也達到設計要求時,終止頂升糾偏。立即將墻體主要受力部位用預制墊塊墊牢,并用混凝土進行墻體連接;待條形基礎上的荷載全部分擔到鋼筋混凝土墊塊上以后撤出千斤頂,并及時澆筑混凝土填滿空隙。
。8)將鋼筋混凝土墊塊澆筑成連梁,并與原筏板之間確保連接緊密。
。9)重新對開挖的基礎進行回填,分層夯實,干容重控制在1.65g/cm3以上。
頂升工作全部結束后,再對各觀測點全部測量一次并記錄,并用儀器核對垂直度。
5、結語
在糾偏過程中,該樓未發(fā)生結構開裂現(xiàn)象。糾偏加固完成以后進行了檢測,糾偏結果達到了設計要求,該建筑糾偏后半年多的后期跟蹤監(jiān)測結果顯示,樓梯間沒有再發(fā)生傾斜現(xiàn)象。由此說明這一施工方案切實可行,安全可靠,有效地挽回了因工程質量問題產(chǎn)生的經(jīng)濟損失,對保證結構安全、保障水庫的安全運行具有重要的作用。