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岩土研究院

工程实例-建筑物整体顶升纠倾加固加层工程

356 2022-02-14 15:50:48

一、工程概况

位于厦门市斗西路东侧某两座五层砖混结构住宅楼,长 22.2m,宽11.1m,建于1985 年,基础采用砂垫层上的条形基础,场地为海港区填方造地而成,地质情况较复杂,建筑物从施二期至投人使用以来出现较大的沉降及不均匀沉降,据沉降观测资料,至 1989年底两座建筑物中最大沉降量达 1185mm,最小沉降也有748mr∶,建筑物整体向北倾斜 28.8%。~31.5%。.向西倾斜最大为5%,沉降速率仍有0.08~0.15mm/d,沉降尚未稳定,不均匀沉降仍在继续发展。为使建筑物恢复原来的安全度及使用功能,必须进行纠倾加固并提高建筑物的整体标高。

(一)沉降及不均匀沉降原因1.工程地质条件

场地软土为原海港区近期沉积的海积淤泥,厚度8~12m(见图7-9),含水量56%.~65%.孔隙比为1.51.压缩模量为1.6VFPa,加上大面积的填土造地,填土厚1.8~2.5m,填土时间较短,淤泥的自重固结尚未完成,建筑物建成后使其附加压力增加.更加剧了地基土的固结变形,使总沉降量增加,下卧层厚度或基础附加压力的差异将加大其不均匀沉降量。

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2.建筑平面布局

一般建筑物由于北面集中布置了厨卫、楼梯和隔墙较多等而使其重心大多有偏北的现象,当基础结构设计没有充分考虑其重心与形心的重合关系时,基底面压力将产生差异。导致建筑物不均匀沉降倾斜。 而建筑物的相邻影响,,使邻近的地基附加应力增加,也是其产生不均匀沉降的原因之一

(二)处理方案及比较

建筑物常用的纠倾技术归纳起来有两大类,一种是迫降纠倾(包括基底掏抽取土及侧向成孔取土抽水,堆载,拔桩加压迫降等>,另一种是整体顶升纠倾包括地圈梁顶升,托换顶升及基础压桩顶升等。而建筑物地基加固则方法更多,归纳为地基托换,包括刚性桩、柔性桩及化学加固等,地基杆痪加固的目的-是调整沉降尚未稳定的建筑物 另一种是为增层提供承载力或两者并用。

本工程选用如下两种处理方案进行分析比较∶

1.迫降纠倾与锚杆静压桩加固

该方案是利用高压水射流将建筑物基础沉降较小处基底砂垫层部分掏 冲)出,使基础接触面积减小,接触应力增加,砂土产生侧向及竖向的变形、使基础的不均匀沉降在短时间内得到调整,达到纠正的目的,而纠倾的建筑物为阻止尚未完成的沉降继续发展及满足加层的需要,采用增设锚杆静压桩加固地基。

该方案的特点是纠倾时充分利用基础垫层,采用高压射流掏取砂,迫降方法稳妥可靠、经济,但无法解决底层地面标高过低、水涝和排污受阻等缺陷,只能放弃底层正常使用改为杂物间,利用增层增加使用面积。

2.托换梁顶升纠倾与锚杆静压桩加固

该方案是利用托换梁顶升技术将建筑物整体顶高,顶高的同时通过顶升量调整建筑物的不均匀沉降达到纠倾目的,地基采用同样的锚杆静压桩加固方法进行加固。

该方案特点是能将建筑物纠正提高,底层恢复原来的使用功能、使用面积不受影响。

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经比较在目前用地十分紧张的城市建设中增加一平方米建筑面积产值超过1000元,因此选择顶升加建两层具有更高的经济效益,是可取的方案。方案经济比较如表7-1。

二、整体顶升和锚杆静压桩加固的设计与施工(—)整体顶升纠倾的技术原理

整体顶升技术是通过结构托换技术,沿建筑物某一特定平面用钢筋混凝土梁分段托换,形成全封闭的顶升托换梁,在梁下设置若干个支承点,通过这样支承点内的起动设备的起动使建筑物整体向上抬开。调整建筑物各部分的抬升量可使建筑物沿某一直线(或点)作整体平面转动达到纠倾目的,在这同时还可大幅度提高建筑物的标高,消除底层标高过低引起的病害。顶升技术是一种变形差异快速逆补偿过程。

(二)整体顶升纠倾的设计与施工顶升纠倾的设计主要应确定如下参数∶1.顶升托换梁

一般的建筑物均有能将上部结构荷载传至地基的整体性较好的基础,顶升仍通过它以提供足够的反力,要使建筑物整体上升尚需要有一整体性好的梁系,多数建筑物这一梁系不

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(1)锚杆胶粘结强度质量。

(2)预制桩制作的质量(强度、平面尺寸)。

(3)压接桩的垂直及胶泥接桩质量。

(4)压桩终压标准的控制,终压维持时间一般3~-5min,对加固工程更应满足这一点。二、技术经济效果

1.处理后房屋得以纠正.解除了原来倾斜度超过危险房屋标准的危险状态,使建筑物恢复正常安全使用。

2.采用顶升技术将建筑物整体提高,消除了原室内外高差负值,地面潮湿和排污受阻等现象,恢复原来的使用功能.

3.地基通过锚杆静压桩加固,除了使原来尚未稳定的建筑物处于稳定状态外,尚能满足加建两层的要求,经济效益显著。

4.建筑物整体顶开纠倾技术具有其独特的优越性,在排除标高过低的障碍问题上是其他方法所无法比拟的。

建筑物的基础加固,考虑到原地基土的固结度按剩余固结度所对应的荷载来设计加固体,即地基部分托换设计理论,技术上合理,工程造价低廉,效果可靠,是一种可以推广应用的理论。