某六層磚混結構辦公樓糾偏工程

袁亦農

(福建省冶金工業(yè)設計院 福建福州 350011)

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某六層磚混結構辦公樓糾偏工程

袁亦農

(福建省冶金工業(yè)設計院 福建福州 350011)

以某六層磚混結構辦公樓糾偏工程為例，對糾偏工程中的具體設計和施工工序進行了簡要闡述：主要包括頂升托換結構系統(tǒng)設計、頂升糾偏施工方法和施工著重點、頂升托換過程中墻體和柱的構造處理設計和頂升監(jiān)測設計等。并結合工程實際對糾偏工程的效果與施工前后進行了觀測對照，其糾偏結果達到了相關的技術標準和設計要求，建筑物整體穩(wěn)定，工程取得了預期的效果。

糾偏; 托換; 頂升; 傾斜; 觀測

1 工程概述

該辦公樓位于福州市鼓樓區(qū)某省屬辦公大院內，辦公樓東側為印刷廠，南側為綜合樓，西側為進院道路和宿舍，北側為沿街店鋪和城市交通主干道，周圍建筑物密集，周邊地下管線埋設復雜。辦公樓建于1977年，由省級某設計院設計，建筑占地面積0.0264hm2，建筑面積約1900m2，高6層，采用磚混結構，基礎形式為鋼筋砼條形基礎，基礎埋置深度為1.30m，設置于素填土地基上。1987年該單位對辦公樓進行了房屋和基礎加固改造，基礎形式改造為鋼筋砼筏板基礎，基礎梁加寬。

該建筑物盡管進行了基礎加固，但新增筏板要有一定的下沉壓縮，與原條形基礎共同同步受力，才能與地基一同發(fā)揮其最大承載力，達到基礎加固的目的，在這下沉過程中建筑仍會產生局部的不均勻沉降，所以經過三十多年累計沉降，辦公樓產生了較大差異沉降和傾斜，最大沉降差達257mm，最大傾斜達2.02%，其傾斜值超過國家規(guī)范和規(guī)程規(guī)定的限值[1]。

經地質勘察單位歷年數次，如2014年4月至2015年4月沉降觀測報告，沉降觀測結果定論，該建筑物沉降現基本穩(wěn)定，結構完整。為不影響辦公樓的正常使用，該單位決定對辦公樓進行糾偏調平處理。

目前建筑物糾偏技術有多種方法，主要有頂升法、迫降法和兼容二者的綜合法三大類。

結合工程地質條件，環(huán)境條件，工程造價，房屋上下部結構形式及施工條件，綜合分析決定采用成熟的頂升托換結構系統(tǒng)，斷墻托換頂升調平扶正該建筑物。

2 頂升托換梁結構原理與設計

(1)所謂的頂升托換梁就是將建筑物沿設定的一水平面切斷，墻體逐段置換為頂升托換梁，頂升梁的施工利用人工或機械在整體移位要求的某一水平面上(一般為地梁上底層窗臺下之間)按所建梁高h+50斷面對墻壁開鑿進行處理后，在單元梁段內綁扎鋼筋,支撐,澆筑砼，完成一個單元梁段;各單元梁段之間相互連接，最終形成一道封閉的矩形剛托架。假定房屋上部結構荷載坐落于這一剛托架上且能承受其荷重時，在頂升托換梁與承臺(基礎)之間安置頂升裝置千斤頂后，使頂升托換結構與下部物體結構柔性隔離時，當頂升力大于建筑物總荷重時，即可實施垂直頂升移位，形成一個可頂升移位的整體，實現建筑物糾偏。

(2)建筑物糾偏設計前應進行綜合經濟評估和可行性分析,按國家現行有關規(guī)范和標準進行檢測、復核和鑒定，經綜合評估適宜糾偏的建筑物方可進行施工圖設計。建筑物位于地震區(qū)應按抗震鑒定標準進行鑒定，不滿足時應進行抗震加固處理。

(3)由于施工時樓房已處于騰空狀態(tài)，設計時僅考慮樓房自身重量，根據辦公樓各層平面圖，估算辦公樓總荷重為1816t，取1830t，1.2×1830/50=44，則至少需要44個50t千斤頂。而根據圖1千斤頂布置圖工程實際布置了58個50t千斤頂，已能滿足頂升要求。另外現場還預備了20個50t千斤頂準備替換和備用。

(4)該工程頂升托換梁選用鋼筋砼結構，由分段施工組成。頂升托換梁可參照現行GB 50003—2011《砌體結構設計規(guī)范》7.3條的要求進行計算，內容包括：梁的正截面承載力計算、斜截面受剪承載力計算、頂升托換梁上部墻體的受剪承載力計算、梁的端部局部受壓承載力計算等。本工程頂升托換梁經計算，設計采用250×550截面,砼強度C30(摻適量的膨脹劑,水灰比不應大于0.5)，鋼筋強度HRB400，梁底部頂部均配置各3Φ20縱筋，梁箍筋為Φ8@100,梁中部配置2Φ12通長腰筋，其腰筋拉結筋為Φ8@200。

(5)建筑物就位后應及時進行可靠的連接和修復處理。

3 糾偏工程工序流程

(1)鋼筋砼頂升托換施工工序:水準測量—室內外土方開挖—施工放樣控制標高—施工段劃分—墻壁體開鑿—設備基礎找平、修補—預留頂升洞—鋪設隔離層—綁扎焊接鋼筋—支模、澆搗砼—砼養(yǎng)護、拆模。

(2)建筑物頂升調平扶正施工主要工序:頂升調正準備、安裝千斤頂裝置設備的置放與支撐體的修筑、設置頂升標尺、切斷上下連接處、頂升相關材料就位—確定頂升量及各頂升分量、設置監(jiān)測系統(tǒng)、整體頂升調平扶正—垂直度監(jiān)測—頂升就位—臨時支撐、建筑物就位連接—建筑物修復驗收[4]。

4 糾偏施工著重點

(1)該工程的頂升梁，由于采用鋼筋砼置換局部原墻體作為頂升結構體系，所以置換過程中對原結構的安全及穩(wěn)固連接很重要。應采取多點間隔的辦法分段置換澆筑頂升梁，采用小噸位(一般不超過50t)，多點均勻布設頂升千斤頂的原則來安裝頂升裝置，避免出現應力集中使結構受損，必要時加設臨時鋼支撐確保安全。

(2)糾偏施工須由具有特種專業(yè)工程(結構補強、糾偏與平移)專業(yè)承包資質且具有糾傾工程經驗隊伍負責施工。

(3) 施工前須對建筑物進行核對,與原設計圖紙復核無誤后方可按圖紙進行施工。施工過程中如出現與設計要求不符的情況時，應及時通知設計院進行修改調整。

(4)施工除須遵守現行相關現行規(guī)范標準外還應注意以下兩點:

①糾偏施工應嚴格按設計圖紙進行,嚴格按照各項施工操作規(guī)程。建立嚴格的質量、安全制度和驗收制度。

②糾偏施工是細致緩慢的工作,不能猛敲猛打，隨時觀察。糾偏過程有何異?，F象,若有問題應馬上停止操作,臨時加撐,請有關人員共同研究解決。

5 頂升托換結構系統(tǒng)設計(頂升托換結構系統(tǒng)平面布置圖如圖1所示)

5.1 頂升托換梁施工設計

圖1 頂升托換結構系統(tǒng)平面布置圖

圖2 千斤頂平面布置圖 圖3 頂升托換結構及頂升系統(tǒng)示意圖

(1)頂升托換梁應至少分三批段施工，每段長度控制在950mm～2550mm范圍內,且不應大于每一開間(或窗間墻)墻段長度的1/3，并應間隔進行。鋼筋搭接必須按規(guī)范要求進行焊接,且接頭宜錯開。一般可先在門窗洞口處施工,以便減少焊接接頭，并在磚墻上切割30×45凹槽以便放置梁縱向主筋如圖5所示，待該段砼達到設計強度后方可進行鄰段施工。相鄰段的施工應滿足新舊砼的連接及鋼筋的搭焊要求。

(2)頂升托換梁遇墻體構造柱連接處理做法如圖6所示：托換梁縱筋應穿孔入柱植筋，植筋膠須滿足GB 50367-2006《混凝土結構加固技術規(guī)范》第4.5.6的相關規(guī)定要求[2]，與柱梁面交接處應按新舊砼界面處理后，再澆灌C30砼。待砼達到設計強度后，頂升前須將頂升托換梁底與基礎之間的構造柱砼局部鑿除，柱縱筋予以截斷，并預留柱縱筋足夠的焊接長度，以備頂升就位后鋼筋焊接。

(3)頂升托換梁與下部墻體接觸面應采取隔離措施,以減少在頂升時的阻力。砼必須澆搗密實,頂升梁與上部磚墻之間必須密實。

(4)為避免托換施工鑿除對原建筑物造成影響，宜采用無震動切割技術對構造柱、墻體進行切割開洞。

5.2 辦公樓門廳處鋼筋砼柱頂升托換處理

柱上方大梁應先做好鋼柱支撐，再采用包柱式頂升承臺做法，位置如圖1所示，具體做法如圖4所示。

5.3 房屋頂升施工設計

(1)應在頂升托換梁施工完成且砼達到設計強度后方可在頂升梁下掏設寬300～400，高500頂升洞口,如圖3所示。

(2)可根據辦公樓結構按施工階段豎向荷載分布布置頂升點，頂升點間距如千斤頂平面布置圖，如圖2所示。且不宜大于2.5m，應盡量避開門窗洞及薄弱承重構件位置。

(3)千斤頂頂升及托換: 50t、32t手動螺旋千斤頂的最大行程取為250mm。一個行程到位后,需要替換行程,千斤頂擬更換行程時，應先在千斤頂旁用備用千斤頂支頂牢靠方可卸載回程。在千斤頂下墊放事先準備好的鋼墊塊,千斤頂頂好后方可撤除備用千斤頂。樓房上升后及時使用快硬砂漿將磚墻砌在樓房上升后的空隙中。

(4)為防止頂升時結構構件的局部受力破壞，各頂升點千斤頂上下應設置應力擴散的鋼墊塊。

圖4 砼柱頂升托換承臺處理圖

(5)各點頂升量的偏差應小于砌體結構的允許變形量。頂升標尺應設置在每個頂升點上，每次頂升量不宜超過20mm。

5.4 房屋頂升施工

(1)在頂升的情況下，如何防止該建筑物平面外失穩(wěn)和過度傾斜，是本工程成敗之舉。我們擬采用加大頂升底盤寬度，以加大頂升力作用距離,增大建筑物的平面外穩(wěn)定性的措施來保證建筑物頂升時不發(fā)生平面外處失穩(wěn)。同時采用分級同步頂升，并逐級修正頂升量的工法保證建筑物豎直頂升不傾斜。頂升的施工參數都要根據施工過程房屋的傾斜、構件的相對位移及應變、應力的變化來進行調整，因此必須建立一套能準確反應房屋的位移、傾斜和應力應變變化的監(jiān)測系統(tǒng)對房屋進行全方面監(jiān)測，并根據監(jiān)測的結果調整；頂升時千斤頂兩邊布置鋼管墊塊，每次頂升后都要把鋼管墊塊用鋼板墊高并楔緊，其主要使用是防止千斤頂突然失效，更換千斤頂及回縮千斤頂行程時臨時承受建筑物荷載。

(2)在正式頂升前為檢驗千斤頂和鋼管墊塊的工作性能，排除性能故障，確定每級頂升速度和距離，熟悉頂升操作工序，協(xié)調各操作班組統(tǒng)一行動等操作細節(jié)，確保頂升萬無一失，必須要先進行試頂。

5.5 房屋頂升監(jiān)測設計

圖5 頂升托換梁分段托換施工示意圖 圖6 頂升托換梁遇構造柱做法圖

圖7 頂升就位后墻體連接修復做法圖注：圖中○內數字表示連接修復步驟 圖8 頂升就位后構造柱連接做法圖

(1)樓房四角掛線垂或采用儀器行實時監(jiān)測，以便及時了解樓房傾斜度的變化。

(2)應根據辦公樓結構平面設置頂升監(jiān)測點網格，頂升前預先計算各頂升監(jiān)測點的頂升量及每次頂升量控制值。控制點的位置如圖1所示，設置位移監(jiān)測儀器進行實時監(jiān)測，以便及時了解房屋糾傾情況,實現平穩(wěn)上升轉動。

(3)控制監(jiān)測點應同時進行位移及千斤頂實際工作荷載監(jiān)測，其余監(jiān)測點可僅進行位移監(jiān)測。宜優(yōu)先采用數據自動采集監(jiān)測系統(tǒng)，控制監(jiān)測點處位移監(jiān)測儀器測量精度應不低于0.1mm。非控制監(jiān)測點處位移監(jiān)測儀器測量精度則不應低于0.5mm。

5.6 頂升就位后磚墻體的連接修復處理做法

(1)頂升到位后,鎖緊所有的千斤頂,及時在頂離空隙中采用快凝早強M10砂漿砌筑Mu10標準磚。或直接采用早強C25細石砼對其空隙密實灌注，如圖7所示。

(2)砌到離頂升托換梁梁底不到一皮磚時,其間空隙用早強C25細石砼灌注密實。

(3)待砌入的磚墻及嵌入的混凝土達到設計強度后,分批撤除千斤頂,頂升洞口用上述方法砌筑填實，相鄰千斤頂不得同時撤除。

5.7 頂升就位后接柱、接鋼筋砼墻的連接處理

接柱、接鋼筋砼墻施工連接處理就是在建筑物頂升到位之后，對建筑物的原貌進行恢復的過程，也就是將墻和柱子連接起來后拆除支撐體和包柱承臺。其施工流程應首先人工清除墻柱周邊的表面虛土并進行界面的處理，然后進行鋼筋和模板的制作安裝并進行連接墻柱的砼澆搗如圖8所示。接柱、接墻(砼)連接采用鋼筋砼新舊砼現澆處理,砼強度不小于C25,其連接短筋與原柱墻縱筋采用上下雙面焊接,鋼筋規(guī)格和連接長度應滿足受力筋規(guī)定要求，連接區(qū)箍筋加密，間距@100，筋箍直徑為Φ8且不小于原箍筋。對外凸于原柱邊、墻邊的超灌體待連接區(qū)砼硬化后，即可鑿除。

6 辦公樓糾偏前后觀測結果

本文選取房屋角落P1、P2、P3、P4四點，如圖1及表1～表3所示。

表1 辦公樓糾偏工程傾斜監(jiān)測報表(工程施工前)

表2 辦公樓糾偏工程傾斜監(jiān)測報表(頂升托換結構施工完成，頂升前)

從表2監(jiān)測結果上分析，頂升托換結構施工不可避免對建筑物造成了一定的損傷，房屋偏移量有所擴大，但由于措施得當，其傾斜率控制在容許范圍內，可以進行頂升施工。

表3 辦公樓糾偏工程傾斜監(jiān)測報表(頂升糾偏完成后)

7 結語

經觀側頂升糾偏完成后各監(jiān)測點傾斜數值均在JGJ 8-2007《建筑變形測量規(guī)程》[1]及GB 50026-2007《工程測量規(guī)范》規(guī)定限值以內，未見異常，達到了預期效果和設計要求，滿足了安全使用的要求。

糾偏工程完工半年后，勘測單位再次對辦公樓進行復測，結果以上各監(jiān)測點，只有些微的偏移，均在規(guī)定限值以內，該建筑物結構安全，整體穩(wěn)定，其糾偏工程是成功的。該工程對業(yè)界同仁也是有一定的參考借鑒的作用。

[1] JGJ 8-2007 建筑變形測量規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

[2] GB 50367-2006 混凝土結構加固技術規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[3] GB 50003-2011 砌體結構設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版,2011.

[4] 建筑施工手冊[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002.

Rectification works a six storey office building with brick concrete structure

YUANYinong

(Fujian Provincial Metallurgical Industry Design Institute,Fuzhou 350011)

In this paper,a six storey brick structure rectification engineering office building as an example,the specific design of the rectification works were carefully introduced and the construction process are briefly introduced,including lifting bracket design for the structure of the system,jack up rectification construction method and key underpinning jacking walls and columns in the process of construction design and lift monitoring design.Combined with the engineering practice of engineering before and after the correction effect and construction control were observed,the correction results can meet the requirements of relevant technical standards and design,the overall stability of the buildings,the project has achieved the desired results.

Rectify a deviation; Underpinning; Jacking; Tilt; Observe

袁亦農(1961.2- )，男，工程師。

E-mail:yuanyinong@126.com

2017-06-07

TU7

A

1004-6135(2017)08-0064-06