□文/李 喆
頂升技術主要應用于建筑糾偏以及增大空間等工程,由于建筑物地基土厚薄及軟硬不均、地基穩(wěn)定性差、受環(huán)境影響大等原因,常使建筑物發(fā)生傾斜、不均勻下沉等病害現(xiàn)象[1]。頂升技術利用拖換法對建筑物進行抬升,以達到糾偏和增大使用空間的效果,解決建筑物的諸多病害。該技術在原結構或基礎上布置拖換結構,通過千斤頂?shù)淖饔昧Π呀ㄖ锾谔嫦聺仓炷?,待混凝土達到一定強度將千斤頂撤去,以此達到糾偏的目的[2]。此項技術先進、可控性強,在國內(nèi)應用前景廣闊。
某住宅樓始建于20 世紀80 年代,為6 層磚混結構,由5個門棟組成,沿建筑物縱向中部(在10~11軸)之間設有一道寬度約70 mm的變形縫。建筑平面呈矩形,長74.58 m 寬13.98 m、總建筑面積為6 208.04 m2,層高為2.80 m,原設計室內(nèi)外高差為0.45 m,檐口處設有通長鋼筋混凝土挑檐,檐口高度為17.25 m;采用天然地基,為鋼筋混凝土條形基礎,樓(屋)蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,預制鋼筋混凝土圓孔板,屋面為瀝青卷材防水平頂屋面。見圖1。
圖1 整體結構
目前該建筑物北山墻向東傾斜,東南角部墻體向東,傾斜值為8 mm,傾斜率為0.5‰;東側(cè)變形縫處墻體向東,傾斜值為64 mm,傾斜率為3.9‰;西側(cè)變形縫處墻體向西,傾斜值為11 mm,傾斜率為1.0‰;東北角部墻體為最大傾斜處,傾斜值為109 mm,傾斜率為7.2‰。在以往類型工程中,對建筑物糾傾頂升加固施工一次施工,質(zhì)量控制難度較大,直接影響施工進度及質(zhì)量。
經(jīng)對類似工程的頂升技術進行統(tǒng)計分類,總結出影響頂升糾傾施工合格率的幾個重要因素,包括:傾斜率偏差;上部結構偏心;基礎沉降和施工機械同步性。傾斜率偏差和上部結構偏心兩項內(nèi)容的質(zhì)量控制存在較大難度,因此這兩項內(nèi)容是提高建筑物糾傾頂升加固施工合格率的關鍵問題。
1)頂升控制系統(tǒng)采用PLC液壓同步移位系統(tǒng),包括:電氣控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速液壓驅(qū)動系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速液壓驅(qū)動系統(tǒng)和操縱臺,通過工業(yè)控制總線連接。
利用液壓變頻調(diào)速控制、壓力和位移閉環(huán)自動控制的方式,實現(xiàn)多點力均衡控制,對頂升的建筑物進行稱重、同步頂升和同步降落;在意外停電時仍然能保證千斤頂不會自由下滑。系統(tǒng)中安裝有壓力變送器和檢測位移裝置:當千斤頂移動時,壓力檢測裝置就可以實時精確地測定千斤頂所承受的負荷;同時位移檢測裝置可測定千斤頂?shù)膶崟r位移,從而測得墻體的頂升高度。見圖2。
圖2 PLC液壓同步移位系統(tǒng)
2)千斤頂?shù)牟荚O數(shù)量為194個,可提供頂力194 000 kN,被糾部分樓體上部結構荷載84 730 kN,安全儲備系數(shù)達2.3。
在托梁上測出頂升點位置并做出標記。將千斤頂安放在指定位置,上下均安裝20 mm 厚的鋼板墊塊,千斤頂活塞桿預先伸出20~30 mm,使千斤頂對托梁施加30%的頂升力。保證千斤頂平穩(wěn)、豎直。
抬升過程中鋼墊板要做到隨抬隨墊,各層墊塊位置應準確,相鄰墊塊應進行焊接,確保墊塊與承托梁間隙≤1 mm,如果薄鋼板墊塊超過3塊時,應立即更換為厚鋼板墊塊。全部千斤頂共分為15 個控制區(qū)域進行控制,見圖3。
圖3 千斤頂控制區(qū)域劃分
3)頂升順序。解除房屋與基礎梁及其他結構的所有連接;認真檢查各頂升千斤頂?shù)陌惭b是否就緒;試頂升1~2 mm時,檢查各頂升點頂升高度是否一致,房屋是否有粘連等不利影響存在,保證正式頂升的可靠性;在頂升過程中做好觀察、測量、校核、分析等工作;完成一個設計行程的試頂高度;試頂升結束后,提供各點項升高度等數(shù)據(jù),為正式頂升提供依據(jù)。
每一頂升標準行程為2 mm,最大頂升速度0.5 mm/min。頂升時要同步,按下列程序進行:按預設荷載進行加載和頂升→各個觀察點及時反映測量情況→各測量點認真做好測量工作并及時反映測量數(shù)據(jù)→比較數(shù)據(jù)實測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異→針對數(shù)據(jù)偏差進行分析與調(diào)整→確認當前工作狀態(tài),決策下一步操作。
1)新增及加固混凝土構件采用高強無收縮灌漿料澆筑,以確保新舊混凝土的可靠黏結。
2)灌漿料、混凝土養(yǎng)護設專人負責,常溫施工時,在混凝土終凝(8~12 h)后立即進行澆水養(yǎng)護;在混凝土澆筑完畢后,隨抹平隨覆蓋塑料薄膜,以防止水分多度蒸發(fā)而導致混凝土面開裂。每天的灑水次數(shù)以能保證混凝土表面潮濕為準,本工程采用地泵澆筑混凝土,混凝土養(yǎng)護時間不得少于14 d。
1)承重墻體耕縫補強加固。沿砌體水平方向每皮磚均進行雙面深耕,耕縫深度50 mm,然后清掃磚縫,用凈水潤透施工部位的砌體。按上下間距360 mm在布筋磚縫處多耕深10 mm,采用1:2干硬性水泥砂漿(強度不低于MU15)深勾縫10 mm。埋入直徑6 mm 的水平貫通鋼筋,而后采用1:2干硬性水泥砂漿,將磚縫碾實勾平縫,其余磚縫均采用1:2 干硬性水泥砂漿進行深勾縫。填縫完畢后24 h內(nèi)用水養(yǎng)護灰縫,養(yǎng)護時間不少于7 d。見圖4和圖5。
圖4 承重墻體耕縫補強加固剖面
圖5 灰縫填充后效果
2)承重墻體加筋加固。對墻體加固,墻體角部應加筋,縱橫墻交接部分設置L形混凝土帶,每層兩處。
3)承重墻體裂縫加固。砌體裂縫寬度>2.0 mm部位加固處理,鏟除原墻面抹灰層,對出現(xiàn)裂縫局部墻體進行掏砌,清理結合部位原砌體砂漿,用凈水潤透周邊砌體,采用MU10機磚、M10混合砂漿進行掏砌。
對于墻體垂直及斜裂縫,沿砌體水平方向每皮磚均進行雙面深耕,耕縫深度50 mm,然后清掃磚縫,用凈水潤透施工部位的砌體,布筋磚縫內(nèi)先采用1:2干硬性水泥砂漿深勾縫10 mm。埋入鋼筋后采用1:2 干硬性水泥砂漿將磚縫碾實勾縫,非布筋磚縫均采用1:2干硬性水泥砂漿進行深勾縫。見圖6。
圖6 墻體垂直及斜裂縫修補
對于水平裂縫,砌體裂縫部位均應鏟除原墻面抹灰,沿砌體水平縫方向進行深耕縫,耕縫深30 mm,清理裂縫處水平磚縫,用凈水潤透其砌體后,采用1:2 干硬性水泥砂漿,進行深勾縫并碾實壓平。見圖7。
圖7 墻體水平裂縫修補
施工結束后,對建筑物糾傾頂升加固施工進行了檢查和驗收。統(tǒng)計“傾斜率偏差”和“上部結構偏心”兩項關鍵問題,檢查頂升后樓座最大傾斜率為2‰,上部結構偏心最大為2 mm,達到設計及規(guī)范要求。