頂推法糾偏施工

摘要：地基的不均勻沉降，常使建（構）筑物發(fā)生下沉、傾斜和錯動等偏位。本文介紹利用千斤頂作為糾偏主要機具，糾正建（構）筑物因地基不均勻變形而發(fā)生的傾斜偏位、水平偏位。通過工程實例敘述了頂推法糾偏的設計方法和施工技術要點。頂推糾偏法的技術原理清晰，機具易得、施工簡便，在工程中收到較好的經(jīng)濟效果。

關鍵詞：頂推;糾偏

1.概況

黃驊港綜合港區(qū)多用途碼頭工程集裝箱堆場軌道梁基礎為鋼筋混凝土結構，軌道梁長度為479.172m，由29段獨立的軌道梁基礎組成。軌道梁之間場地跨度為33m，吊車為40T橋式龍門吊車。由于軌道梁④軸及一期集裝箱堆場投入使用時，軌道梁⑤軸及南側二期集裝箱堆場尚未建成，正在進行真空預壓地基處理，基礎發(fā)生不均勻沉降及位移，造成該段④軸軌道梁整體向外偏移，跨度增大，吊車無法運行。為恢復生產(chǎn)，待軌道梁⑤軸及南側二期集裝箱堆場施工完成后，對④軸進行頂推糾偏處理，恢復至原設計軸線位置。具體如圖1所示。

根據(jù)施工前的測量數(shù)據(jù)，四軸整體向外側偏移量平均約10cm。

2.頂推法糾偏的設計

2.1頂推法糾偏技術依據(jù)

本工程利用頂推技術對軌道梁基礎進行位置糾偏的原理是：將挖去兩側土方的混凝土基礎，在保證其傾覆穩(wěn)定的前提下，利用千斤頂工作時產(chǎn)生的水平推力，破壞混凝土基礎底面與地基土表面的靜摩擦平衡，以砂墊層作為滑動面，使混凝土基礎沿著預先確定的方向滑動產(chǎn)生位移，最終達到設計位置，從而達到糾偏的目的。

2.2千斤頂?shù)倪x擇及布置

頂推技術是利用千斤頂工作時產(chǎn)生的水平推力，克服被頂物基礎與地面產(chǎn)生的摩擦力而使其滑動。這種摩擦力大小用下面公式計算：

F=W*μ，其中：

F為摩擦力;

W為混凝土基礎重力;

μ為基底的摩擦系數(shù)，引自《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002。

本次頂推施工將砂墊層作為滑動面，因此將C35混凝土軌道梁、C15混凝土墊層和灰土墊層視為一整體，具體詳見圖2。根據(jù)上述原理，工作時克服摩擦力的大小，計算如下：

混凝土重度m1=2400kg/?;

灰土重度m2=2100"kg/?;

軌道梁體積V1=1.8m*0.8m*15m=21.6?;

混凝土墊層體積V2=2m*0.1m*15m=3?;

灰土基層體積V3=3m*0.3m*15m=13.5m3;

重力加速度g=9.8N/kg;摩擦系數(shù)μ=0.6;

則每段軌道梁所需頂推力：

F="W*μ=【m1*（V1+"V2）+"m2*"V3】*"g*μ=514KN

如上述計算可知，可選用200KN千斤頂，每段軌道梁須使用3臺千斤頂同時工作。

2.3頂推系統(tǒng)的設置

頂推裝置要做到盡量擴大在④軸軌道梁混凝土面的頂推受力面積，因此在千斤頂和④軸軌道梁之間采用特制的型鋼墊塊，避免了千斤頂直接接觸軌道梁混凝土面，受力面較小使混凝土產(chǎn)生破壞的情況。型鋼墊塊采用長度為326mm的H型鋼，兩端焊接厚12mm的鋼板，鋼板面積為300mm*300mm，構件材質均選用Q345鋼。

由于千斤頂尺寸限制，實施頂推作業(yè)時，須在千斤頂后部設置一處傳力柱，傳力柱為直徑325mm、壁厚10mm的圓鋼筒，兩端焊接厚12mm的鋼板，鋼板面積為400mm*400mm，構件材質選用Q345鋼。設置此傳力柱同樣起到了增大受力面積的作用，避免了支撐物發(fā)生形變。

布置頂推系統(tǒng)時，千斤頂頂推支撐點、H型鋼墊塊中心及傳力柱軸線必須成一條直線，做到三者布置平、直、順。千斤頂頂推點設置在軌道梁重心位置以下，保證頂推時的穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩，頂推時軌道梁基礎只會平移向前，不會出現(xiàn)“扎頭”現(xiàn)象。

1—H型鋼墊塊;2—千斤頂;3—傳力柱;

4—需糾偏的④軸軌道梁;5—混凝土墊層;6—灰土墊層;

7—砂墊層滑動面;8—新建⑤軸軌道梁。

3.糾偏作業(yè)步驟

3.1"施工工藝流程

施工前準備→開挖4軸兩側堆場→布置4軸與5軸之間頂推設備→同步頂推并實時監(jiān)測

3.2"施工方法

3.2.1施工前準備

頂推糾偏前，使用全站儀進行一次精確測量，根據(jù)設計理論軸線位置以及現(xiàn)有軌道梁軸線位置，確定各分段軌道梁的偏移量。

頂推前，拆除鋼軌扣件，確?？奂耆c鋼軌脫離。因4軸軌道梁使用已一年以上，扣件已有不同程度的損壞，拆除時，注意對扣件的保護，對于損壞的扣件準備新扣件代替。

3.2.2"開挖4軸兩側堆場

對4軸北側糾偏方向集裝箱堆場進行拆除，拆除寬度為5m。同時進行4、5軸之間的溝槽開挖。開挖至軌道梁底部中粗砂墊層頂面為止，以中粗砂作為軌道梁平移的滑動面。原有中粗砂上部石灰土基層在開挖過程中，保留石灰土基層寬度30cm，以此作為緩沖面，防止頂推力過大，造成軌道梁向北側傾覆。

3.2.3"布置4軸與5軸之間頂推設備

土方開挖完畢后進行軌道梁糾偏千斤頂布置。根據(jù)中粗砂墊層以上的石灰土墊層、砼墊層及軌道梁的總質量，與中粗砂墊層之間的摩擦系數(shù)關系，確定頂推力，推算出所需千斤頂數(shù)量。

在4軸和5軸之間布置千斤頂，依次排開布滿整個軌道梁，并保證千斤頂擺放平直且頂推點延長線通過軌道梁重心，避免頂推時出現(xiàn)豎向分力從而影響頂推效果。

3.2.4"同步頂推并實時監(jiān)測

4軸和5軸之間千斤頂布置及連接完畢后，進行頂推系統(tǒng)調試，檢查各泵站、油路以及千斤頂工作是否正常。待一切正常后，開啟所有頂推系統(tǒng)。為避免頂推某段軌道梁對其它梁造成不均勻位移，采用整體頂推，同步進行的方式。

根據(jù)偏移量，對不同梁施加相應的頂推力。在頂推過程中使用全站儀進行實時監(jiān)測，監(jiān)測整個軌道梁的頂推平移量，同時觀察位移計，控制每行程頂推距離，根據(jù)實時監(jiān)測對頂推系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)反饋，調整頂推力數(shù)值，達到頂推力和整個軌道梁位移協(xié)調一致。

第一次同步頂推至所有軌道梁位置滿足要求后，關閉系統(tǒng)。為避免因千斤頂卸載后，造成軌道梁回移。待軌道梁穩(wěn)定一段時間，再重新測量4軸位置，根據(jù)穩(wěn)定后的偏移數(shù)值，再進行一次頂推。以此方式循環(huán)，直至不再發(fā)生回移。

4.總結

頂推糾偏法主要使用千斤頂，機具簡單，原理清楚，方法簡便，具有一定的經(jīng)濟效果，是一種有效的構筑物復位糾偏措施。采用頂推糾偏法，在實施中應恰當把握作用力的大小，并進行實時的監(jiān)測。應用頂推糾偏法，有一個必要的前提，即該建（構）筑物必須有足夠的強度和剛度，確保糾偏中建（構）筑物不受損壞。

糾偏的設計和施工還應配合地基加固的設計和施工，本工程中，正是由于軌道梁④軸南側場地尚未建成，正在進行真空預壓施工，地基產(chǎn)生不均勻位移及沉降，才導致軌道梁④軸偏位，所以糾偏與加固地基，兩者必須緊密相連，糾偏至原位置后，應對其地基進行加固。

該工程實施糾偏后，效果良好，每一分段軌道梁均控制在規(guī)范誤差允許范圍之內。但從工程施工控制方法上來說，糾偏已屬于事后控制，雖然效果不錯，但卻增加了投資，延誤了工期。因此，在今后的規(guī)劃、設計和施工中，還要加強事前控制，確保不影響使用功能的前提下，一次性設計施工到位。

參考文獻：

[1]《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002），中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]肖金媛，魏霍霖.建筑施工技術.北京理工大學出版社，2010.

[3]黃熙齡.地基基礎的設計與計算.中國建筑工業(yè)出版社，1981.

[4]王伯金，頂推法糾偏和工程實例.無錫市政府機關管理局，2006.