建筑物糾傾技術(shù)及其工程應(yīng)用

張?chǎng)?，陳云娟，岳慶霞，郭道通

（1.山東建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，山東濟(jì)南250101；2.山東建固特種專業(yè)工程有限公司，山東濟(jì)南250013）

建筑物糾傾技術(shù)及其工程應(yīng)用

張?chǎng)?，陳云娟1，岳慶霞1，郭道通2

（1.山東建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，山東濟(jì)南250101；2.山東建固特種專業(yè)工程有限公司，山東濟(jì)南250013）

勘察、設(shè)計(jì)、施工、使用或環(huán)境的不良影響是既有建筑物可能會(huì)出現(xiàn)傾斜的重要因素。糾傾方案的合理選取與實(shí)施是避免建筑物因拆除而產(chǎn)生損失，保證建筑物生產(chǎn)或生活不受影響、名勝古跡不受破壞的基礎(chǔ)和前提。文章闡述了國(guó)內(nèi)外建筑物糾傾技術(shù)的研究現(xiàn)狀，比較分析了幾個(gè)較典型糾傾工程的案例，從上部結(jié)構(gòu)、地基以及外部環(huán)境的影響等方面分析了建筑物的傾斜原因，總結(jié)了頂升法和迫降法等幾種常用的糾傾方法，明確了在糾傾過(guò)程中應(yīng)考慮土體側(cè)壓力和動(dòng)態(tài)擾動(dòng)的影響，鼓勵(lì)采用新方法、新技術(shù)模擬掏土開(kāi)挖；闡明了土體塌陷時(shí)采用非連續(xù)變形分析方法與連續(xù)變形分析方法局部耦合，綜合運(yùn)用多種分析手段，建立健全的糾傾技術(shù)體系，展望了建筑物糾傾技術(shù)的研究趨勢(shì)。

建筑物；傾斜原因；糾傾方法；研究趨勢(shì)

0 引言

勘察、設(shè)計(jì)、施工、使用或環(huán)境的不良影響是既有建筑物可能會(huì)出現(xiàn)傾斜的重要因素?；A(chǔ)設(shè)施的大力興建帶來(lái)了建筑業(yè)發(fā)展的高潮，但同時(shí)由于各種原因，包括勘察、施工、使用甚至自然災(zāi)害的影響，加重了建筑物產(chǎn)生不均勻沉降而傾斜的現(xiàn)象，這在國(guó)內(nèi)外普遍存在，比如意大利比薩斜塔、墨西哥國(guó)家劇院、英國(guó)Ely大教堂、中國(guó)虎丘塔以及各種民用建筑等，對(duì)人們生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了重大影響，甚至造成人員傷亡。糾傾方案的合理選取與實(shí)施是避免建筑物因拆除而產(chǎn)生損失，保證建筑物生產(chǎn)或生活不受影響、名勝古跡不受破壞的基礎(chǔ)和前提。因此，建筑物糾傾技術(shù)研究對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和安全生產(chǎn)意義重大［1-2］。

目前，國(guó)內(nèi)外不少研究團(tuán)隊(duì)和施工單位針對(duì)建筑物糾傾技術(shù)開(kāi)展了大量的研究。國(guó)外，早在20世紀(jì)初，建筑物糾傾技術(shù)就已開(kāi)始研究，發(fā)展到80年代后期，形成了比較完善的糾傾技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。以日本和美國(guó)為例，建筑物糾傾技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)值仿真和工程應(yīng)用均取得了快速的發(fā)展，有限元數(shù)值模擬可以再現(xiàn)建筑物糾傾的全過(guò)程，分析結(jié)果為建筑物糾傾工程應(yīng)用提供參考。國(guó)外糾傾史上最著名的意大利比薩斜塔（如圖1所示）歷經(jīng)防沉、塔身加固、堆載促沉、增設(shè)土錨、防傾、掏土糾傾等多項(xiàng)措施，歷時(shí)七十多年終使塔身回傾420 mm，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，并足以保證塔身在未來(lái)200年之內(nèi)不會(huì)發(fā)生倒塌［3］。加拿大特朗斯康谷倉(cāng)（如圖2所示）則采用在沉降一側(cè)基礎(chǔ)下面設(shè)計(jì)混凝土墩，利用千斤頂和支撐系統(tǒng)頂升倉(cāng)體，使谷倉(cāng)逐漸回傾。至今，全世界已有數(shù)十萬(wàn)建筑物采用糾傾技術(shù)得到了維護(hù)。

圖1 意大利比薩斜塔圖

圖2 加拿大特朗斯康谷倉(cāng)圖

國(guó)內(nèi)，建筑物糾傾技術(shù)起步較晚，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始研究，但發(fā)展迅速，出現(xiàn)了很多實(shí)用性較強(qiáng)的糾傾方法，比如應(yīng)力解除法、掏土灌水法、輻射井射水取土法以及福建省建筑科學(xué)院提出的頂升糾傾法等，在建筑物糾傾工程中取得了較好的效果［2-4］。此后，根據(jù)糾傾原理和施工方法的不同又衍生了不少新方法，并在糾傾工程中得到廣泛應(yīng)用。孫劍平等采用掏土糾傾、降水糾傾以及頂升法糾傾等成功完成了對(duì)住宅樓、煙囪、水塔、鐵路信號(hào)建筑物的糾傾工作，后期均未出現(xiàn)明顯二次不均勻沉降［5-7］。陳玉清在水平掏土和垂直掏土的基礎(chǔ)上分析了傾斜掏土糾傾方法，并數(shù)值模擬了糾傾過(guò)程中建筑物的沉降規(guī)律［8］。邱磊研究了對(duì)既有建筑物采用錨桿靜壓樁的方法進(jìn)行糾傾，過(guò)程中配合堆載加壓法，取得了良好的糾傾效果［9］。徐俊從保護(hù)文物的角度，對(duì)木構(gòu)架建筑物的傾斜原因和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并用ANSYS有限元軟件在追蹤實(shí)際工程的基礎(chǔ)上對(duì)木構(gòu)架的受力狀態(tài)進(jìn)行了分析［10］。吳宏偉等對(duì)豎孔應(yīng)力解除法的糾傾機(jī)理進(jìn)行了模型試驗(yàn)研究［11］。梁志松等針對(duì)軟土的變形機(jī)理和糾傾特點(diǎn)，提出了土體流變本構(gòu)模型，用于建筑物糾傾工程分析中［12］。近年來(lái)，墩式托換法、復(fù)合注漿法、減樁法、管樁法、沉井法等較新糾傾技術(shù)也得到了快速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于建筑物糾傾工程實(shí)例中。同時(shí)，TB 10114-97《鐵路房屋增層和糾傾技術(shù)規(guī)范》［13］、CECS 225-2007《建筑物移位糾傾增層改造技術(shù)規(guī)范》［14］、JGJ 123-2012《建筑物傾斜糾偏技術(shù)規(guī)程》［15］等的頒布，有助于我國(guó)建筑物糾傾工程走向規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

開(kāi)工前使用全站儀對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，設(shè)置標(biāo)記，通過(guò)復(fù)測(cè)驗(yàn)線確認(rèn)合格后，使用測(cè)線與鋼尺在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)好樁位，然后用竹簽將其釘緊，每樁設(shè)置一個(gè)竹簽，使樁孔的中心移位不超過(guò)50mm。

至今，建筑物糾傾技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于古建筑物、住宅樓、構(gòu)筑物等與人們生產(chǎn)或生活密切相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域，為社會(huì)節(jié)省和創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。

1 建筑物傾斜原因

建筑物基礎(chǔ)在上部結(jié)構(gòu)荷載的作用下將產(chǎn)生沉降，沉降值計(jì)算由式（1）表示為

式中：s為建筑物基礎(chǔ)的沉降值，mm；ψs為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；zi為基底到該土層的距離，m；ai為土層的平均附加應(yīng)力系數(shù)；Esi為該土層的壓縮模量，kPa；p0為基底附加應(yīng)力，kPa，可由式（2）表示為

式中：F為上部結(jié)構(gòu)的荷載，kN；G為基礎(chǔ)的自重，kN；A為底面積，m2；γd為地表至基礎(chǔ)底部土層重度加權(quán)平均值；d為基礎(chǔ)的深度值，m。

由式（1）看出，影響建筑物基礎(chǔ)沉降的直接因素由兩部分組成，即（1）建筑物的上部結(jié)構(gòu)荷載；（2）與建筑物地基土的土層性質(zhì)有關(guān)。

這部分是指教師對(duì)整個(gè)Seminar教學(xué)過(guò)程進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，通過(guò)學(xué)生匯報(bào)的相關(guān)學(xué)術(shù)專題，挖掘其更深層次的本質(zhì)規(guī)律，結(jié)合其在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用分析，使學(xué)生能夠更加全面地認(rèn)識(shí)了解科學(xué)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生多角度分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（4）加壓法

圖3 上部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致建筑物傾斜圖

建筑物地基土的影響可以分為地基土層厚薄不均，比較典型的如中國(guó)虎丘塔；地基土軟弱，基礎(chǔ)埋深較小，典型的建筑物如墨西哥國(guó)家劇院和英國(guó)Ely大教堂；地基土受自然災(zāi)害的影響，比如洞穴、地震液化、山體滑坡等；地基土性質(zhì)不穩(wěn)定，容易受外部因素的干擾，比如濕陷性黃土、凍土等。

除了直接原因外，周邊環(huán)境的影響也是引起建筑物傾斜的一個(gè)不容忽視的因素，這被認(rèn)為是建筑物傾斜的間接原因，比如建筑物相距過(guò)近，相鄰荷載產(chǎn)生附加應(yīng)力擴(kuò)散，引起應(yīng)力疊加，導(dǎo)致建筑物的附加沉降；又比如建筑物支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞或大變形、工程施工對(duì)地基土擾動(dòng)引起建筑物的傾斜等。

通過(guò)工程勘查和地質(zhì)分析，查明建筑物傾斜原因，是正確選擇糾傾方法、制定糾傾方案的基礎(chǔ)，也是建筑物傾斜能否回正的前提和關(guān)鍵。

2 建筑物主要糾傾方法

建筑物的傾斜受不同因素的影響有可能單向發(fā)生，也有可能雙向發(fā)生，常表現(xiàn)為裂縫擴(kuò)展、原有功能破壞、梁柱傾斜等。一般采用的建筑物糾傾方法要么抬升基礎(chǔ)沉降量較大一側(cè)，要么通過(guò)堆載等方法使基礎(chǔ)沉降量較小一側(cè)發(fā)生二次沉降，工程應(yīng)用中亦會(huì)經(jīng)常將兩者結(jié)合起來(lái)使用，根據(jù)糾傾原理和施工方法，下面就工程中主要的幾種建筑物糾傾方法進(jìn)行闡述和說(shuō)明。

2.1 迫降糾傾法

（1）掏土法

煙囪傾斜原因主要包括（1）施工原因：煙囪西南側(cè)進(jìn)行施工降水，水位由2 m降到12 m左右，降幅高達(dá)10 m，由此而引起的附加荷載為100 kPa，且該場(chǎng)地地層多為滲透性很強(qiáng)的粉土，增加的荷載必然引起煙囪短期內(nèi)加速下沉；（2）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原因：基礎(chǔ)的有效埋深只有2.3 m，遠(yuǎn)小于規(guī)范關(guān)于高聳構(gòu)筑物基礎(chǔ)埋深需滿足自身高度1/15～1/20（即6～8 m）的要求；（3）地基處理原因：采用粉噴樁進(jìn)行地基處理，粉噴樁有效樁長(zhǎng)9 m，樁端持力層為相對(duì)比較軟的第6層粉質(zhì)粘土層，地基承載力不夠。

系統(tǒng)采用分層監(jiān)控策略，首先設(shè)定參數(shù)上下限，對(duì)每一個(gè)監(jiān)測(cè)變量進(jìn)行單獨(dú)監(jiān)測(cè)；其次，考慮到部分參變量之間的耦合性和相關(guān)性，利用主元分析法(Principle Component Analysis，PCA)[7-8]進(jìn)行故障診斷，其流程如圖5所示.步驟如下：首先在模型訓(xùn)練過(guò)程中利用歷史樣本選取主元變量，計(jì)算得到相應(yīng)的過(guò)程統(tǒng)計(jì)量T2和殘差統(tǒng)計(jì)量SPE在95%置信度下的控制限；然后計(jì)算新樣本的T2和SPE統(tǒng)計(jì)量來(lái)判定是否存在故障.具體算法可參見(jiàn)文獻(xiàn)[7-8].

應(yīng)力解除法是由劉祖德提出的，該法在建筑物沉降量較小一側(cè)掏豎向孔，使孔內(nèi)形成真空環(huán)境，應(yīng)力得到釋放，周圍土體向孔內(nèi)方向移動(dòng)達(dá)到糾傾的目的［16］；掏土灌水法是由山東建筑大學(xué)工程鑒定加固研究院率先使用的，通過(guò)在建筑物沉降量較小一側(cè)掏土和灌水，形成塑性區(qū)，降低地基承載力而引起基礎(chǔ)下沉［17］；輻射井射水取土法則是由唐業(yè)清首次提出并應(yīng)用于糾傾工程中，該法首先在建筑物沉降量較小一側(cè)挖沉井，周圍預(yù)留沖水孔，再通過(guò)注入高壓水使孔周圍土體變成泥漿流出，沖水區(qū)附近的土體在壓力作用下發(fā)生沉降，達(dá)到糾傾的目的，如圖4所示［18］。

（2）水處理法

3.提出高度關(guān)注海洋、太空、網(wǎng)絡(luò)空間安全。積極運(yùn)籌和平時(shí)期軍事力量運(yùn)用，不斷拓展和深化軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備，提高以打贏信息化條件下局部戰(zhàn)爭(zhēng)能力為核心的完成多樣化軍事任務(wù)能力。

錨桿靜壓樁法是指在建筑物沉降量較大一側(cè)將錨桿樁壓入地基，一方面可起到加固作用，增加地基承載力；另一方面可擠壓周圍土體，從而頂升地基土［24］。

樁基卸載法也是一種常用的迫降糾傾方法，廣泛應(yīng)用于樁基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)中，根據(jù)卸載部位的不同可以分為樁尖卸載法、樁身卸載法、樁頂卸載法和承臺(tái)卸載法四類［20］。其中，樁尖卸載法主要是掏出沉降量較小一側(cè)樁尖下部土體，多針對(duì)短樁基礎(chǔ)；樁身卸載法通過(guò)對(duì)樁側(cè)土體注水、振搗或挖土等，降低樁側(cè)摩阻力，產(chǎn)生沉降；樁頂卸載法一般通過(guò)樁頂截樁或截鋼筋，降低樁基礎(chǔ)承載力而產(chǎn)生沉降，主要針對(duì)端承樁或摩擦端承樁；承臺(tái)卸載法則是在承臺(tái)下面掏土或鋸斷部分承臺(tái)底板而促使建筑物產(chǎn)生沉降。

圖4 掏土糾傾法圖

（3）樁基卸載法

結(jié)合康養(yǎng)社區(qū)人員的居住需求，并在指標(biāo)因素選取時(shí)進(jìn)行了考慮，從選址結(jié)果來(lái)看，該地塊有開(kāi)闊的自然資源、寬敞的場(chǎng)地、遠(yuǎn)離噪聲和污染地段，城市快速路和軌道交通能夠方便地到到達(dá)，并且靠近學(xué)校、公園、生活配套設(shè)施較完善，能為康養(yǎng)人員提供了安靜、舒適的生活環(huán)境。

建筑物上部結(jié)構(gòu)的影響又可分為以下幾種：建筑物結(jié)構(gòu)荷載偏心、建筑物使用荷載偏心、建筑物使用或施工順序不當(dāng)、引起基底附加應(yīng)力不均勻等，如圖3所示。

研究選擇的菌種均為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)典型菌種，與引起淡水魚腐敗變質(zhì)的菌種（假單胞菌屬、無(wú)色桿菌屬、黃桿菌屬、摩氏桿菌屬等[4]）存在一定差異。在研究保鮮劑的抑菌效果時(shí)，不同保鮮劑對(duì)不同菌種的抑殺菌效果會(huì)有所不同，但研究方法應(yīng)該是一樣的。試驗(yàn)中1.30 g/100 mL檸檬酸抑菌效果最好，作為一種有機(jī)酸，不僅改變環(huán)境pH值，影響微生物抗熱性，還賦予鮮切鯽魚一定的酸味，是一種理想的水產(chǎn)品保鮮劑，但到底是單一使用的效果好還是與其他生物防腐劑復(fù)配效果好還需進(jìn)一步探討。

建筑物常用的迫降法還有淤泥觸變法和振搗液化法等，這類方法一般需要特定的地質(zhì)條件，使地基土強(qiáng)度瞬時(shí)喪失或降低，造成建筑物沉降量較小一側(cè)產(chǎn)生二次沉降［22］。

2.2 頂升糾傾法

（1）頂升托換體系

托換體系頂升法主要是在傾斜相反一側(cè)的建筑物底層的柱或墻下設(shè)置頂升點(diǎn)，通過(guò)千斤頂?shù)捻斏蜕喜拷Y(jié)構(gòu)荷載來(lái)決定頂升點(diǎn)的布置和數(shù)目［23］。常用的方法有托換梁頂升法、基礎(chǔ)梁底部頂升法和新增圈梁底部頂升法等。

（2）錨桿靜壓樁法

水處理法可分為降水處理法和浸水處理法［19］。降水處理法是在建筑物沉降量較小一側(cè)降低地基土中的地下水位，增加土體有效應(yīng)力，促其產(chǎn)生固結(jié)沉降；浸水法則將水注入建筑物沉降量較小一側(cè)地基內(nèi)，促其產(chǎn)生濕陷變形，該法主要針對(duì)濕陷性黃土地區(qū)。

（3）壓密注漿法

壓密注漿法的工作原理是漿液由漿液孔注入土體，首先對(duì)土體產(chǎn)生水平擠壓，形成圓柱狀漿泡，隨著漿液的不斷注入，水平漿脈進(jìn)而對(duì)土體產(chǎn)生豎向擠壓力，從而起到頂升糾傾的目的，如圖5所示［25］。

1.2 方法 對(duì)照組選擇直接清宮術(shù)治療。觀察組選擇宮腔鏡監(jiān)護(hù)下清宮術(shù)治療，協(xié)助患者選擇膀胱截石位，選擇相關(guān)配套的電切鏡、宮腔檢查鏡和輔助設(shè)備，電凝功能和電切功率分別設(shè)置為50W、80W，對(duì)患者進(jìn)行常規(guī)消毒靜脈麻醉處理，宮頸注射縮宮素20U，將宮腔鏡緩慢送入到患者宮腔內(nèi)，詳細(xì)觀察病灶的大小，部位，擴(kuò)張宮頸到10號(hào)，用刮勺在前壁切口處由上到下搔刮病灶組織，用卵圓鉗鉗夾清除妊娠組織，再次用宮腔鏡檢查宮腔及切口部位，直到無(wú)胚物殘留，如有出血選擇電凝止血?jiǎng)?chuàng)面，術(shù)后給予抗生素治療，對(duì)感染進(jìn)行預(yù)防。

加壓法是通過(guò)在建筑物沉降量較小一側(cè)堆載或加壓，增加上部結(jié)構(gòu)荷載而使基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降，該法經(jīng)常會(huì)與卸荷等輔助手段同時(shí)使用［21］。

圖5 壓密注漿法圖

（4）膨脹糾傾法

膨脹糾傾法主要利用生石灰遇水膨脹的原理對(duì)傾斜建筑物進(jìn)行糾傾，該法對(duì)于濕陷性黃土地區(qū)建筑物的糾傾和地基加固作用明顯［26］。

2.3 其他糾傾方法

建筑物糾傾工程中除了常用迫降法、頂升法之外，還有預(yù)留法（預(yù)留頂升孔、砂層或錨桿靜壓樁孔等）、橫向加載法（此法要求上部結(jié)構(gòu)整體剛度要大）或兩種及兩種以上的綜合糾傾法。

注：Ni2+之所以用硝酸溶液（1：99）溶解，是因?yàn)榉乐规囯x子與氫氧根離子結(jié)合產(chǎn)生沉淀，從而影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

不管選用何種糾傾方法，建筑物糾傾前、中、后期都離不了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和信息化施工。根據(jù)監(jiān)測(cè)信息反饋，及時(shí)調(diào)整糾傾方案和進(jìn)度，是建筑物糾傾工作順利完成的保障。

通過(guò)“三級(jí)孵化”模式，上化院在超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯材料方面從無(wú)到有、從小到大，已經(jīng)建成3萬(wàn)t/a、國(guó)內(nèi)最大的超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯特種樹(shù)脂產(chǎn)業(yè)基地。該材料可以廣泛應(yīng)用于航空、航海、軍事防護(hù)、高鐵、橋梁、公路、隧道、新能源電池、海水淡化、漁業(yè)、港口裝備、建筑安全等方面。目前在三大纖維之一的超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯樹(shù)脂領(lǐng)域，上化院掌握了自主核心技術(shù)。

3 糾傾工程案例

3.1 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)住宅樓

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司住宅樓，室外高為24.2 m、長(zhǎng)為57.86 m、寬為12.62 m，磚混結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為-2.25 m。建筑物北部及東側(cè)地下有一廢棄防空洞，洞頂距地面約為8 m，洞高為1.5～1.8 m，洞寬為1.5 m。由于防空洞頂部塌落，且建筑物外已有兩處塌陷至地面，建筑物產(chǎn)生傾斜，最大傾斜值為298 mm，折合傾斜率達(dá)1.231%，大大超過(guò)規(guī)范允許傾斜量。

每天早晨，大連港集團(tuán)的14輛通勤車從大連市區(qū)的各個(gè)方向發(fā)車，接上住在各處的員工后，從大連收費(fèi)站駛?cè)敫咚伲坏?0分鐘，就可到達(dá)港區(qū)，開(kāi)始一天的工作。

山東建筑大學(xué)工程鑒定加固研究院根據(jù)調(diào)研分析，采取的糾傾方案：（1）在建筑物兩端防空洞處壓力灌漿，將防空洞兩端堵死，其間沿防空洞鉆孔至防空洞底，壓力注漿，將防空洞空隙部分充實(shí)，并使部分水泥漿滲入周圍松動(dòng)土體，阻止防空洞進(jìn)一步塌陷；（2）沉降發(fā)生較大的部位（樓體的北側(cè)防空洞位置）使用微型樁對(duì)原基礎(chǔ)進(jìn)行托換，微型樁勁型樁身為工字鋼，壓力灌注高標(biāo)號(hào)砂漿，確保托換后微型樁的抗壓和抗拔承載力；（3）采用掏土灌水法對(duì)住宅樓進(jìn)行糾傾，糾傾工作共進(jìn)行了2個(gè)月。糾傾結(jié)束后住宅樓各觀測(cè)點(diǎn)傾斜值全部已回至規(guī)范要求范圍，內(nèi)外縱墻原有裂縫大部分已閉合，如圖6所示。

3.2 德州陵縣熱電廠煙囪

圖7所示的德州陵縣熱電廠煙囪于2003年9月建設(shè)，2004年6月15日完成，其高為120 m，鋼筋混凝土圓形筏板為基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為4 m，采用粉噴樁復(fù)合地基，樁長(zhǎng)為9 m。2004年6月對(duì)該煙囪進(jìn)行傾斜觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙囪向西南傾斜量達(dá)538.5 mm，傾斜率達(dá)到4.5‰，已超出3‰的規(guī)范要求。而且由于煙囪的傾斜，在煙囪與煙道接合部位出現(xiàn)拉裂，裂縫寬度達(dá)15 mm。為了保證煙囪的安全使用，需要對(duì)煙囪進(jìn)行糾傾。

圖6 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)住宅樓圖

圖7 德州陵縣熱電廠煙囪圖

煙囪地基土共分為八層，各層土物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 土層物理力學(xué)參數(shù)

掏土法主要是指在建筑物沉降量較小一側(cè)掏出適量土以達(dá)到使其回傾的目的。按照掏土孔方向不同，可以分為水平掏土法、垂直掏土法和傾斜掏土法等3種；按照工作原理不同，可以分為應(yīng)力解除法、掏土灌水法和輻射井射水取土法等3種。

山東建筑大學(xué)工程鑒定加固研究院對(duì)煙囪的傾斜情況作全面的測(cè)量后，沿?zé)焽枳畲髢A斜方向的垂直方向?qū)ΨQ設(shè)置5個(gè)降水井和兩個(gè)沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，采用降水法對(duì)其進(jìn)行糾傾。降水井為混凝土井管，其深度為20 m、直徑為700 mm，因場(chǎng)地內(nèi)的土層多為粉土，所以降水井周圍使用過(guò)濾布裹緊，防止抽水過(guò)程中大量泥砂進(jìn)入井管，造成糾傾過(guò)度。糾傾完成后，對(duì)所有的降水井和觀測(cè)井進(jìn)行注漿回填，煙囪傾斜量減少為81 mm，傾斜率降為0.676‰，滿足高聳構(gòu)筑物傾斜率3.0‰的規(guī)范要求。

3.3 安徽淮北住宅樓

該住宅樓共六層，砌體結(jié)構(gòu)，采用墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。住宅樓總高度為19.373 m，東西長(zhǎng)為61.78 m，南北長(zhǎng)為10.64 m，建筑面積為3900.49 m2。由于荷載偏心發(fā)生傾斜，糾傾前傾斜率為4. 05‰，住宅樓實(shí)景圖如圖8所示。

山東建筑大學(xué)工程鑒定加固研究院對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析研究，最終選用輻射井射水取土法對(duì)該住宅樓進(jìn)行糾傾，輻射井及射水孔布置圖如圖9所示。糾傾完成后住宅樓最大傾斜率為1.4‰，達(dá)到規(guī)范要求。

圖8 安徽淮北住宅樓圖

圖9 輻射井及射水孔布置圖

4 展望

建筑物糾傾工程具有難度高、風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，不僅要求技術(shù)人員熟悉糾傾方法和施工過(guò)程，而且要求運(yùn)用得當(dāng)、靈活，同時(shí)不斷根據(jù)工程地質(zhì)條件和監(jiān)測(cè)信息及時(shí)判斷、調(diào)整糾傾方案。建筑物糾傾工程技術(shù)復(fù)雜，涉及結(jié)構(gòu)工程、工程地質(zhì)、彈塑性力學(xué)、土力學(xué)等多學(xué)科研究領(lǐng)域。只有對(duì)糾傾知識(shí)和技術(shù)特點(diǎn)全面掌握，建立健全的糾傾技術(shù)體系，做到地質(zhì)勘查詳細(xì)充分、糾傾方法合理可行、信息化監(jiān)測(cè)手段先進(jìn)準(zhǔn)確，方可保證糾傾全過(guò)程（預(yù)止傾—糾傾—防復(fù)傾）安全實(shí)施，同時(shí)，將人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失降低到最少。試驗(yàn)是確定建筑物地基土力學(xué)特性最基本的手段，也是觀察地基土沉降規(guī)律及變形比較直接的一種方法。因此，糾傾工程施工前，可根據(jù)工程地質(zhì)條件、傾斜原因和擬采用的糾傾方案，開(kāi)展原位試驗(yàn)或近比例尺模型試驗(yàn)，檢驗(yàn)所選定糾傾方案的合理性與可行性。試驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果為理論分析提供參考，同時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)施工提供過(guò)程預(yù)演，預(yù)測(cè)、預(yù)警糾傾風(fēng)險(xiǎn)，保證整個(gè)糾傾過(guò)程順利進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，鼓勵(lì)采用新方法、新材料、新裝備來(lái)更好的分析糾傾過(guò)程中土體的變形和建筑物上部結(jié)構(gòu)的沉降規(guī)律等，可嘗試采用石蠟熔融或真空袋充氣等模擬掏土孔的開(kāi)挖過(guò)程。

合理的數(shù)值方法也是糾傾技術(shù)研究的有效手段。目前，常用的糾傾數(shù)值模擬軟件有FLAC、ABAQUS、MIDAS/GTS和ANSYS等，廣泛應(yīng)用于建（構(gòu)）筑物糾傾規(guī)律的定性分析中。然而，這些軟件均為有限元軟件，多考慮土體的連續(xù)變形，忽略了土體孔周的局部非連續(xù)塌陷過(guò)程，沉降量模擬值普遍偏小。為了能再現(xiàn)建（構(gòu)）筑物地基土的真實(shí)變形過(guò)程，有必要將連續(xù)變形分析方法和非連續(xù)變形分析方法局部耦合，分區(qū)域、分方法對(duì)研究對(duì)象近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)進(jìn)行研究。理論分析、試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和工程應(yīng)用四者相輔相成，共同發(fā)展是糾傾工作未來(lái)的研究趨勢(shì)。只有在成熟的理論體系指導(dǎo)下，在合理的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬輔助下，才能提高工程應(yīng)用效率、節(jié)省成本。

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（校慶約稿）

山東建筑大學(xué)土木工程學(xué)科——張?chǎng)谓淌?/p>

張?chǎng)谓淌诂F(xiàn)任山東建筑大學(xué)工程鑒定加固研究院院長(zhǎng)。現(xiàn)為二級(jí)崗教授，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，博士生導(dǎo)師，山東省十大師德標(biāo)兵，山東建筑大學(xué)首席崗教授，泰山學(xué)者特聘專家，“建筑結(jié)構(gòu)移位與加固改造”教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程國(guó)家級(jí)人選，山東省有突出貢獻(xiàn)的中青年專家。

然而秉持這樣的教育觀念與實(shí)踐并不容易，要求老師都是大藝術(shù)家也應(yīng)當(dāng)歸入妄想吧？所以通常我們看到，還是學(xué)生像老師（不管在形式還是理念上），學(xué)得像就是好學(xué)生了。能遇上大藝術(shù)家又學(xué)到他內(nèi)在的精神，也只可能是極少數(shù)學(xué)生。

張?chǎng)谓淌诂F(xiàn)兼職：山東省建筑結(jié)構(gòu)鑒定加固與改造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、山東省土木結(jié)構(gòu)診斷改造與抗災(zāi)工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任、山東土木建筑學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)工程質(zhì)量分會(huì)常務(wù)理事等。

式中α和β均為任意復(fù)數(shù)，表示兩種狀態(tài)的概率幅度，滿足正交性，|α|2和|β|2分別表示兩種狀態(tài)的概率。與經(jīng)典比特不同，量子位不僅可以處于0態(tài)或1態(tài)，還可以處于兩個(gè)基本狀態(tài)的線性疊加。在計(jì)算過(guò)程中，每個(gè)不同量子的概率幅會(huì)互相干涉，并且可以進(jìn)行量子并行計(jì)算。完成編碼后，初始化種群P(t):

文山州短時(shí)強(qiáng)降水和雷電在夏季(6～8月)最為活躍，冬季(12～2月)最不活躍，短時(shí)強(qiáng)降水極大值出現(xiàn)在5月，雷電最強(qiáng)出現(xiàn)在9月，分別較最活躍月提前和滯后一個(gè)月。日分布上均在午后到夜間較為頻發(fā)，但短時(shí)強(qiáng)降水高發(fā)時(shí)段較雷電推后1～2小時(shí)。

多年來(lái)從事混凝土結(jié)構(gòu)、工程結(jié)構(gòu)鑒定加固與改造等方面的研究。主持省部級(jí)課題10余項(xiàng)；主編國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2部、參編8部；主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)；作為第一完成人主持完成的項(xiàng)目獲2014年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)；作為第一完成人獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)；出版專著2部；發(fā)表學(xué)術(shù)論文130余篇，其中：被SCI、EI收錄30余篇；授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利17項(xiàng)。

Building’s incline-rectifying technology and its application

Zhang Xin，Chen Yunjuan，Yue Qingxia，et al．

（School of Civil Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China）

Due to the adverse influences of survey，design，construction，usage or environment，the buildingmay be inclined.Rational selection and implementation of incline-rectifying solution，can avoid the demolition waste，ensure that production and life are not affected and that places of historic interest is not destroyed.In this paper，advances of building incline-rectifying technology at home and abroad are analyzed，several typical incline-rectifying projects are introduced simply，and incline reasons and common rectifying methods are summarized from the aspects of the upper building，foundation and surrounding environment.Rectifyingmethods can be divided into force to settlemethod and lift-up method，and in the meantime，suggestions on building’s incline-rectifying technology are put forward.The influence of soil’s lateral pressure and soil-digging’s dynamic disturbance should be considered，new methods or new technologies are encouraged to use to simulate soil-digging process. Analysis of soil’s collapse can use the coupled method of discontinuous deformation method and continuous deformation method，etc.Engineering application can move successfully，only when varieties of analysis methods are integrated and perfected system of incline-rectifying technology is established.

building；incline reason；incline-rectifyingmethods；research trends

TU478

A

1673-7644（2016）06-0599-07

2016-10-26

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51278287，51678350，51609130）；中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目（2016M592213）；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2016EEQ10）；教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（IRT13075）

張?chǎng)危?964-），男，教授，博士，主要從事混凝土結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)等方面的研究.E-mail：zhangxin@sdjzu.edu.cn