糾傾頂升技術(shù)在建筑物維修加固中的應(yīng)用

□文/李 喆

頂升技術(shù)主要應(yīng)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(shù)利用拖換法對(duì)建筑物進(jìn)行抬升，以達(dá)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(shù)在原結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)上布置拖換結(jié)構(gòu)，通過(guò)千斤頂?shù)淖饔昧Π呀ㄖ锾谔嫦聺仓炷?，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度將千斤頂撤去，以此達(dá)到糾偏的目的[2]。此項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)、可控性強(qiáng)，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用前景廣闊。

1 工程概況

某住宅樓始建于20 世紀(jì)80 年代，為6 層磚混結(jié)構(gòu),由5個(gè)門(mén)棟組成，沿建筑物縱向中部（在10～11軸）之間設(shè)有一道寬度約70 mm的變形縫。建筑平面呈矩形，長(zhǎng)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(shè)計(jì)室內(nèi)外高差為0.45 m，檐口處設(shè)有通長(zhǎng)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(chǔ)，樓（屋）蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，預(yù)制鋼筋混凝土圓孔板，屋面為瀝青卷材防水平頂屋面。見(jiàn)圖1。

圖1 整體結(jié)構(gòu)

2 技術(shù)難點(diǎn)

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(lèi)型工程中，對(duì)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(jìn)度及質(zhì)量。

經(jīng)對(duì)類(lèi)似工程的頂升技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類(lèi)，總結(jié)出影響頂升糾傾施工合格率的幾個(gè)重要因素，包括：傾斜率偏差；上部結(jié)構(gòu)偏心；基礎(chǔ)沉降和施工機(jī)械同步性。傾斜率偏差和上部結(jié)構(gòu)偏心兩項(xiàng)內(nèi)容的質(zhì)量控制存在較大難度，因此這兩項(xiàng)內(nèi)容是提高建筑物糾傾頂升加固施工合格率的關(guān)鍵問(wèn)題。

3 頂升糾傾加固技術(shù)要點(diǎn)

3.1 頂升系統(tǒng)布設(shè)

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(dòng)系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和操縱臺(tái)，通過(guò)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(dòng)控制的方式，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)力均衡控制，對(duì)頂升的建筑物進(jìn)行稱(chēng)重、同步頂升和同步降落；在意外停電時(shí)仍然能保證千斤頂不會(huì)自由下滑。系統(tǒng)中安裝有壓力變送器和檢測(cè)位移裝置：當(dāng)千斤頂移動(dòng)時(shí)，壓力檢測(cè)裝置就可以實(shí)時(shí)精確地測(cè)定千斤頂所承受的負(fù)荷；同時(shí)位移檢測(cè)裝置可測(cè)定千斤頂?shù)膶?shí)時(shí)位移，從而測(cè)得墻體的頂升高度。見(jiàn)圖2。

圖2 PLC液壓同步移位系統(tǒng)

2）千斤頂?shù)牟荚O(shè)數(shù)量為194個(gè)，可提供頂力194 000 kN，被糾部分樓體上部結(jié)構(gòu)荷載84 730 kN，安全儲(chǔ)備系數(shù)達(dá)2.3。

在托梁上測(cè)出頂升點(diǎn)位置并做出標(biāo)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(yù)先伸出20～30 mm，使千斤頂對(duì)托梁施加30%的頂升力。保證千斤頂平穩(wěn)、豎直。

抬升過(guò)程中鋼墊板要做到隨抬隨墊，各層墊塊位置應(yīng)準(zhǔn)確，相鄰墊塊應(yīng)進(jìn)行焊接，確保墊塊與承托梁間隙≤1 mm，如果薄鋼板墊塊超過(guò)3塊時(shí)，應(yīng)立即更換為厚鋼板墊塊。全部千斤頂共分為15 個(gè)控制區(qū)域進(jìn)行控制，見(jiàn)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(chǔ)梁及其他結(jié)構(gòu)的所有連接；認(rèn)真檢查各頂升千斤頂?shù)陌惭b是否就緒；試頂升1～2 mm時(shí)，檢查各頂升點(diǎn)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(guò)程中做好觀察、測(cè)量、校核、分析等工作；完成一個(gè)設(shè)計(jì)行程的試頂高度；試頂升結(jié)束后，提供各點(diǎn)項(xiàng)升高度等數(shù)據(jù)，為正式頂升提供依據(jù)。

3.2 正式頂升

每一頂升標(biāo)準(zhǔn)行程為2 mm，最大頂升速度0.5 mm/min。頂升時(shí)要同步，按下列程序進(jìn)行：按預(yù)設(shè)荷載進(jìn)行加載和頂升→各個(gè)觀察點(diǎn)及時(shí)反映測(cè)量情況→各測(cè)量點(diǎn)認(rèn)真做好測(cè)量工作并及時(shí)反映測(cè)量數(shù)據(jù)→比較數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異→針對(duì)數(shù)據(jù)偏差進(jìn)行分析與調(diào)整→確認(rèn)當(dāng)前工作狀態(tài)，決策下一步操作。

3.3 灌漿加固

1）新增及加固混凝土構(gòu)件采用高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料澆筑，以確保新舊混凝土的可靠黏結(jié)。

2）灌漿料、混凝土養(yǎng)護(hù)設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)，常溫施工時(shí)，在混凝土終凝（8～12 h）后立即進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)；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(dǎo)致混凝土面開(kāi)裂。每天的灑水次數(shù)以能保證混凝土表面潮濕為準(zhǔn)，本工程采用地泵澆筑混凝土，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14 d。

3.4 耕縫加筋

1）承重墻體耕縫補(bǔ)強(qiáng)加固。沿砌體水平方向每皮磚均進(jìn)行雙面深耕，耕縫深度50 mm，然后清掃磚縫，用凈水潤(rùn)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(qiáng)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(shí)勾平縫，其余磚縫均采用1:2 干硬性水泥砂漿進(jìn)行深勾縫。填縫完畢后24 h內(nèi)用水養(yǎng)護(hù)灰縫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d。見(jiàn)圖4和圖5。

圖4 承重墻體耕縫補(bǔ)強(qiáng)加固剖面

圖5 灰縫填充后效果

2）承重墻體加筋加固。對(duì)墻體加固，墻體角部應(yīng)加筋，縱橫墻交接部分設(shè)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(duì)出現(xiàn)裂縫局部墻體進(jìn)行掏砌,清理結(jié)合部位原砌體砂漿,用凈水潤(rùn)透周邊砌體,采用MU10機(jī)磚、M10混合砂漿進(jìn)行掏砌。

對(duì)于墻體垂直及斜裂縫，沿砌體水平方向每皮磚均進(jìn)行雙面深耕，耕縫深度50 mm，然后清掃磚縫,用凈水潤(rùn)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(shí)勾縫，非布筋磚縫均采用1:2干硬性水泥砂漿進(jìn)行深勾縫。見(jiàn)圖6。

圖6 墻體垂直及斜裂縫修補(bǔ)

對(duì)于水平裂縫，砌體裂縫部位均應(yīng)鏟除原墻面抹灰，沿砌體水平縫方向進(jìn)行深耕縫，耕縫深30 mm，清理裂縫處水平磚縫，用凈水潤(rùn)透其砌體后,采用1:2 干硬性水泥砂漿，進(jìn)行深勾縫并碾實(shí)壓平。見(jiàn)圖7。

圖7 墻體水平裂縫修補(bǔ)

4 結(jié)語(yǔ)

施工結(jié)束后，對(duì)建筑物糾傾頂升加固施工進(jìn)行了檢查和驗(yàn)收。統(tǒng)計(jì)“傾斜率偏差”和“上部結(jié)構(gòu)偏心”兩項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題，檢查頂升后樓座最大傾斜率為2‰，上部結(jié)構(gòu)偏心最大為2 mm，達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。