房屋住宅建筑變形的原因及糾偏加固技術的研究

2013-12-31 00:00:00楊文輝

科技資訊 2013年12期

摘要：建筑物基礎地基的處理是一項較為復雜的工作。建筑物由于使用年限、設計因素、施工因素及其它因素會使地基發生不均勻沉降，使建筑物傾斜，嚴重危及建筑結構的安全。因此，必須對建筑物的變形原因進行調查分析，并充分考慮施工因素、地基狀況等，對建筑物進行糾偏加固。

關鍵詞：房屋變形糾偏加固

中圖分類號：TU75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0076-02

近年來，隨著我國經濟的快速發展，城市化進程也不斷加快，新建房屋面積日益增多，但在建設過程中極易引發周圍環境及建筑物的變形，同時由于房屋的使用年限過長，地基沉降不均勻等因素也會造成建筑物的傾斜或出現裂縫，成為危房，因此必須要對發生變形的房屋進行糾偏加固，而房屋變形的原因是糾偏施工方案制定的重要依據，因此對房屋變形的原因及糾偏加固技術進行詳細研究就顯得尤為必要。

1 建筑物變形產生的原因

1.1 設計原因

建筑在設計時由于設計人員對國家的現行技術標準不熟悉，沒有正確的按照標準進行設計。同時在設計時沒有對地基土的特性進行詳細的勘察和對設計方案進行論證，且在設計時沒有充分考慮建筑物結構對地基施加的載荷是否均勻，致使結構重心與載荷中心位置發生偏離，沉降縫布置不當，使建筑物發生傾斜變形。

1.2 施工原因

在施工過程中，如果擋土壁施工存在問題，就會在較脆弱的部位產生應力集中，造成漏砂和漏水現象，從而造成開挖區的地表下陷；同時，在連續壁施工時，穩定液的水位或濃度較低時則會引起溝壁變形破壞，造成地表下陷；當擋土壁體為預壘樁墻時，地表會因鉆孔變得松軟，或因砂漿回填不充分而產生地中孔隙，從而使周邊地層產生變形，引起地表下陷。

抽拔板樁和廢樁時會產生振動，對松散的砂質土產生夯實效果，使其變得緊密，從而引起地表下陷；同時拔除板樁后會在地層中留下孔隙，這些孔隙難以采用灌漿的方式填滿，因此也會引起地表的下陷。若施工在粘土層中進行時，由于粘土層較軟，在土方移除后開挖區內外兩側的壓力會因解壓的作用而失去平衡，擋土壁背面一側的土壤就會因塑性流動而滑移至開挖面內，使開挖面隆起，造成擋土壁背面一側的土壤下陷。同時在施工開挖時，當開挖深度低于地下水位時為了保持開挖面干燥就必須要進行抽水處理，若此時擋土壁的防水性較差、深度不夠就會使周圍的地下水位下降，增加土壤的有效應力，造成地表壓密沉陷。

1.3 工程勘察失誤

在對建筑場地進行勘察時必須要對建筑場地的地質情況進行認真的勘察評價，全面布置的勘測點，且勘測點要有足夠的深度，對大型高層建筑不僅要做地基勘察，還要做區域性地質調查，不能只借鑒相鄰建筑物的地質資料，否則就會忽視掉諸如溶巖土洞，人防地下道等，致使新建的建筑物下陷、傾斜或開裂，勘察報告如果不能真實的反映場地條件，就會給設計人員造成誤導，產生嚴重的后果。

1.4 外部干擾的原因

外部因素的干擾主要包括相鄰建筑物之間的距離，室內外的堆載，相鄰基坑及地下工程的開挖施工，地基處理等施工時產生的振動等。

相鄰建筑物之間的距離對建筑物的沉降大小有的較大的影響。當相鄰建筑物的距離較近時，所引起的不均勻沉降隨埋深差異的增大而增大。所以在一般情況下，后建的建筑物的基礎埋深應與原有建筑物保持一致，如果需要不同的埋置深度，則相鄰建筑物的基礎間距應為其相鄰基底差的兩倍。同時，新的附加沉降會因相鄰建筑的基底應力的相互迭加而產生，進而使建筑物產生不均勻沉降。相鄰兩建筑物的基礎面積相近時，不均勻沉降會隨載荷的差異而變化。

若建筑物附近的堆載面積較大，距離較近時會對建筑物的基礎傾斜影響較大，反之影響較小。而相鄰基坑及地下工程在開挖過程中會因加固不當導致地基土發生側向移動，造成地基地的承載能力下降。在地基施工時會產生振動、擠壓等，對鄰近的地基土產生較大的擾動，增大地基的變形。

2 建筑物的糾偏加固技術及相應措施

常見的糾偏技術主要分為三類：抬升法、迫降法和綜合法。針對不同的糾偏方法，應采取相應的措施來確保對建筑物的有效加固。

2.1 抬升法

抬升法多用于大型建筑物的糾偏中，工程量大，費用高，施工風險較高。它主要是通過在沉降較大一側的地基中注入膨脹劑，利用膨脹力將該側頂起，使建筑物抬升一定的高度，或是在沉降較大的一側通過開鑿壓樁孔施工來控制沉降，從而達到糾偏的目的。主要采取的措施有錨桿靜壓樁頂升法、上部結構托梁頂升法等。錨桿靜壓樁多適用于軟土、粘性土和人工填土及有負摩擦力的淤泥所產生新的附加下沉等情形；上部結構托梁多用于頂升高度低于80 cm，總載荷相對較小的情形。

2.2 迫降法

迫降法就是利用削弱建筑物地基某一位置土體的承載面積，增大該位置的附加應力，迫使該位置產生沉降這一原理，在原沉降較小的一側基礎下設置一定數量的空洞使沉降量增加，起到調整建筑物的不均勻沉降的作用，從而使建筑物處于正常狀態，達到糾偏的目的。與抬升法相比，迫降法的工程量較少，費用低，但不適用于對地面標高要求高的工程。主要采取的措施為掏土法，即在沉降較小的一側基礎下挖掏土體，使土體發生變形，產生沉降，操作方便，成本低廉。

2.3 綜合法

一般來說，在建筑物的糾偏中，如果只限于使用一種方法時，糾偏的效果可能很不理想，尤其是對于那些地址情況變化較大，形狀復雜的建筑物來說，通常是將兩種或多種方法結合起來進行糾偏。目前，這種技術被稱為最有前途的糾偏技術。主要采取的措施有壓樁掏土法、浸水加壓法等。壓樁掏土法主要是將錨桿靜壓樁技術與掏土法結合起來，兼顧并彌補了二者的優點和缺點。它是先在沉降量較大一側壓入錨桿靜壓樁，然后進行可轉動式封樁，此時建筑物由繞沉降較大一側向沉降較小一側轉動，同時為了保證沉降的可控制性，在建筑物沉降較小一側壓樁時應立即進行活動或位移控制樁幅封樁。最后在沉降較少的一側進行掏土處理，以減少地基土的承壓面積，進而增大了基底的壓力，使地基土發生變形，從而使建筑物均勻而穩定地回傾。該方法成本低，安全環保，具有良好的綜合效益。

在糾偏工程施工前，應按著均勻、平穩、協調的原則對工程進行詳細的設計。對于一般建筑物而言，其糾偏的最終水平變位設計控制值，可近似地按下式進行計算，圖1為糾偏計算簡圖。

△S=△S’+a

△S’=△S-a

△SH=△S’Hg/b

式中，△S為建筑物實際沉降量（mm）；

△S’為建筑物需要調整的沉降差（mm）；

Hg為自室外地面算起建筑物高度（m）；

SH為建筑物水平變位設計控制值（mm）， SH≈SH2；

a為預留沉降值（mm）；

b為糾偏方向建筑物高度（m）。

3 結語

建筑物由于使用年限、設計、施工、勘察失誤以及其他因素的影響，會發生變形，產生沉降，嚴重威及建筑的安全，因此必須對變形的建筑進行糾偏加固。本文通過對建筑物的變形原因進行了調查分析，對變形建筑的糾偏加固技術進行了深入的研究，并提出了相應的措施。