頂推法糾偏施工

摘要：地基的不均勻沉降，常使建（構）筑物發生下沉、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濟效果。

關鍵詞：頂推;糾偏

1.概況

黃驊港綜合港區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，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。

根據施工前的測量數據，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

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，在保證其傾覆穩定的前提下，利用千斤頂工作時產生的水平推力，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。

2.2千斤頂的選擇及布置

頂推技術是利用千斤頂工作時產生的水平推力，克服被頂物基礎與地面產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，引自《建筑地基基礎設計規范》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，避免了支撐物發生形變。

布置頂推系統時，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“扎頭”現象。

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，根據設計理論軸線位置以及現有軌道梁軸線位置，確定各分段軌道梁的偏移量。

頂推前，拆除鋼軌扣件，確保扣件完全與鋼軌脫離。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關系，確定頂推力，推算出所需千斤頂數量。

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，避免頂推時出現豎向分力從而影響頂推效果。

3.2.4"同步頂推并實時監測

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。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測，監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，根據實時監測對頂推系統進行數據反饋，調整頂推力數值，達到頂推力和整個軌道梁位移協調一致。

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

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范》（GB50007-2002），中國建筑工業出版社，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.