某六層磚混結(jié)構(gòu)辦公樓糾偏工程

袁亦農(nóng)

(福建省冶金工業(yè)設(shè)計(jì)院 福建福州 350011)

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某六層磚混結(jié)構(gòu)辦公樓糾偏工程

袁亦農(nóng)

(福建省冶金工業(yè)設(shè)計(jì)院 福建福州 350011)

以某六層磚混結(jié)構(gòu)辦公樓糾偏工程為例，對(duì)糾偏工程中的具體設(shè)計(jì)和施工工序進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述：主要包括頂升托換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、頂升糾偏施工方法和施工著重點(diǎn)、頂升托換過程中墻體和柱的構(gòu)造處理設(shè)計(jì)和頂升監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)等。并結(jié)合工程實(shí)際對(duì)糾偏工程的效果與施工前后進(jìn)行了觀測(cè)對(duì)照，其糾偏結(jié)果達(dá)到了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，建筑物整體穩(wěn)定，工程取得了預(yù)期的效果。

糾偏; 托換; 頂升; 傾斜; 觀測(cè)

1 工程概述

該辦公樓位于福州市鼓樓區(qū)某省屬辦公大院內(nèi)，辦公樓東側(cè)為印刷廠，南側(cè)為綜合樓，西側(cè)為進(jìn)院道路和宿舍，北側(cè)為沿街店鋪和城市交通主干道，周圍建筑物密集，周邊地下管線埋設(shè)復(fù)雜。辦公樓建于1977年，由省級(jí)某設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，建筑占地面積0.0264hm2，建筑面積約1900m2，高6層，采用磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為鋼筋砼條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋置深度為1.30m，設(shè)置于素填土地基上。1987年該單位對(duì)辦公樓進(jìn)行了房屋和基礎(chǔ)加固改造，基礎(chǔ)形式改造為鋼筋砼筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)梁加寬。

該建筑物盡管進(jìn)行了基礎(chǔ)加固，但新增筏板要有一定的下沉壓縮，與原條形基礎(chǔ)共同同步受力，才能與地基一同發(fā)揮其最大承載力，達(dá)到基礎(chǔ)加固的目的，在這下沉過程中建筑仍會(huì)產(chǎn)生局部的不均勻沉降，所以經(jīng)過三十多年累計(jì)沉降，辦公樓產(chǎn)生了較大差異沉降和傾斜，最大沉降差達(dá)257mm，最大傾斜達(dá)2.02%，其傾斜值超過國(guó)家規(guī)范和規(guī)程規(guī)定的限值[1]。

經(jīng)地質(zhì)勘察單位歷年數(shù)次，如2014年4月至2015年4月沉降觀測(cè)報(bào)告，沉降觀測(cè)結(jié)果定論，該建筑物沉降現(xiàn)基本穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)完整。為不影響辦公樓的正常使用，該單位決定對(duì)辦公樓進(jìn)行糾偏調(diào)平處理。

目前建筑物糾偏技術(shù)有多種方法，主要有頂升法、迫降法和兼容二者的綜合法三大類。

結(jié)合工程地質(zhì)條件，環(huán)境條件，工程造價(jià)，房屋上下部結(jié)構(gòu)形式及施工條件，綜合分析決定采用成熟的頂升托換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，斷墻托換頂升調(diào)平扶正該建筑物。

2 頂升托換梁結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)

(1)所謂的頂升托換梁就是將建筑物沿設(shè)定的一水平面切斷，墻體逐段置換為頂升托換梁，頂升梁的施工利用人工或機(jī)械在整體移位要求的某一水平面上(一般為地梁上底層窗臺(tái)下之間)按所建梁高h(yuǎn)+50斷面對(duì)墻壁開鑿進(jìn)行處理后，在單元梁段內(nèi)綁扎鋼筋,支撐,澆筑砼，完成一個(gè)單元梁段;各單元梁段之間相互連接，最終形成一道封閉的矩形剛托架。假定房屋上部結(jié)構(gòu)荷載坐落于這一剛托架上且能承受其荷重時(shí)，在頂升托換梁與承臺(tái)(基礎(chǔ))之間安置頂升裝置千斤頂后，使頂升托換結(jié)構(gòu)與下部物體結(jié)構(gòu)柔性隔離時(shí)，當(dāng)頂升力大于建筑物總荷重時(shí)，即可實(shí)施垂直頂升移位，形成一個(gè)可頂升移位的整體，實(shí)現(xiàn)建筑物糾偏。

(2)建筑物糾偏設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)評(píng)估和可行性分析,按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)、復(fù)核和鑒定，經(jīng)綜合評(píng)估適宜糾偏的建筑物方可進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。建筑物位于地震區(qū)應(yīng)按抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鑒定，不滿足時(shí)應(yīng)進(jìn)行抗震加固處理。

(3)由于施工時(shí)樓房已處于騰空狀態(tài)，設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮樓房自身重量，根據(jù)辦公樓各層平面圖，估算辦公樓總荷重為1816t，取1830t，1.2×1830/50=44，則至少需要44個(gè)50t千斤頂。而根據(jù)圖1千斤頂布置圖工程實(shí)際布置了58個(gè)50t千斤頂，已能滿足頂升要求。另外現(xiàn)場(chǎng)還預(yù)備了20個(gè)50t千斤頂準(zhǔn)備替換和備用。

(4)該工程頂升托換梁選用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，由分段施工組成。頂升托換梁可參照現(xiàn)行GB 50003—2011《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》7.3條的要求進(jìn)行計(jì)算，內(nèi)容包括：梁的正截面承載力計(jì)算、斜截面受剪承載力計(jì)算、頂升托換梁上部墻體的受剪承載力計(jì)算、梁的端部局部受壓承載力計(jì)算等。本工程頂升托換梁經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)采用250×550截面,砼強(qiáng)度C30(摻適量的膨脹劑,水灰比不應(yīng)大于0.5)，鋼筋強(qiáng)度HRB400，梁底部頂部均配置各3Φ20縱筋，梁箍筋為Φ8@100,梁中部配置2Φ12通長(zhǎng)腰筋，其腰筋拉結(jié)筋為Φ8@200。

(5)建筑物就位后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行可靠的連接和修復(fù)處理。

3 糾偏工程工序流程

(1)鋼筋砼頂升托換施工工序:水準(zhǔn)測(cè)量—室內(nèi)外土方開挖—施工放樣控制標(biāo)高—施工段劃分—墻壁體開鑿—設(shè)備基礎(chǔ)找平、修補(bǔ)—預(yù)留頂升洞—鋪設(shè)隔離層—綁扎焊接鋼筋—支模、澆搗砼—砼養(yǎng)護(hù)、拆模。

(2)建筑物頂升調(diào)平扶正施工主要工序:頂升調(diào)正準(zhǔn)備、安裝千斤頂裝置設(shè)備的置放與支撐體的修筑、設(shè)置頂升標(biāo)尺、切斷上下連接處、頂升相關(guān)材料就位—確定頂升量及各頂升分量、設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、整體頂升調(diào)平扶正—垂直度監(jiān)測(cè)—頂升就位—臨時(shí)支撐、建筑物就位連接—建筑物修復(fù)驗(yàn)收[4]。

4 糾偏施工著重點(diǎn)

(1)該工程的頂升梁，由于采用鋼筋砼置換局部原墻體作為頂升結(jié)構(gòu)體系，所以置換過程中對(duì)原結(jié)構(gòu)的安全及穩(wěn)固連接很重要。應(yīng)采取多點(diǎn)間隔的辦法分段置換澆筑頂升梁，采用小噸位(一般不超過50t)，多點(diǎn)均勻布設(shè)頂升千斤頂?shù)脑瓌t來安裝頂升裝置，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中使結(jié)構(gòu)受損，必要時(shí)加設(shè)臨時(shí)鋼支撐確保安全。

(2)糾偏施工須由具有特種專業(yè)工程(結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、糾偏與平移)專業(yè)承包資質(zhì)且具有糾傾工程經(jīng)驗(yàn)隊(duì)伍負(fù)責(zé)施工。

(3) 施工前須對(duì)建筑物進(jìn)行核對(duì),與原設(shè)計(jì)圖紙復(fù)核無(wú)誤后方可按圖紙進(jìn)行施工。施工過程中如出現(xiàn)與設(shè)計(jì)要求不符的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)院進(jìn)行修改調(diào)整。

(4)施工除須遵守現(xiàn)行相關(guān)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)外還應(yīng)注意以下兩點(diǎn):

①糾偏施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行,嚴(yán)格按照各項(xiàng)施工操作規(guī)程。建立嚴(yán)格的質(zhì)量、安全制度和驗(yàn)收制度。

②糾偏施工是細(xì)致緩慢的工作,不能猛敲猛打，隨時(shí)觀察。糾偏過程有何異常現(xiàn)象,若有問題應(yīng)馬上停止操作,臨時(shí)加撐,請(qǐng)有關(guān)人員共同研究解決。

5 頂升托換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(頂升托換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)平面布置圖如圖1所示)

5.1 頂升托換梁施工設(shè)計(jì)

圖1 頂升托換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)平面布置圖

圖2 千斤頂平面布置圖 圖3 頂升托換結(jié)構(gòu)及頂升系統(tǒng)示意圖

(1)頂升托換梁應(yīng)至少分三批段施工，每段長(zhǎng)度控制在950mm～2550mm范圍內(nèi),且不應(yīng)大于每一開間(或窗間墻)墻段長(zhǎng)度的1/3，并應(yīng)間隔進(jìn)行。鋼筋搭接必須按規(guī)范要求進(jìn)行焊接,且接頭宜錯(cuò)開。一般可先在門窗洞口處施工,以便減少焊接接頭，并在磚墻上切割30×45凹槽以便放置梁縱向主筋如圖5所示，待該段砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行鄰段施工。相鄰段的施工應(yīng)滿足新舊砼的連接及鋼筋的搭焊要求。

(2)頂升托換梁遇墻體構(gòu)造柱連接處理做法如圖6所示：托換梁縱筋應(yīng)穿孔入柱植筋，植筋膠須滿足GB 50367-2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》第4.5.6的相關(guān)規(guī)定要求[2]，與柱梁面交接處應(yīng)按新舊砼界面處理后，再澆灌C30砼。待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，頂升前須將頂升托換梁底與基礎(chǔ)之間的構(gòu)造柱砼局部鑿除，柱縱筋予以截?cái)啵㈩A(yù)留柱縱筋足夠的焊接長(zhǎng)度，以備頂升就位后鋼筋焊接。

(3)頂升托換梁與下部墻體接觸面應(yīng)采取隔離措施,以減少在頂升時(shí)的阻力。砼必須澆搗密實(shí),頂升梁與上部磚墻之間必須密實(shí)。

(4)為避免托換施工鑿除對(duì)原建筑物造成影響，宜采用無(wú)震動(dòng)切割技術(shù)對(duì)構(gòu)造柱、墻體進(jìn)行切割開洞。

5.2 辦公樓門廳處鋼筋砼柱頂升托換處理

柱上方大梁應(yīng)先做好鋼柱支撐，再采用包柱式頂升承臺(tái)做法，位置如圖1所示，具體做法如圖4所示。

5.3 房屋頂升施工設(shè)計(jì)

(1)應(yīng)在頂升托換梁施工完成且砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可在頂升梁下掏設(shè)寬300～400，高500頂升洞口,如圖3所示。

(2)可根據(jù)辦公樓結(jié)構(gòu)按施工階段豎向荷載分布布置頂升點(diǎn)，頂升點(diǎn)間距如千斤頂平面布置圖，如圖2所示。且不宜大于2.5m，應(yīng)盡量避開門窗洞及薄弱承重構(gòu)件位置。

(3)千斤頂頂升及托換: 50t、32t手動(dòng)螺旋千斤頂?shù)淖畲笮谐倘?50mm。一個(gè)行程到位后,需要替換行程,千斤頂擬更換行程時(shí)，應(yīng)先在千斤頂旁用備用千斤頂支頂牢靠方可卸載回程。在千斤頂下墊放事先準(zhǔn)備好的鋼墊塊,千斤頂頂好后方可撤除備用千斤頂。樓房上升后及時(shí)使用快硬砂漿將磚墻砌在樓房上升后的空隙中。

(4)為防止頂升時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部受力破壞，各頂升點(diǎn)千斤頂上下應(yīng)設(shè)置應(yīng)力擴(kuò)散的鋼墊塊。

圖4 砼柱頂升托換承臺(tái)處理圖

(5)各點(diǎn)頂升量的偏差應(yīng)小于砌體結(jié)構(gòu)的允許變形量。頂升標(biāo)尺應(yīng)設(shè)置在每個(gè)頂升點(diǎn)上，每次頂升量不宜超過20mm。

5.4 房屋頂升施工

(1)在頂升的情況下，如何防止該建筑物平面外失穩(wěn)和過度傾斜，是本工程成敗之舉。我們擬采用加大頂升底盤寬度，以加大頂升力作用距離,增大建筑物的平面外穩(wěn)定性的措施來保證建筑物頂升時(shí)不發(fā)生平面外處失穩(wěn)。同時(shí)采用分級(jí)同步頂升，并逐級(jí)修正頂升量的工法保證建筑物豎直頂升不傾斜。頂升的施工參數(shù)都要根據(jù)施工過程房屋的傾斜、構(gòu)件的相對(duì)位移及應(yīng)變、應(yīng)力的變化來進(jìn)行調(diào)整，因此必須建立一套能準(zhǔn)確反應(yīng)房屋的位移、傾斜和應(yīng)力應(yīng)變變化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)房屋進(jìn)行全方面監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果調(diào)整；頂升時(shí)千斤頂兩邊布置鋼管墊塊，每次頂升后都要把鋼管墊塊用鋼板墊高并楔緊，其主要使用是防止千斤頂突然失效，更換千斤頂及回縮千斤頂行程時(shí)臨時(shí)承受建筑物荷載。

(2)在正式頂升前為檢驗(yàn)千斤頂和鋼管墊塊的工作性能，排除性能故障，確定每級(jí)頂升速度和距離，熟悉頂升操作工序，協(xié)調(diào)各操作班組統(tǒng)一行動(dòng)等操作細(xì)節(jié)，確保頂升萬(wàn)無(wú)一失，必須要先進(jìn)行試頂。

5.5 房屋頂升監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

圖5 頂升托換梁分段托換施工示意圖 圖6 頂升托換梁遇構(gòu)造柱做法圖

圖7 頂升就位后墻體連接修復(fù)做法圖注：圖中○內(nèi)數(shù)字表示連接修復(fù)步驟 圖8 頂升就位后構(gòu)造柱連接做法圖

(1)樓房四角掛線垂或采用儀器行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)了解樓房?jī)A斜度的變化。

(2)應(yīng)根據(jù)辦公樓結(jié)構(gòu)平面設(shè)置頂升監(jiān)測(cè)點(diǎn)網(wǎng)格，頂升前預(yù)先計(jì)算各頂升監(jiān)測(cè)點(diǎn)的頂升量及每次頂升量控制值。控制點(diǎn)的位置如圖1所示，設(shè)置位移監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)了解房屋糾傾情況,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)上升轉(zhuǎn)動(dòng)。

(3)控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)同時(shí)進(jìn)行位移及千斤頂實(shí)際工作荷載監(jiān)測(cè)，其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)可僅進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)。宜優(yōu)先采用數(shù)據(jù)自動(dòng)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)處位移監(jiān)測(cè)儀器測(cè)量精度應(yīng)不低于0.1mm。非控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)處位移監(jiān)測(cè)儀器測(cè)量精度則不應(yīng)低于0.5mm。

5.6 頂升就位后磚墻體的連接修復(fù)處理做法

(1)頂升到位后,鎖緊所有的千斤頂,及時(shí)在頂離空隙中采用快凝早強(qiáng)M10砂漿砌筑Mu10標(biāo)準(zhǔn)磚。或直接采用早強(qiáng)C25細(xì)石砼對(duì)其空隙密實(shí)灌注，如圖7所示。

(2)砌到離頂升托換梁梁底不到一皮磚時(shí),其間空隙用早強(qiáng)C25細(xì)石砼灌注密實(shí)。

(3)待砌入的磚墻及嵌入的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,分批撤除千斤頂,頂升洞口用上述方法砌筑填實(shí)，相鄰千斤頂不得同時(shí)撤除。

5.7 頂升就位后接柱、接鋼筋砼墻的連接處理

接柱、接鋼筋砼墻施工連接處理就是在建筑物頂升到位之后，對(duì)建筑物的原貌進(jìn)行恢復(fù)的過程，也就是將墻和柱子連接起來后拆除支撐體和包柱承臺(tái)。其施工流程應(yīng)首先人工清除墻柱周邊的表面虛土并進(jìn)行界面的處理，然后進(jìn)行鋼筋和模板的制作安裝并進(jìn)行連接墻柱的砼澆搗如圖8所示。接柱、接墻(砼)連接采用鋼筋砼新舊砼現(xiàn)澆處理,砼強(qiáng)度不小于C25,其連接短筋與原柱墻縱筋采用上下雙面焊接,鋼筋規(guī)格和連接長(zhǎng)度應(yīng)滿足受力筋規(guī)定要求，連接區(qū)箍筋加密，間距@100，筋箍直徑為Φ8且不小于原箍筋。對(duì)外凸于原柱邊、墻邊的超灌體待連接區(qū)砼硬化后，即可鑿除。

6 辦公樓糾偏前后觀測(cè)結(jié)果

本文選取房屋角落P1、P2、P3、P4四點(diǎn)，如圖1及表1～表3所示。

表1 辦公樓糾偏工程傾斜監(jiān)測(cè)報(bào)表(工程施工前)

表2 辦公樓糾偏工程傾斜監(jiān)測(cè)報(bào)表(頂升托換結(jié)構(gòu)施工完成，頂升前)

從表2監(jiān)測(cè)結(jié)果上分析，頂升托換結(jié)構(gòu)施工不可避免對(duì)建筑物造成了一定的損傷，房屋偏移量有所擴(kuò)大，但由于措施得當(dāng)，其傾斜率控制在容許范圍內(nèi)，可以進(jìn)行頂升施工。

表3 辦公樓糾偏工程傾斜監(jiān)測(cè)報(bào)表(頂升糾偏完成后)

7 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)觀側(cè)頂升糾偏完成后各監(jiān)測(cè)點(diǎn)傾斜數(shù)值均在JGJ 8-2007《建筑變形測(cè)量規(guī)程》[1]及GB 50026-2007《工程測(cè)量規(guī)范》規(guī)定限值以內(nèi)，未見異常，達(dá)到了預(yù)期效果和設(shè)計(jì)要求，滿足了安全使用的要求。

糾偏工程完工半年后，勘測(cè)單位再次對(duì)辦公樓進(jìn)行復(fù)測(cè)，結(jié)果以上各監(jiān)測(cè)點(diǎn)，只有些微的偏移，均在規(guī)定限值以內(nèi)，該建筑物結(jié)構(gòu)安全，整體穩(wěn)定，其糾偏工程是成功的。該工程對(duì)業(yè)界同仁也是有一定的參考借鑒的作用。

[1] JGJ 8-2007 建筑變形測(cè)量規(guī)程[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

[2] GB 50367-2006 混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.

[3] GB 50003-2011 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版,2011.

[4] 建筑施工手冊(cè)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

Rectification works a six storey office building with brick concrete structure

YUANYinong

(Fujian Provincial Metallurgical Industry Design Institute,Fuzhou 350011)

In this paper,a six storey brick structure rectification engineering office building as an example,the specific design of the rectification works were carefully introduced and the construction process are briefly introduced,including lifting bracket design for the structure of the system,jack up rectification construction method and key underpinning jacking walls and columns in the process of construction design and lift monitoring design.Combined with the engineering practice of engineering before and after the correction effect and construction control were observed,the correction results can meet the requirements of relevant technical standards and design,the overall stability of the buildings,the project has achieved the desired results.

Rectify a deviation; Underpinning; Jacking; Tilt; Observe

袁亦農(nóng)(1961.2- )，男，工程師。

E-mail:yuanyinong@126.com

2017-06-07

TU7

A

1004-6135(2017)08-0064-06