□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。
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)
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。
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)。
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。
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。
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)
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。