常州工学院土木建筑学院 常州 213032
摘要：本文介绍了泉州市某框架住宅楼，地基不均匀沉降超过规范变形允许值。经过纠偏方案的比选，本工程采用断柱顶升法纠偏，然后采用锚杆静压桩对原基础进行加固处理。因规范变化，另外针对部分柱轴压比超限柱，对底层柱进行了外包钢法加固；对七、八层部分梁主筋附近部分开裂，钢筋存在锈蚀采用粘贴碳纤维布进行了加固。纠偏加固后，建筑物倾斜率满足要求，地基承载力恢复。本工程采用的技术方法安全稳定、工期短，满足规范要求。
关键词：纠偏；顶升；锚杆静压桩；地基加固
1工程概况
泉州市某住宅楼于2000年竣工，八层框架结构，其平面形状为“L”形，转角处设伸缩缝将该楼房分为两个单元（A、B）。该建筑南北长40.2m，东西长26.3m，高约为26，总建筑面积为4450m2，该楼房结构形式为框架填充墙结构，混凝土采用C30。基础采用独立承台钻孔灌注桩，混凝土采用C25，灌注桩桩长24.5m，单桩承载力为850kN。
房屋现状的倾斜严重，A幢最大倾斜量为412mm，B幢最大倾斜量为214mm，均超过“混凝土结构工程施工质量验收规范”GB50204－2002中允许偏差30mm的要求，地基不均匀沉降量超过“建筑地基基础工程施工质量验收规范”GB50202－2002的变形允许值。另外，首层混凝土强度等级不满足设计的C30强度等级的要求；通过抽验的框架结构的梁、柱配筋梁均不满足设计的要求，而且钢锈严重，部分构件混凝土保护层不足。结构平面图见图1。
2建筑倾斜纠偏方案比选
建筑物的纠偏方法可以分为顶升法、迫降法两类。顶升纠偏是指在沉降较大一侧用机具顶升上部墙柱，使其复位；而迫降纠偏则是迫使沉降小的一侧下沉，消除或减少与另一侧的沉降差。两种方法各有优缺点，顶升法易于控制顶升量、工期短，但技术要求高；迫降法机具少，但对沉降量和沉降速率的控制则不如顶升法，且纠倾后建筑物绝对标高有所降低。
本工程曾考虑过采用迫降法，钻机沿钻孔灌注桩向下钻孔，以便减少桩侧的摩阻力和桩的端承力，从而迫使沉降较少的一侧下沉（图2）。这种方法要求将房屋的沉降量控制在每天1～2mm的范围内，并且依靠严密的检测系统，采用信息化施工，随时调整钻孔的部位和进尺。纠偏到位后进行注浆加固，若承载力仍不够，可采用锚杆静压桩进行地基加固。后因该建筑物基底部分土层中含有砾石，并且需要切断桩基，工作量太大。而放弃了该方法。经综合分析后，最后选择了顶升纠偏方案。
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图2 掏土迫降纠偏
3断柱顶升纠偏步骤
顶升方法需要断柱顶升纠偏，要截断底层的框架柱，利用安放在新施工的承台与托换节点间的千斤顶进行顶升，顶升量由电纵的伺服液压传动设备进行动态控制，顶升到位后进行柱的对接处理。
3.1柱托换措施
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图3 柱托换节点 图4 就位连接示意
由于该建筑已使用多年，据计算，中轴线上框架柱中的大部分荷载都要超过2500kN。而且通过抽检，混凝土质量偏差，尤其是砼保护层部分的粗骨料量不足，且保护层层厚不均匀，若采用常见的，依靠摩擦握裹力进行柱托换的方式，承载力难以满足要求。本工程采用新型托换节点，见图3其具有传力明确，承载力大，安全可靠，施工简便等特点。
3.2柱切割切断
采用工具式混凝土切割链锯，切割一根500×500mm截面的钢筋砼柱只需要10～20分钟的时间。金刚石链锯柔性很好可以绕到柱子上，然后通过接头连成闭和环，缠绕在动力导向轮上。通过导向轮的高速旋转，柱子即可很快切断。
3.3顶升控制
顶升量的控制至关重要，本工程最大顶升量为250mm，如果各顶升点的位移量不能按照设计值进行，一来会造成荷载在千斤顶间的不均匀分布，使千斤顶无法启动，二来会因为各点的顶升量差异使结构产生差异变形产生内力，造成结构受损。
千斤顶的布置和位置根据每根柱荷载进行确定，本工程采用30t和50t千斤顶两种型号，A幢共布置30t顶100台，50t顶100台，B幢共布置30t顶30台，50t顶80台。考虑到该建筑物有一定的扭转，若将一条边完全扶正，则其它向的倾斜就会超过规范要求。最后确定，以A幢东西向的偏斜率≤2‰，南北向的偏斜率小于≤4‰，B幢东西及南北二个方向的偏斜率≤2‰，来控制各柱节点的顶升量。设置安放好启动设备及顶升分量标尺后，分次顶升，根据结构物的抗变形能力确定单次最大顶升量为5mm。
本工程采用全自动的顶升控制系统，对各顶升点的顶升速度和顶升量等数据进行采集，分析后即时调整各千斤顶的工作状态。
3.4就位连接
本工程建筑场地的抗震设防烈度较高，按新规范为八度0.3g，顶升纠偏已经将原柱切断，为安全起见，应该比原设计提高一个等级设防。而且原结构柱中配筋偏低，锚固长度也不满足现行抗震规范要求，这样按照常规的对接方式较难实现。现采用了新型滑移隔震支座，图4，可使地震剪力大大减小。经计算分析首层地震作用剪力可减小到原来的1/4～1/6。
3.5基础加固
对沉降较大部位，采用锚杆静压桩对地基进行加固处理。本工程采用锚杆静压桩60根，提高了基础承载能力，经实测建筑物沉降业已稳定，锚杆静压桩的平面布置详见图5。
4楼房加固和修缮方案
4.1底层柱加固
经验算，该楼房柱配筋偏低，底层部分柱的轴压比较大，针对上述情况，对底层48个柱进行了外包钢加固。
4.2七、八层部分梁加固
梁的加固分为耐久性加固和承载力加固两部分。
4.3上部结构加固
根据检测情况，七、八层部分梁的钢筋存在较为严重的锈蚀，梁的主筋附近部分开裂，箍筋也存在着较为严重的锈蚀，对此，采用提高耐久性加固措施。基本做法为：凿除梁底保护层，剥露主筋；清理凿开的表面，去除浮渣；在钢筋表面刷环氧树脂；用丙乳砂浆恢复梁表面。
对部分承载力不足的梁采取粘贴碳纤维布的加固措施。基本步骤为：基底处理→涂底胶→用整平胶料找平→粘贴碳纤维布。
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图5 锚杆静压桩平面布置图
5结语
纠偏方案的选择应根据建筑物的结构形式，基础类型及地基土的性质等具体条件来综合比较选择。本工程采用的断柱顶升法纠偏，并结合锚杆静压桩加固地基，证明是非常成功的。纠偏加固后，A、B栋的倾斜率均满足了规范要求，同时框架梁柱的加固处理，使建筑物的安全度满足设计、规范要求。本工程采用的柱托换节点，隔震支座等技术先进，安全可靠，施工方便快捷，节省了工期。
总之，房屋顶升纠偏工程是一项综合性强，技术复杂的工程，需要把握的技术，周密的准备，才能确保工程的安全。
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[7]混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）.
[8]建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB20202-2002）.
作者简介：
杨苏杭，（出生年月：1981.2--），男，民族：汉，籍贯：江苏南京，讲师，硕博士，主要研究方向建筑物鉴定与加固改造。
作者简介：杨苏杭，男（1981-），博士，讲师，从事建筑物鉴定与加固改造研究。