简介
为了节省有限的国土资源,同时保证居民舒适的建筑使用面积,建筑物从单纯平面面积的扩大到向空间高度延伸,因而,建筑物的总高度不断在刷新已建建筑的高度记录,这无形对建筑的地基基础提出了更高要求,为此,在结构施工前,必须对建筑区域内的地质情况进行详细勘探,充分了解地基的各种物理力学参数,为设计提供准确可靠的第一手资料,然而现实生活中,很多民用建筑由于在设计前对地基勘测不够,甚至是没有进行地基勘测等,使得建筑物在施工后出现了不同程度上的问题,如基础的不均匀沉降导致墙体的开裂,甚至出现垮塌等严重问题,如何有效处理这些因地基问题造成的结构损失。从岩土理论与施工经验来看,建筑纠偏是处理这类问题的一种经济可靠的方法。
纠偏技术问世以来,在工程实际中得到了广泛的应用,各国的岩土工作者们也纷纷开始对这项新技术进行研究,特别是在对旧建筑的改造方面,纠偏技术的应用越来越广泛,纠偏技术正以它独特的方式为社会的发展做贡献。在发达国家和地区,工程改造加固越来越普遍。在英美等发达国家现在的改造加固业尤其是纠偏矫正已经超过了新建筑业。在我国,纠偏改造、受灾房屋加固等工程项目也越来越多,同时加固纠偏产生的经济效益和社会效益也越来越大,1990年,我国成立了全国建筑物鉴定和加固标准技术委员会,并开始编制建筑物鉴定和加固纠偏的规章制度,同济大学也率先成立了专门的研究学院。经过岩土工作者们不懈的努力,纠偏技术不管是从施工技术手段还是从理论上都得到了一定的完善1。
纠偏技术适用范围(1)由于勘察、设计、施工或者使用不当造成既有建筑物的沉降或者沉降差超过有关规定,建筑物出现裂缝、倾斜或者破坏,影响建筑物的正常使用,甚至危及建筑物的安全。此类又可以分为以下两种情况。
(2)上部结构原因:①建筑物荷载偏心;② 建筑体型复杂或荷载过大;③ 施工技术或程序不当;④ 储罐等构筑物使用荷载施加不当;⑤ 风力或日照引起高耸结构的倾斜。
(3)地基基础原因:①地质条件复杂,土层的压缩性等差异较大;②地基处理不当;③ 土体在不利条件下产生不均匀沉降;④滑坡、坍塌等对地基的影响;⑤地基土受污染侵蚀丧失强度和承载力。
(4)建筑物在长期使用的过程中,因环境改变引起的附加沉降,造成建筑物的沉降或沉降差过大。
(5)既有建筑物因改变使用功能或使用要求,引起荷载的增加,造成原地基承载力和变形不能满足要求。
(6)古建筑加固中,地基或基础需要加强或补充2。
纠偏技术的理论机理既有建筑物的纠偏方法主要有三类:一类是对沉降小的一侧采用迫降纠偏技术;用人工或机械的施工方法使建筑物原理沉降较小的一侧掏空其局部地基土或增加土体应力,迫使土体产生新的竖向变形或侧向变形,使建筑物在一定时间内该侧沉降加剧,从而纠正建筑物的倾斜。第二类则是对沉降较大的一 侧采取顶升纠偏技术;第三类是这两种方法混合使用3。
纠偏方法分类及优缺点1 迫降纠偏技术
迫降纠偏技术包括:堆载纠偏法、掏土纠偏法、降水纠偏法、浸水纠偏法、部分托换调整纠偏法、桩基切断纠偏法等方法。其基本原理是:采用人工或机械的方法迫使沉降小的一侧下沉,消除或减少两侧的沉降差。该方法具有如下特点:
(1)应用广泛,适合建筑物的局部或整体纠偏,但纠偏后建筑物的高度会有所降低;
(2)应该根据不同的地基情况选择不同的迫降技术;
(3)进行整体纠偏时应控制建筑物整体的下沉速度,避免因沉降过快导致的建筑结构的破坏;
(4)在建筑物沉降未完成的情况下不可以使用。
2 顶升纠偏技术
顶升纠偏技术包括:整体顶升纠偏法、压桩反力顶升纠偏法、高压注浆顶升纠偏法等方法。其基本原理是:在沉降大的一侧采用机具顶升基础或墙体或者用高压注入具有挤密作用或膨胀作用的浆液,使其基础或构筑物复位。该方法的特点有:
(1)顶升纠偏法一般用于建筑物的局部纠偏;
(2)整体纠偏选择该方法时应逐层顶升;
(3)地基稳定需要的时间较长;
(4)高压注浆顶升纠偏法抬升的幅度比较小而且对土的扰动比较大,一般情况下使用的比较少。
3 阻沉纠偏技术
顶升纠偏技术包括:部分托换调整纠偏法、卸载纠偏法等方法。其基本原理实:采用地基基础加固或托换方法使建筑物沉降较大的一侧停止或减小沉降而让沉降小的一侧继续沉降。它的特点包括:
(1)部分托换调整纠偏法一般用于既有建筑物倾斜程度不大或沉降未完成的情况;
(2)卸载纠偏法只是作为辅助方法使用。
4 调整上部结构纠偏技术
基本原理是通过改变结构形式或地基附加应力分布使原来的沉降反向发展。该法具有如下特点:
(1)建筑物连接件的刚度要求较高;
(2)应用时应考虑建筑物结构的可能性;
(3)建筑物变形未稳定时需结合其他纠偏方法1。
总结纠偏技术虽然是一门年轻的学科,但是由于岩土工作者们的不懈努力,已经取得的长足的发展。纵观我国纠偏技术的发展主流,成绩骄人。通过国内外技术的交流,很多先进的技术的施工方法在工程实际中都得到了应用,并结合我国的实际国情研发出我国特有的工艺,在很多方面可以与国外相媲美,甚至已经达到了国际领先水平。但是由于我国机械工业、生产工艺等的限制,很多施工工艺与国外先进的技术还存在着一定的差距。在不久的将来,我国的纠偏技术会在设计理论上的得到完善,施工工艺、质量检测等方面也会取得创新和发展,在此基础上我国的纠偏技术必定会一步一个脚印稳步向前发展,我国的纠偏技术必将迎来更加辉煌灿烂的明天3。