(特种技术公司 彭小军供稿)宜宾某厂房建筑面积约 25894.8m²,总投资规模约1.2亿元。在使用过程中发生不均匀沉降状态,进而引起上部构件开裂。
中建西勘院特种技术公司承接该项目的加固纠倾工作。该厂房为坡地建筑,结构为框架结构,建筑总高度约为18.6m。基础采用冲孔灌注桩,一柱一桩,桩径0.8m,持力层为中等风化砂质泥岩层。
该厂房位于填方区,在使用过程中发生不均匀沉降,导致上部构件出现开裂。 填土层中含有大量泥岩碎块压桩困难,人工挖孔施工降水会造成较大附加沉降。根据工程现场实际情况,中建西勘院特种技术公司牵头进行循环钻机设备小型化改造,通过低净空成桩设备的研发及使用,将原人工挖孔桩改为泥浆护壁钻孔灌注桩进行补桩托换;根据该建筑物的沉降倾斜特征,首次提出“复杂倾斜状态下建筑物分区域综合纠倾方法”,通过设置“刚性转动区”及“转动协调区”,结合多种监测手段对建筑物倾斜全过程进行信息化智能监测,达到纠倾效果。 稳固基石:地基加固技术创新
项目创新使用低净空大直径成桩嵌岩技术,在净空2.5m作业条件下,改进大直径回旋钻机,通过泥浆护壁进行成孔,成孔直径600-1500mm,并达到设计嵌岩深度要求。 精准复位:纠倾技术创新 通过对厂房不均匀沉降和上部结构受损情况分析,该建筑处于局部倾斜状态,存在未沉降区、沉降关联区、沉降区,不同区域内结构位移及构件变形、受损状态均存在明显差别(图2~图4)。
项目通过复杂倾斜状态下建筑物分区域综合纠倾技术,根据局部倾斜特征将建筑物分为“刚性转动区”和“转动协调区”。纠倾处理时用“分区处理,整体协调”思路,对“刚性转动区”进行局部顶升复位,对不同类型的“转动协调区”视情况采取截柱迫降、设置纠倾分隔带、受损构件加固等措施,避免纠倾过程中相邻区域间互相影响,从而达到精准顶升、纠倾效果。 同时由该项目顶升量较大,需要往复调节千斤顶形成。项目发明了超顶升量程框架柱顶升辅助装置(图6),(图7)。
力量之源:高轴压框架柱拉区围箍式联合顶升承台创新 项目应用框架柱拉区围箍式联合顶升承台。采用拉区围箍式联合顶升承台,除底排钢筋贯通外,其余钢筋仅做抗剪植筋,总植筋数量减少20%;钢牛腿安装完成后,在底部设置连接板与钢牛腿互焊,形成拉区环箍,整体性加强,施工相对方便,减小对原结构影响。
图5:钢牛腿有限元计算结果剖面示意图 完美蜕变:全面提升加固纠倾改造效果 项目采用“低净空大直径嵌岩桩成桩技术”进行基础加固,分区域综合纠倾技术进行纠倾处理,纠倾施工过程中对多项顶升装置进行升级优化,并采用多种监测手段对建筑物施工全过程进行信息化智能监测,加固纠倾项目总造价相比拆除重建节省近四分之三成本,得到业主和建设单位好评,取得了良好的经济效益、环境效益与社会效益。 项目采用的“复杂倾斜状态下建筑物分区域综合纠倾技术”为后续类似项目提供全新的纠倾思路,即根据不同工程特点,从上部结构、基础、地基土体三方面,对产生倾斜的原因进行分析,灵活运用“刚性转动区”“转动协调区”的处理方法,采用多种监测手段对建筑物施工全过程进行信息化智能监测,以达到纠倾效果。 项目采用“低净空大直径嵌岩桩成桩技术”及“复杂倾斜状态下建筑物分区域综合纠倾技术”为国内首创,填补该领域的技术空白,通过该项目的实施,创新发明了多项专利,为类似加固纠倾项目提供了技术支撑,为后续承接相关工程打下坚实基础。
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