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1、顶升托换结构系统在砖混结构办公楼纠偏工程上的运用摘要：本文以某办公楼纠偏工程为例，对纠偏工程中的设计原理和施工工序进 行了简要阐述，主要包括顶升托换结构系统设计、顶升纠偏施工工序和着重点、 顶升托换过程中墙体和柱的构造处理设计和顶升监测设计等。并结合实际对纠偏 工程的效果与施工前后进行了观测对照，其纠偏达到了相关的技术标准要求，取 得了预期效果。关键词：纠偏 托换 顶升 倾斜 观测Application of jack up underpinning structure system in rectifying construction of brick concrete structure
2、office buildingYuan Yinong(Fujian Provincial Metallurgical Industry Design Institute,Fuzhou 350011)Abstract: Based on the rectification of an office building project as an example, the design principle and construction procedure of rectification in engineering are briefly described, including the li
3、fting bracket design for the structure of the system, jack up rectification construction process and key underpinning jacking walls and columns in the process of structure design and lifting monitoring design. Combined with the actual engineering effect before and after the rectification and constru
4、ction control were observed, the correction can meet the requirements of relevant technical standards, and achieved the expected results.Keywords: Rectify a deviation; Underpinning ; Jacking ; Tilt; Observe1 工程概述 该办公楼位于福州市鼓楼区某省属办公大院内，办公楼东侧为印刷厂，南侧 为综合楼，西侧为进院道路和宿舍，北侧为沿街店铺和城市交通主干道，周围建 筑物密集，周边地下管线埋设复杂。办
5、公楼建于 1977 年，由省级某设计院设计 建筑占地面积264.0 平方米，建筑面积约1900 平方米，高六层，采用砖混结构， 基础形式为钢筋砼条形基础，基础埋置深度为1.20m，设置于软土地基上。1987 年该单位对办公楼进行了房屋和基础加固改造，基础形式改造为钢筋砼筏型基础。该建筑物尽管进行了基础加固，但新增筏板要有一定的下沉压缩，与原条形 基础共同同步受力，才能与地基一同发挥其最大承载力，达到基础加固的目的， 在这下沉过程中建筑仍会产生局部的不均匀沉降，所以经过三十多年累计沉降， 办公楼产生了较大差异沉降和倾斜，最大沉降差达257mm，最大倾斜达2.02%, 其倾斜值超过国家规范和规程规
6、定的限值。经地质勘察单位历年数次（如20 14年4月至20 15年4月沉降观测报告）沉降 观测结果定论，该建筑物沉降现基本稳定，结构完整。为不影响办公楼的正常使 用，该单位决定对办公楼进行纠偏调平处理。目前建筑物纠偏技术有多种方法，从大的方面讲，主要要有顶升法、迫降法 和兼容二者的综合法三大类。结合工程地质条件，环境条件，房屋上下部结构形式及施工条件，综合分析 决定采用成熟的顶升托换结构系统，断墙托换顶升调平扶正该建筑物。2 顶升托换梁结构原理与设计2.1 所谓的顶升托换梁就是将建筑物沿设定的一水平面切断，墙体逐段置换 为顶升托换梁，顶升梁的施工利用人工或机械在整体移位要求的某一水平面上（一
7、般为地梁上底层窗台下之间）按所建梁高h+50断面对墙壁开凿进行处理后，在 单元梁段内绑扎钢筋,支撑,浇筑砼，完成一个单元梁段;各单元梁段之间相互连接 最终形成一道封闭的矩形刚托架。假定房屋上部结构荷载坐落于这一刚托架上且 能承受其荷重时，在顶升托换梁与承台（基础）之间安置顶升装置-千斤顶后，使顶 升托换结构与下部物体结构柔性隔离时，当顶升力大于建筑物总荷重时，即可实 施垂直顶升移位，形成一个可顶升移位的整体，实现建筑物纠偏。2.2 本工程顶升托换梁选用钢筋砼结构，由分段施工组成。顶升托换梁可参 照现行砌体结构设计规范的要求进行计算，内容包括：梁的正截面承载力计 算、斜截面受剪承载力计算、顶升托
8、换梁上部墙体的受剪承载力计算、梁的端部 局部受压承载力计算等。本工程顶升托换梁经计算，设计采用250x550截面，砼强 度C30 （掺适量的膨胀剂，水灰比不应大于0.5），钢筋强度HRB335，梁底部顶部 均配置各320纵筋，梁箍筋为8100,梁中部配置2012腰筋，其腰筋拉结筋 为8200.2.3 建筑物就位后应及时进行可靠的连接和修复处理。3 纠偏工程基本工序3.1 钢筋砼顶升托换施工工序:水准测量-室内外土方开挖-施工放样控制标高- 施工段划分-墙壁体开凿-设备基础找平、修补-预留顶升洞-铺设隔离层-绑扎焊接 钢筋-支模、浇捣砼-砼养护、拆模。3.2 建筑物顶升调平扶正施工主要工序:顶升
9、调正准备、安装千斤顶装置-设备 的置放与支撑体的修筑、设置顶升标尺、切断上下连接处、顶升相关材料就位-确 定顶升量及各顶升分量、设置监测系统、整体顶升调平扶正-垂直度监测-顶升就 位-临时支撑、建筑物就位连接-建筑物修复验收.4 纠偏施工着重点4.1 建筑物施工前应进行可行性分析和综合经济评估,按国家现行有关规范和 标准进行检测、复核和鉴定，经综合评估适宜纠偏的建筑物方可进行施工图设计。 建筑物位于地震区应按抗震鉴定标准进行鉴定，不满足时应进行抗震加固处理。4.2本工程的顶升梁，由于采用钢筋砼置换局部原墙体作为顶升结构体系， 所以置换过程中对原结构的安全及稳固连接很重要。应采取多点间隔的办法分
10、段 置换浇筑顶升梁，采用小吨位（一般不超过50t），多点均匀布设顶升千斤顶的 原则来安装顶升装置，避免出现应力集中使结构受损，必要时加设临时钢支撑确 保安全。4.3纠偏施工须由具有特种专业工程（结构补强、纠偏与平移）专业承包资质 且具有纠倾工程经验队伍负责施工。4.4 施工前须对建筑物进行核对,与原设计图纸复核无误后方可按图纸进行施 工。施工过程中如出现与设计要求不符的情况时，应及时通知设计院进行修改调 整。4.5 施工除须遵守现行相关现行规范标准外还应注意:（1）纠偏施工应严格按设计图纸进行,严格按照各项施工操作规程.建立严格 的质量、安全制度和验收制度,（2）纠偏施工是细致缓慢的工作,不能
11、猛敲猛打.随时观察。纠偏过程有何异 常现象,若有问题应马上停止操作, 临时加撑,请有关人员共同研究解决。5 顶升托换结构体系设计（顶升托换结构体系平面布置图见下图）5.1顶升托换梁施工设计(1) 顶升托换梁应至少分三批段施工，每段长度控制在950mm-2550mm范围内，且不应 大于每一开间(或窗间墙)墙段长度的 1/3，并应间隔进行。钢筋搭接必须按规范要求进行焊接, 且接头宜错开。一般可先在门窗洞口处施工,以便减少焊接接头，并在砖墙上切割 30x45 凹槽 以便放置梁纵向主筋，待该段砼达到设计强度后方可进行邻段施工。相邻段的施工应满足新 旧砼的连接及钢筋的搭焊要求。( 2)顶升托换梁遇墙体构
12、造柱连接处理做法：托换梁纵筋应穿孔入柱植筋，植筋胶须 满足混凝土结构加固技术规范第4.5.6 的相关规定要求，与柱梁面交接处应按新旧砼界 面处理后，再浇灌C30砼。待砼达到设计强度后，顶升前须将顶升托换梁底与基础之间的构 造柱砼局部凿除，柱纵筋予以截断，并预留柱纵筋足够的焊接长度，以备顶升就位后钢筋焊 接。(3)顶升托换梁与下部墙体接触面应采取隔离措施,以减少在顶升时的阻力.砼必须浇捣 密实, 顶升梁与上部砖墙之间必须密实.(3)为避免托换施工凿除对原建筑物造成影响，宜采用无震动切割技术对构造柱、墙体 进行切割开洞。5.2 房屋顶升施工设计(1) 应在顶升托换梁施工完成且砼达到设计强度后方可在
13、托换梁下掏设300400x500 顶升洞口,见上图。(2) 可根据办公楼结构按施工阶段竖向荷载分布布置顶升点，顶升点间距详千斤顶平 面布置图(见图1)且不宜大于2.5m，应尽量避开门窗洞及薄弱承重构件位置。(3) 千斤顶顶升及托换:32t、50t手动螺旋千斤顶的最大行程取为250mm.一个行程到 位后,需要替换行程,千斤顶拟更换行程时，应先在千斤顶旁用备用千斤顶支顶牢靠方可卸载 回程。在千斤顶下垫放事先准备好的钢垫块,千斤顶顶好后方可撤除备用千斤顶。楼房上升后 及时使用快硬砂浆将砖墙砌在楼房上升后的空隙中.(4) 为防止顶升时结构构件的局部受力破坏，各顶升点千斤顶上下应设置应力扩散的 钢垫块。
14、(5) 顶升标尺应设置在每个顶升点上，每次顶升量不宜超过20mm。各点顶升量的偏差 应小于砌体结构的允许变形量。5.3办公楼门厅处独立柱顶升托换处理：柱上方大梁应先做好钢柱支撑，再采用包柱式顶 升承台做法，具体详见下图。5.4房屋顶升监测设计(1) 楼房四角挂线垂或采用仪器行实时监测，以便及时了解楼房倾斜度的变化.(2) 应根据办公楼结构平面设置顶升监测点网格，顶升前预先计算各顶升监测点的顶 升量及每次顶升量控制值(控制点的位置详顶升监测点布置平面图，见图1)，设置位移监测仪 器进行实时监测，以便及时了解房屋纠倾情况,实现平稳上升转动。(3) 控制监测点应同时进行位移及千斤顶实际工作荷载监测，
15、其余监测点可仅进行位 移监测。宜优先采用数据自动采集监测系统，控制监测点处位移监测仪器测量精度应不低于 0.1m m。非控制监测点处位移监测仪器测量精度则不应低于0.5mm。5.5 顶升就位后砖墙体的连接修复处理做法应按下列工序依次进行连接施工。(1) 顶升到位后，锁紧所有的千斤顶，及时在顶离空隙中采用快凝早强M10砂浆砌筑 Mu10标准砖。或直接采用早强C25细石砼对其空隙密实灌注。(2) 砌到离顶升托换梁梁底不到一匹砖时，其间空隙用早强C25细石砼灌注密实.(3) 待砌入的砖墙及嵌入的混凝土达到设计强度后,分批撤除千斤顶,顶升洞口用上述方 法砌筑填实.相邻千斤顶不得同时撤除。5.6 顶升就
16、位后接柱、接钢筋砼墙的连接处理接柱、接钢筋砼墙施工连接处理就是在建筑物顶升到位之后，对建筑物的原貌进行恢复 的过程，也就是将墙和柱子连接起来后拆除支撑体和包柱承台。其施工流程应首先人工清除 墙柱周边的表面虚土并进行界面的处理，然后进行钢筋和模板的制作安装并进行连接墙柱的 砼浇捣。接柱、接墙(砼)连接采用钢筋砼新旧砼现浇处理砼强度不小于C25，其连接短筋与原 柱墙纵筋采用上下双面焊接,钢筋规格和连接长度应满足受力筋规定要求，连接区箍筋加密， 间距100,筋箍直径为8且不小于原箍筋。对外凸于原柱边、墙边的超灌体待连接区砼硬 化后，即可凿除。6办公楼纠偏调平前后效果(本文选取房屋角落四点,见图1)详见表1,表 2.经观侧顶升纠偏完成后各监测点倾斜数值均在建筑变形测量规程(JGJ-2007)及工程 测量规范(GB50026-2007)规定限值以内，未见
