纠倾顶升技术在建筑物维修加固中的应用

□文/李 喆

顶升技术主要应用于建筑纠偏以及增大空间等工程，由于建筑物地基土厚薄及软硬不均、地基稳定性差、受环境影响大等原因，常使建筑物发生倾斜、不均匀下沉等病害现象[1]。顶升技术利用拖换法对建筑物进行抬升，以达到纠偏和增大使用空间的效果，解决建筑物的诸多病害。该技术在原结构或基础上布置拖换结构，通过千斤顶的作用力把建筑物抬升，在抬升面下浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度将千斤顶撤去，以此达到纠偏的目的[2]。此项技术先进、可控性强，在国内应用前景广阔。

1 工程概况

某住宅楼始建于20 世纪80 年代，为6 层砖混结构,由5个门栋组成，沿建筑物纵向中部（在10～11轴）之间设有一道宽度约70 mm的变形缝。建筑平面呈矩形，长74.58 m 宽13.98 m、总建筑面积为6 208.04 m2，层高为2.80 m，原设计室内外高差为0.45 m，檐口处设有通长钢筋混凝土挑檐，檐口高度为17.25 m；采用天然地基，为钢筋混凝土条形基础，楼（屋）盖采用现浇钢筋混凝土圈梁，预制钢筋混凝土圆孔板，屋面为沥青卷材防水平顶屋面。见图1。

图1 整体结构

2 技术难点

目前该建筑物北山墙向东倾斜，东南角部墙体向东，倾斜值为8 mm，倾斜率为0.5‰；东侧变形缝处墙体向东，倾斜值为64 mm，倾斜率为3.9‰；西侧变形缝处墙体向西，倾斜值为11 mm，倾斜率为1.0‰；东北角部墙体为最大倾斜处，倾斜值为109 mm，倾斜率为7.2‰。在以往类型工程中，对建筑物纠倾顶升加固施工一次施工，质量控制难度较大，直接影响施工进度及质量。

经对类似工程的顶升技术进行统计分类，总结出影响顶升纠倾施工合格率的几个重要因素，包括：倾斜率偏差；上部结构偏心；基础沉降和施工机械同步性。倾斜率偏差和上部结构偏心两项内容的质量控制存在较大难度，因此这两项内容是提高建筑物纠倾顶升加固施工合格率的关键问题。

3 顶升纠倾加固技术要点

3.1 顶升系统布设

1）顶升控制系统采用PLC液压同步移位系统，包括：电气控制系统、变频调速液压驱动系统、电器控制系统、变频调速液压驱动系统和操纵台，通过工业控制总线连接。

利用液压变频调速控制、压力和位移闭环自动控制的方式，实现多点力均衡控制，对顶升的建筑物进行称重、同步顶升和同步降落；在意外停电时仍然能保证千斤顶不会自由下滑。系统中安装有压力变送器和检测位移装置：当千斤顶移动时，压力检测装置就可以实时精确地测定千斤顶所承受的负荷；同时位移检测装置可测定千斤顶的实时位移，从而测得墙体的顶升高度。见图2。

图2 PLC液压同步移位系统

2）千斤顶的布设数量为194个，可提供顶力194 000 kN，被纠部分楼体上部结构荷载84 730 kN，安全储备系数达2.3。

在托梁上测出顶升点位置并做出标记。将千斤顶安放在指定位置，上下均安装20 mm 厚的钢板垫块，千斤顶活塞杆预先伸出20～30 mm，使千斤顶对托梁施加30%的顶升力。保证千斤顶平稳、竖直。

抬升过程中钢垫板要做到随抬随垫，各层垫块位置应准确，相邻垫块应进行焊接，确保垫块与承托梁间隙≤1 mm，如果薄钢板垫块超过3块时，应立即更换为厚钢板垫块。全部千斤顶共分为15 个控制区域进行控制，见图3。

图3 千斤顶控制区域划分

3）顶升顺序。解除房屋与基础梁及其他结构的所有连接；认真检查各顶升千斤顶的安装是否就绪；试顶升1～2 mm时，检查各顶升点顶升高度是否一致，房屋是否有粘连等不利影响存在，保证正式顶升的可靠性；在顶升过程中做好观察、测量、校核、分析等工作；完成一个设计行程的试顶高度；试顶升结束后，提供各点项升高度等数据，为正式顶升提供依据。

3.2 正式顶升

每一顶升标准行程为2 mm，最大顶升速度0.5 mm/min。顶升时要同步，按下列程序进行：按预设荷载进行加载和顶升→各个观察点及时反映测量情况→各测量点认真做好测量工作并及时反映测量数据→比较数据实测数据与理论数据的差异→针对数据偏差进行分析与调整→确认当前工作状态，决策下一步操作。

3.3 灌浆加固

1）新增及加固混凝土构件采用高强无收缩灌浆料浇筑，以确保新旧混凝土的可靠黏结。

2）灌浆料、混凝土养护设专人负责，常温施工时，在混凝土终凝（8～12 h）后立即进行浇水养护；在混凝土浇筑完毕后，随抹平随覆盖塑料薄膜，以防止水分多度蒸发而导致混凝土面开裂。每天的洒水次数以能保证混凝土表面潮湿为准，本工程采用地泵浇筑混凝土，混凝土养护时间不得少于14 d。

3.4 耕缝加筋

1）承重墙体耕缝补强加固。沿砌体水平方向每皮砖均进行双面深耕，耕缝深度50 mm，然后清扫砖缝，用净水润透施工部位的砌体。按上下间距360 mm在布筋砖缝处多耕深10 mm，采用1:2干硬性水泥砂浆(强度不低于MU15)深勾缝10 mm。埋入直径6 mm 的水平贯通钢筋，而后采用1:2干硬性水泥砂浆，将砖缝碾实勾平缝，其余砖缝均采用1:2 干硬性水泥砂浆进行深勾缝。填缝完毕后24 h内用水养护灰缝，养护时间不少于7 d。见图4和图5。

图4 承重墙体耕缝补强加固剖面

图5 灰缝填充后效果

2）承重墙体加筋加固。对墙体加固，墙体角部应加筋，纵横墙交接部分设置L形混凝土带，每层两处。

3）承重墙体裂缝加固。砌体裂缝宽度＞2.0 mm部位加固处理，铲除原墙面抹灰层,对出现裂缝局部墙体进行掏砌,清理结合部位原砌体砂浆,用净水润透周边砌体,采用MU10机砖、M10混合砂浆进行掏砌。

对于墙体垂直及斜裂缝，沿砌体水平方向每皮砖均进行双面深耕，耕缝深度50 mm，然后清扫砖缝,用净水润透施工部位的砌体,布筋砖缝内先采用1:2干硬性水泥砂浆深勾缝10 mm。埋入钢筋后采用1:2 干硬性水泥砂浆将砖缝碾实勾缝，非布筋砖缝均采用1:2干硬性水泥砂浆进行深勾缝。见图6。

图6 墙体垂直及斜裂缝修补

对于水平裂缝，砌体裂缝部位均应铲除原墙面抹灰，沿砌体水平缝方向进行深耕缝，耕缝深30 mm，清理裂缝处水平砖缝，用净水润透其砌体后,采用1:2 干硬性水泥砂浆，进行深勾缝并碾实压平。见图7。

图7 墙体水平裂缝修补

4 结语

施工结束后，对建筑物纠倾顶升加固施工进行了检查和验收。统计“倾斜率偏差”和“上部结构偏心”两项关键问题，检查顶升后楼座最大倾斜率为2‰，上部结构偏心最大为2 mm，达到设计及规范要求。