简论纠偏建筑物纠偏技术

摘要：地基土不均匀沉降使建筑物发生倾斜，影响了正常使用，甚至导致结构损伤，危及生命财产安全。因而纠偏技术在国内外得到了业内的重视，建筑倾斜纠偏的工程实例也数不胜数，现如今已成为一个重要的研究课题。建筑物的倾斜原因大多与地基基础有关，文章结合工程案例，对国内纠偏技术的发展现状作一次介绍。
关键词：不均匀沉降；倾斜；纠偏技术；工程案例

一、建筑物倾斜的原因

首先我们先要了解已有建筑物为什么会产生倾斜的现象，造成建筑物倾斜的原因大致可以分为以下四类：
1.地质因素。地基土的复杂环境是导致建筑物倾斜的首要原因。湿陷性黄土在浸水后发生湿陷下沉；伴随着季节变化，膨胀土发生湿胀和干缩，而对温度极为敏感的冻土会周期性的冻融，这都会发生地基土隆起或沉陷；软弱的不均匀土层，层厚差异较大，压缩系数差异明显，如山坡、河滩、回填土等存在的不均匀地基，在建筑荷载的作用下固结速度不一致，导致沉降倾斜；地基中存在未预见的洞穴、岩溶、孤石，造成局部下沉使建筑物产生倾斜；地震作用使地基土局部扰动或液化，引起建筑物的倾斜等。
2.设计因素。前期对现场地质勘察不详，使设计的基础难以满足均匀下沉条件；地基基础设计及基础选型不合理，平面布置、沉降缝的布置及荷载中心位置欠妥；新旧建筑物距离较近，使建筑物的一侧在地基附加应力叠加下发生沉降等。
3.施工因素。深基坑开挖、支护不当使土体产生侧移造成相邻建筑物倾斜；对新建或已有建筑物周围大面积降水地基土没有完全地固结，土中有效应力分布不均造成沉降；大量降低地下水导致沉降倾斜；施工质量或材料本身存在缺陷等。
4.使用因素。地面常年积水，使地基土局部湿陷；室外长期有较多堆载使地基产生不均匀沉降；人为改变建筑物上部结构荷载分布条件等。
总而言之，建筑物倾斜现象是由于地基沉降不均，失稳破坏引起。倾斜现象形成以后，就会产生上部建筑的重心偏离，出现强大的偏心力矩。当超出了倾斜允许值时，有可能加剧沉降量大的一侧地基受荷接近极限与附加沉降，而沉降量偏小的一侧地基则产生上拔力，这一情况随着建筑物层高而愈加明显。若不及时采取纠偏加固措施，任其发展，就很可能出现倾覆事故。

二、纠偏技术的基本介绍

如上所述，造成建筑物整体倾斜的主要因素是地基的不均匀沉降，而我们需要做的很像是要将全身瘫痪的病人扶下床，这是有一定难度的。当建筑物超过了允许倾斜值，且已对建筑物结构带来损伤或明显影响其正常使用，我们就应该考虑纠偏处理了。
纠偏，简言之就是在保证建筑结构安全和正常使用的前提下的一种扶正技术，这不仅改变了地基土的原有受力状态，使其发生释放和转移，而且破坏了土体原结构，使土体在上部荷载作用下重新固结沉降，以此达到新的平衡和矫正建筑物的倾斜。

三、主要纠偏的方法

纠偏的方法大致可以分为迫降纠偏和顶升纠偏，现如今又对前两种方法进行改良组合，衍生出顶桩掏土、降水加压等综合纠偏的方法。

1.迫降纠偏

迫降纠偏是目前使用最为广泛的纠偏方法，包括掏土纠偏、水力迫降、堆载加压纠偏和锚桩加压纠偏。
（1）掏土纠偏
掏土纠偏早在二十世纪60年代就已在我国采用，是迫降纠偏中最常用的一种。在倾斜建筑物基础沉降小的部位利用机械或人工采取掏（排）土，形成基底下土体部分临空，使这部分基础的接触面积减少，接触应力增加并且集中，产生一定侧向挤出变形，迫使基础下沉，使不均匀沉降得到调整。掏土可分为钻孔取土、人工掏土和水冲掏土三种。一般砂性土地基宜采用水冲掏土，黏性土和碎卵石地基宜采用人工掏土或人工掏土与水冲掏土相结合的方法。若建筑物底面积较大，可在基础底版上钻孔取土。掏土纠偏施工安全，技术成熟，工期短，费用低，适用范围广，但建筑物对直接在其基础下掏土反映敏感，故掏土时应严加监测，利用监测结果及时调整施工顺序和掏土数量。
（2）降水纠偏
在建筑物沉降小的一侧打上竖井抽水，降低地下水位，迫使土中孔隙减少，提高土地基土的有效应力，随之产生后固结，使地基土同时沉降，此法施工简单、安全、费用低，但是受到土本身渗透系数的制约，抽水涌水量及影响半径都不大，效果不十分明显，同时需要考虑井点降水对邻近建筑物的影响应设置回灌井点。
（3）堆载加压
堆载加压纠偏是人为的改变建筑物荷载条件。软弱地基对外部荷载十分敏感，过快的加载速率使得地基

摘自：学术论文网www.udooo.com

得不到充分固结，土体中孔隙水压力来不及消散而形成水囊，部分土体将沿基底向外侧基础挤出，引起建造物的大量沉降。在建筑物沉降小的一侧施加临时荷载，适当增加这个侧边的沉降，用以减小不均匀沉降差和倾斜。此法适用于淤泥土和松散填土等软弱地基，不足之处是效率较低，工期长。
（4）锚桩加压
锚桩加压纠偏是指在基础沉降小的一侧修筑一个与原基础连接的悬臂钢筋混凝土梁，利用锚桩和配套加荷机具，对锚桩进行多级加荷，调整不均匀沉降已达到预期目的，直至纠偏或超纠偏达到扶正。

2.顶升纠偏

1986年福建省建筑科学研究院率先开发了顶升纠偏技术，之后在全国得到了发展和推广。此种方法是将建筑物基础和上部结构沿某一特定位置进行分离，在分离区设置若干个能支撑整个建筑物的支承点，通过安装在支承点的顶升设备，使倾斜建筑物做竖向转动得到扶正，提高建筑物的整体标高。
一般做法如下：利用已有的地基梁或砖砌放大脚带型基础的钢筋混凝土压顶地圈梁作为托换梁，在梁底每隔一定距离安装千斤顶作为临时支承点，然后沿梁底切口，将带型基础与托架梁分离，并启动千斤顶，由原地基提供反力，通过千斤顶将上部结构适量顶升。再根据纠偏需要，将千斤顶分别下落所需的量，空隙处用砖砌体或楔形铁块塞紧，使建筑物墙身调整到完全垂直的位置。
面对千斤顶短时间内传下来的集中荷载，其下部的地基土承载力是一个巨大考验。因此，首先对原地基土层进行全面加固，尽可能保证群体千斤顶在电脑自控技术下同步工作，实现整体顶升。顶升纠偏带来的的效果是立竿见影的，它消除了污水外排障碍和地表水倒灌的不利因素。但是此法只适用于基础沉降过大而上部结构整体刚度较强的小型建筑，而且费用高，安全不稳定因素多。

四、工程案例

1.概况
上海焦化厂配煤房由5个直径为8m高度为22.77m的钢筋混凝土储煤筒仓组成，片筏基础；配煤房静荷载为38000kN，活荷载为21500kN；基底平均压力为120kPa，已超过地基承载力设计值90kp。静荷载产生的沉降量为4.7mm，沉降速率为0.8mm/d，相对倾斜为0.0027。当初开始投产时，在五日内迅速加煤完毕，沉降速率突增，高达45mm/d，相对倾斜0.024，严重影响了安全和使用。

2.纠偏方案

该建筑物之所以产生较大的沉降和倾斜，主要原因是在短期内大量集中加载，而荷载又超过了地基承载力过大，孔隙水压力不能及时消散，土体无法逐步固结，从而影响了地基承载力的提高，致使软土产生侧向挤出，增加了基础的沉降和沉降差。最后用反向堆载加压纠倾，取得了显著的效果，使该配煤房正常生产。
五、结论
建筑物纠偏是一项极富有技术性的工作，面对复杂的工程情况，方案的设计难以用一种模式来进行，它与建筑物特征、地质情况和周边环境有关，此外还需要加固地基予以辅助，用来调整尚未稳定的建筑物。因此，对具体的工程应针对建筑物倾斜的原因，综合把握，切忌矫枉过正，做到经济合理、技术可靠、施工方便。
参考文献：
陈文化.地基处理[M].北京：人民交通出版社，2011.
王星华.地基处理与加固[M].长沙：中南大学出版社，2002.
[3]姜先义.浅谈建筑物倾斜的原因[J].陕西建筑，2011（5）.
（作者简介：张笑康（1984.2-），河南郑州人，现任商丘工学院专职教师，助教，研究方向：工程项目管理；龚凯辉（1982.3-），河南郑州人，现任河南五建安装公司项目技术负责人，助工，研究方向：工程项目管理；毕超（1985.1-），河南焦作人，现任商丘工学院专职教师，助教，研究方向：工程造价管理。）