新疆某高层建筑纠偏技术概述与数值分析

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1、新疆某高层建筑纠偏技术概述与数值分析第1章绪论1.1课题研究的背景和意义建筑物的倾斜是一个在全世界范围内均存在的问题。一些古建筑例如意大利比萨斜塔[1]、中国苏州虎丘塔[2]等名胜古迹的倾斜，从文物保护的角度出发是不能拆掉重建的，只能通过各种措施对其进行纠偏处理。有些新建建筑物由于建设规划不合理、勘察报告失误、建筑设计不当、建筑施工质量低劣、建设管理不善、建筑物使用不当、人为干扰和自然灾害以及其他原因常使建筑物产生不均匀下沉，从而使建筑物发生倾斜[3]。根据调查，当建筑物的倾斜率达到4‰，房屋内的居民就会有居住不适，使用不便的感觉；如果倾斜率达到7&perm

2、il;，房屋就会有严重损坏的危险[4]。对于这些已倾斜的建筑物，只要其主要受力构件(梁、柱、板和承重墙体)没有严重破损或者不存在严重的无法弥补的设计缺陷，有继续使用价值，都可以对已倾斜的建筑物采用有效方法予以扶正和相应的加固措施恢复其正常使用功能[5]。近年来,建筑物的倾斜在新疆地区也时有发生，例如乌市某管理局中心，2012年新疆某地十八层高层住宅楼。如果全部拆除重建，必将会造成惨重的经济损失、极大的资源浪费以及恶劣的社会影响。因此对建筑物纠偏技术的研究就显得非常迫切而且重要。1.2国内外研究现状纠倾技术在20世纪前半叶仅在少数国家开始受到重视。建（构）筑物倾斜是软弱地基

3、上和采矿区内的一种常见工程问题，建（构）筑物倾斜可以在单向（纵向或横向）或者双向（纵、横两个方向）发生，当建（构）筑物的各部位的倾斜不等量时常使建（构）筑物产生挠曲或扭转现象。这些现象是由于地基的不均匀变形，进而使基础产生倾斜，并在上部结构中反映出来。这些现象经常表现为包括梁、墙或柱的倾斜、结构裂缝的扩展、建（构）筑物功能的变坏等。1950年左右，既有建筑的地基纠倾技术第一次在法国应用。到20世纪60年代中叶，欧洲的其他一些国家开始使用这些技术，并在此基础上拓宽纠倾技术的方式、方法。到20世纪80年代，既有建筑的纠倾技术在欧美发达国家开始形成规范和标准。到20世纪末，在全

4、世界范围内大约有5万多座既有建筑应用了这项技术。以下为国外地区几项典型纠倾工程：据文献记载，国外对建筑物的纠偏设计最早始于对墨西哥城天主教堂。1961年一位意大利人提出掏土纠偏方案，即采用内径为150mm的套管，以与水平夹角为30°方向钻入基础下进行掏土，孔口距塔轴线为20m，该塔基础是圆形轮廓，但由于这种方案对施工场地的要求较高，在当时的技术条件下不易操作，掏土部位及掏土量也不易掌握，因此并末付诸实施。[9]加拿大的特朗斯康谷仓（TransconaGrainElevator）建于1941年，长59.44m，宽23.47m，高31m，由65个圆柱形筒仓组成，采用钢

5、筋混凝土筏型基础。由于事前不了解基础下有厚达16m的软粘土层。建成后初次储藏谷物，使基底平均压力超过了地基的极限承载能力。结果使谷仓西侧突然陷入土中8.8m，东侧抬高1.5m，仓身倾斜约27°。但该仓的整体性较强，仓筒完好无损。事后在下面做了70多个支撑于基岩上的混凝土托换墩，使用388个500kN的千斤顶以及支撑系统，把仓体逐渐纠正过来，但整体标高降低了4m。..第2章建筑物纠偏技术概述2.1建筑物纠倾工程技术的特点建筑物纠倾加固的工程特点，可以归纳成为如下几个最主要的方面：（1）事故原因复杂。明确建筑物倾斜的原因是纠倾成功的先决条件。造成建筑物倾斜的因素通常是

6、多种多样的，有的却是隐蔽的。如果查不出建筑物倾斜的原因，或者对建筑物倾斜的原因分析的不够彻底周全，往往会致使建筑物纠倾工程的失败[28]。（2）独特性。每个建筑物工程的结构形式、平面布置都有其独特的特点，不能完全按照以往的经验和规范。（3）学科交叉。建筑物纠倾工程属于特种专业工程涉及建筑领域多种学科的不同专业，无成熟的理论可依，许多工作是探索性的，具有较大的风险，一旦某某环节出了问题，其后果往往是严重的。因此，纠倾设计时要考虑全面、谨慎，并且要掌握所涉及的地质勘查、地基处理、结构形式、结构托换、机械设备等不同领域的专业知识。（4）地质复杂。建筑物纠倾工程遍布全国各地，原建

7、筑物所处地址几乎涵盖了全国各个地区的地质地貌特征，工程地质与水文地质条件多样，工程地质情况复杂。[29]（5）周围环境影响大。由于建筑物纠倾工程周围多已存在建筑物、地下管线、道路等，所以倾斜建筑物对纠倾法的选用均受周围环境的制约。.2.2建筑物倾斜控制标准当建（构）筑物的倾斜量超过一定的限值后，结构中的次应力可能会超过材料的强度而产生裂纹，甚至破坏。倾斜严重的将会影响建（构）筑物的使用功能，如果其倾斜率不能得到合理的制止，而继续加重时，必将会导致更大的事故。因此，为不影响建（构）筑物的使用，其倾斜程度必须控制在一定的范围内。表