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建筑物纠倾技术

2016-10-13 16:45:18 1149阅读

  由于种种原因,某些建筑物在建设或者使用过程中发生不均匀沉降造成建筑物的倾斜,国外的如著名的意大利比萨斜塔、加拿大特郎斯康谷仓,中国的如苏州虎丘塔、四川都江堰的奎光塔等。有些未进行处理或处理不及时造成倒塌,如建于中世纪著名的英国Ely大教堂和法国的Bauyais大教堂则没有那么幸运,由于倾斜量过大发生倒塌。
  1.1国内外纠倾技术发展
  一些古建筑的倾斜和相继倒塌,迫使人们采取各种措施来保护现存的古迹和文物,新建建(构)筑物因地基处理不当或其它原因而发生倾斜,特别是在城市建筑群密集的地方,新建建(构)筑物常常会使既有建(构)筑物发生不均匀沉降。迫使人们开始重视建(构)筑物的纠倾和基础托换加固技术,以减少经济损失。对于大部分倾斜的建(构)筑物,可以通过纠倾扶正及相应的加固措施恢复其使用功能。
  纠倾技术在20世纪前半叶仅在少数国家开始受到重视。20世纪30年代,意大利Fondedile公司的Lizzi首创了树根桩技术,用于纠倾托换,随后在各国得到应用。1950年左右,既有建筑的地基纠倾技术第一次在法国应用。到1960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1980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。1989年为挽救岌岌可危的比萨塔,意大利政府成立拯救比萨塔国际委员会,邀请国际知名专家学者共商良策。经过8年之久的反复论证后,拯救委员会选择了一个非常简单的纠倾办法,那就是从比萨斜塔的北侧地基下抽出部分土使斜塔的倾斜自然北移,即陶土纠倾法。
  我国民间旧时有能工巧匠“扶正房屋”之术,但皆系所谓“祖传秘技”,不普及,且所谓扶正,多是从结构上进行整理,而不涉及地基处理知识。我国的纠倾扶正技术起步较晚,是从20世纪后半叶兴起的与基础工程密切相关的新技术。经过近20年的应用和发展,我国的纠倾技术有一定特色和创新,涌现出许多纠倾的新工艺、新方法和新技术。在全国各地进行了大量的建(构)筑物纠倾加固工程实践。1983年,我国著名的岩土工程专家刘祖德教授首创了“地基应力解除法”的纠倾方法[12],适用于软土地基、片筏基础上的倾斜建(构)筑物。唐业清教授发明了辐射井射水取土纠倾法[13]。1986年,由福建省建科院阮慰文等人主持首先开发了建(构)筑物顶升纠倾技术,并取得成功。在计算地基变形方面,焦五一教授提出了弦线模量的概念[14],徐向东等开发了掏土灌水纠倾法[15],并成功应用于工程实践。
  我国的既有建筑的地基纠倾技术发展速度较快,《铁路房屋增层纠倾技术规范》(TB10114-97)、
  《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123-
  2000)、《建筑物移位纠倾增层改造技术规范》(CECS225∶2007)相继颁布,这些规范的实施使得建筑物的纠倾工程的设计和施工走向规范化。
  1.2引起建筑物倾斜的原因
  引起建筑物倾斜的原因可从3个方面进行分析。
  1.2.1地基基础原因
  1)建(构)筑物地基土层厚薄不均、软硬程度不均。
  2)地基稳定性差、受环境影响大。
  3)勘察不准、设计有误、地基承载力不足。
  4)地基土软弱、基础埋深小。
  5)由于岩溶、地震液化、山体滑坡、土洞、潜蚀、滑坡、坍陷等自然灾害引起建筑物的倾斜,地基土浸水丧失强度和承载力等。
  1.2.2上部结构的原因
  1)上部结构刚度、重量不均匀。
  2)使用荷载不均匀等。
  1.2.3环境和外部干扰
  1)相邻建(构)筑物荷载、大面积地面堆载或填土。
  2)在深基坑开挖中,由于支护结构破坏或变形过大,使相邻建(构)筑物倾斜或倒塌。
  3)施工对地基土的扰动、地基处理不当、施工质量差。
  4)桩基、沉井、某些地基处理方法的施工所造成的振动、挤压、松弛等。
  5)风力和日照引起高耸结构的倾斜等。