一种建筑物断柱顶升纠偏方法

摘要

一种建筑物断柱顶升纠偏方法，其特征在于：对于一幢倾斜的框架结构房屋，首先在沉降量较大的柱位设置由包柱深梁、框架柱、托梁小柱和千斤顶组成的多支点顶升结构，在沉降量较小、不需顶升的柱位设置模拟铰支座，然后截断顶升柱位的柱子，最后根据上部结构保持刚体转动的原则实施同步顶升，使建筑物绕模拟铰支座转动，从而实现建筑物纠偏的目的。该方法的优点是顶升结构可靠、纠偏过程安全，柱在截断前后及顶升前后受力情况基本不变。不必拆墙卸荷，二楼及以上可正常使用，对建筑物不产生永久性损伤，纠偏效果良好，普遍适用于框架结构建筑物的纠偏工程。

说明书

本发明涉及建筑物的纠偏方法，特别是框架结构建筑物的纠偏方法。

对于因基础不均匀下沉而导致倾斜的框架结构建筑物，目前采用的纠偏方法有两类：迫降法和顶升法。迫降法是指通过取土、射水、加压或断桩等途径迫使基础下沉，从而使沉降较小的柱位产生新的沉降，达到建筑物纠偏目的的方法。该方法的使用受到地质条件、基础类型、基础埋深、地下水位等条件的限制，对基础是端承桩，现场条件又不允许大开挖断桩的情况更是难以适用的。目前的顶升方法是一种简陋的断柱顶升纠偏方法，其通常做法是：在顶升柱位，用钢梁夹柱，钢梁与柱之间靠钢拉杆拉紧并提供摩擦力，钢梁端部设临时支柱，凿断柱身后装入一个千斤顶受力，纠偏期间缺乏足够的安全保障，柱及上部付物在断桩及顶升前后受力变形有较大改变，再加上沉降较小，不需顶升的柱位缺乏转动功能，上部建筑物刚体转动难以实现，顶升时上部结构的永久性损伤甚至破坏难以有效避免。由于缺乏足够的安全保障，纠偏施工时往往要求住户搬迁、拆墙卸荷。

本发明的目的是提供一种纠偏过程安全可靠、对上部结构不造成永久性损伤、纠偏效果良好的建筑物断柱顶升纠偏方法。

本发明的技术方案如下：

对于一幢倾斜的框架结构房屋，首先在沉降量较大的柱位设置由一根钢筋混凝土包柱深梁、一条框架柱、及托梁小柱和千斤顶组成的多支点顶升结构，在沉降量较小、不需顶升的柱位设置模拟铰支座，然后截断顶升柱位的柱子并立即回垫钢板，最后根据上部建筑物保持刚体转动的原则实施同步顶升，顶升时及时在柱间空隙垫紧钢垫板，使建筑物绕模拟铰支座转动，从而实现建筑物纠偏的目标。

本发明所述的建筑物断柱顶升纠偏方法具有下列特点及效果：

1、由于采用了包柱式深梁、柱子荷载是通过新旧混凝土界面来传递的，传递过程是经试验证实、明确可靠的。

2、在顶升柱位，采用多支点顶升结构、框架柱、托梁小柱和千斤顶三种受荷单元均能独立承受柱子荷载，处于三重保险的安全状态，不会因某一单元的意外失效而导致顶升结构的整体失效。

3、由于采用了多支点顶升结构，使顶升柱位的柱内弯矩得以保持不变。

4、在不顶升柱位，采用模拟铰支座，实现了既能转动又能可靠承受柱子荷载的功能，使上部建筑物的刚体转动成为可能，避免顶升过程对上部结构造成永久性损伤甚至破坏。

5、纠偏期间保持水通、电通、煤气通，二楼及以上可正常使用，无需搬迁人员，更无需拆墙卸荷。

6、该方法不受地质条件、基础条件和周围环境条件的限制，可适用于各种情形的框架结构建筑物的纠偏，施工过程安全、纠偏效果良好、经济效益显著。

图1是本发明的示意图；

图2是顶升结构的构造图；

图3是模拟铰支座的构造图。

图4是实施例的数据图表。

图中：上部结构1，顶升结构2，模拟铰支座3，基础4，框架柱5，包柱深梁6、钢垫板7，托梁小柱8，千斤顶9，包柱承台10，隔离界面11，预留转角12，柱筋截断处13。

图3所示的模拟铰支座构造是先在框架柱5设置包柱承台10，在纠偏方向一边的承台下预留转角12，另一边的承台界面设置隔离物，并将这边的柱筋截断，顶升时框架柱5向偏转角12转动。

图2所示的顶升结构，先在框架柱5设置包柱深梁6，并设置两托梁小柱8及两千斤顶9，然后截断顶升柱的柱子并立即回垫钢板7，最后根据上部建筑物保持刚体转动的原则实施同步顶升，顶升时及时在柱间空隙垫紧钢垫板7。

实施例，按照本发明所述的处理新旧混凝土界面传力要求制作试件并进行试验。

在柱子断口以上位置设置包裹柱子的钢筋混凝土转换深梁，梁柱之间的新旧混凝土界面采用凿毛等界面处理措施，使柱子的荷载能够可靠地通过连接界面的剪切摩擦传递到深梁上面。

柱子的荷载包括轴力、弯矩和剪力，其中柱子的轴力是作为连接界面的剪力传递给深梁的，对连接界面的承载力验算起控制作用。

连接界面的承载力即界面的剪切摩擦承载力，由机械咬合力、化学胶结力和摩擦力三部分组成，主要与界面凿毛程度、界面面积、混凝土强度等级以及垂直于界面的纵筋数量等因素有关。在界面凿毛深度不小于10毫米、梁本身在界面处不发生正截面破坏的情况下，界面的剪切摩擦承载力主要取决于界面面积和混凝土强度等级。

为了探讨界面剪切摩擦力的大小，进行了二组共六个试件的试验工作，第一组三个试件，柱周不设水平箍筋，其余试件周设水平箍筋Φ6@80、纵筋4Φ14。

试验表明，试件破坏始于梁的弯剪裂缝，属于梁本身的弯剪破坏，梁破坏时新旧混凝土界面尚未出现任何破坏预兆，即界面的实际剪切摩擦承载力应大于试件破坏时的柱子轴力。取破坏时的柱子轴力作为界面的剪切摩擦承载力，则其回归公式为：

V＝0.221f_cA…………………………………………………………………………(1)

式中：f_c——梁和柱混凝土轴心抗压强度的实测较小值；

      A——新旧混凝土界面的总面积

基于试件数量少的局限性和界面连接重要性的考虑，把式   (1)取偏下值后作为计算公式如下：

V＝0.15f_cA…………………………………………………………………………(2)

表1列出试验值与式(1)及式(2)计算值的比值，表中承载力的单位为kN。按公式(1)计算的试验值与计算值之比平均值为1，变异系数为0.0595；按公式(2)计算的试验值与计算值之比平均值为1.475，变异系数为0.0390。公式(2)可作为界面连接设计的计算依据。图4为剪切摩擦承载力试验值与计算值之比。