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1、倾斜建筑物的扶正与加固唐业清摘要介绍我国新建或既有建筑物发生倾斜的原因，纠倾扶正 工程的设计、施工、防复倾加固以及对典型工程实例的分析等。使读者 对倾斜建筑物扶正技术的现状有较全面的了解。关键词 倾斜 纠倾扶正 防复倾 加固 建筑物病害Setting Upright and Strengthening of Inclined BuildingsTang YeqingAbstractThis article describes the cause of inclination of newbuildings and existing ones in China,the design and im
2、plementation of the setting upright of inclined buildings,the strengthening of buildings against overturn and the analysis of typical engineering examples,etc,so as to help readers to comprehensively understand the status quo of the technology used for setting inclined buildings upright.KeywordsIncl
3、ination;Setting inclined building upright;Overturnprevention;Strengthening;Defete of buildings由于勘察、设计、施工、使用、维护管理以及自然灾害等诸多方面 的原因，常使既有建筑物或在建工程不均匀下沉，使其发生倾斜、挠曲、 开裂等病害，轻者影响建筑物的正常使用，严重时会使建筑物丧失使用 条件甚至破损，突然倒塌，危及人的生命安全。这类事故时有发生，给 投资者造成重大经济损失和人员伤亡。是当前建筑工程中颇受关注的重 大质量问题，对这类建筑物的病害治理，建筑物的纠倾扶正以及防复倾 加固等技术已成为当前颇受欢迎与
4、重视的新颖学科。1纠倾工程的方案制定对已发生倾斜的建筑物或构筑物，在制定方案前首先应了解倾斜原 因及结构特点，内容如下：1.1掌握建筑物现状及其环境了解该倾斜建筑物的原设计及地基勘察资料，竣工文件，使用现状， 建筑物周围环境条件，地下工程或埋置管线情况，地质资料过于简单时 应补做勘察，为纠倾设计和施工提供可靠的参数和条件。通过精确测量，查明建筑物的实际倾斜量和倾斜方向（包括竖向倾斜 和基础水平方向倾斜）是否超过规范的规定值。为便于检查裂损情况，应 在开裂部位涂石膏饼，以便观察裂隙的变化。1.2分析建筑物发生倾斜的原因1.2.1设计工作失误许多设计人员对地基基础问题的重要性认识不 足，常把复杂的
5、地基问题简单化处理。据建设部19931996年的重大工 程事故统计，由于设计工作失误导致建筑物发生质量事故的约占事故总 数 40%。(1) 建筑物基础设计时，没有掌握地基土性，缺乏认真方案比选，采 用的基础形式不当而发生事故。(2) 在深厚淤泥软土地基上，错误选用沉管灌注桩、沉管夯扩桩等基 础形式，经常发生缩颈、断桩和桩长达不到持力层等事故。(3) 在填土、软土或湿陷性黄土等厚薄不均地基上，采用条形或筏板 等基础方案，导致建筑物倾斜。(4) 采用强夯处理地基时，由于夯击能量不足，影响深度达不到加固 深度的要求，没有消除填土或黄土的湿陷性，如果建筑物在使用过程中 地基浸水，必然成建筑物严重下沉、
6、倾斜或裂损。(5) 对于欠固结的填土、淤泥等软土地基，地面大量回填堆载，采用 桩基方案时，如忽视负摩擦力的作用与计算，常发生布桩数量不足，导 致桩基过量沉降、断桩等严重事故，使建筑物开裂或倾斜。(6) 同一栋建筑物上选用两种以上基础形式或将基础置于刚度不同 的地基土层上，易发生严重事故。(7) 对于软土地基或建筑物形体复杂、高度变化较大时，必须按照变 形与强度双控条件进行设计，以确保建筑物的整体均匀沉降。如只做强 度验算，将会使建筑物发生不均匀或过量沉降。(8) 设计人员不熟悉或没有认真学习、掌握国家颁布的现行有关技术 标准，没有按规范规定进行基础设计，造成严重后果者屡见不鲜。如高 层建筑基础
7、设计时，建筑物的总荷载没有通过基础底面积的形心，荷载 偏心矩过大，使基底应力分布不均，易使建筑物发生严重倾斜或损坏。(9) 考虑桩土共同工作时，桩间土分担的荷载比例过大，布桩数量较 少，使房屋发生过量沉降或倾斜。(10) 桩基布桩过密，桩打不下去，大量截桩，部分桩基的桩尖未达 到持力层，使桩基发生不均匀沉降，建筑物倾斜或开裂。1.2.2基础工程施工质量低劣 施工部门偷工减料，弄虚作假，随便减 少配筋，降低混凝土强度等级，采用劣质钢材乃至缩小基础尺寸，减少 基础埋深，基础施工放线不准确等，据建设部统计，19931996年发生 重大工程事故，由于施工的原因约占60%。1.2.3建筑物相距甚近后果严
8、重政府建筑规划部门在批准建筑用地 时，如江浙沿海或海南地区，两栋建筑物的外墙净距规定为80cm,造成 相邻建筑基底应力严重迭加，特别是淤泥软土地基施工时相互影响，引 起建筑物相向倾斜，严重者可使建筑物丧失使用条件。1.2.4工程勘察遗漏失误如勘测点布置过少，或只借鉴相邻建筑物的 地质资料，对建筑场地没有进行认真勘察评价，提出的地质勘察报告不 能真实反映场地条件，如岩溶土洞、墓穴等没有被发现，甚至旧的人防 地下道也被忽视，使新建的建筑物发生严重下陷、倾斜或开裂。1.2.5建筑行业的不正之风给无照私人设计盖章，收管理费，为了个 人捞到好处，施工时采用关系户提供的不合理的地基处理手段或基础施 工方法
9、。1.2.6地下开挖 城市由于修建地铁、地下街等地下建筑物，或者矿区 开挖采矿、采煤巷道引发地面沉降，造成地面建筑物的下沉、开裂、倾 斜等损害。1.2.7地下水位的升降引起地基土性改变 我国已有360多个城市严重 缺水，由于大量超限开采、抽汲地下水，地下水位下降，由于修建水库 或其他原因，有些地区地下水位上升，均会改变或降低地基承载力，引 起地基下沉和建筑物病害。1.2.8相邻深基坑施工引起建筑物的损坏在高层建筑基础工程施工 中，由于深基坑的开挖、支护、降水、止水、监测等技术措施不当，造 成支护结构倒塌或过大变形，基坑大量漏水、涌土失稳，基坑周边地面 塌陷，以及相邻建筑物基础工程的施工相互影响
10、，会对已建成或正在建 造的相邻建筑物造成威胁与损坏，引发严重的事故。1.2.9已建成的建筑物使用不当如上下水管道破裂长期不修，地面长 期积水不排泄，污水井堵塞，污水流入地基等，都可能使地基浸水湿陷。 装修时随便拆除承重墙，致使承载结构裂损，各种病害发生后没有及时 维修，造成建筑物开裂或倾斜破坏。除上述人为因素以外，自然灾害如地震、山体滑坡、水灾、泥石流 等造成地基液化，地基土被水掏空，基础滑移等，都会对建筑物造成严 重损害。1.3纠倾技术方案的制定制定建筑物正式纠倾扶正和加固技术方案时，应当充分掌握并具备 以下各项条件：业主的要求和建筑物重要程度，实际倾斜和开裂情况， 建筑物纠倾时是否有人居住
11、，周围环境条件，地基土质和新补充的勘探 资料、基础的损坏情况，原建筑物发生倾斜原因的分析结论，原建筑物 检验鉴定结果及纠倾可行性的报告，经现场试验验证的纠倾技术的可行 性，与纠倾工程有关各方的协议书等。制定纠倾扶正和防复倾加固技术方案，要在有经验的专家指导下， 进行反复分析比选。承担纠倾工程的技术主管应当充分熟悉各种纠倾方 法，并对其适用条件有正确判断。对于重要建筑物已确定的纠倾工程技 术方案还应通过专家论证，充分听取各方面意见，不断改进充实完善， 尽可能避免疏忽漏洞。常用的纠倾方法如图1所示。在制定纠倾方案时，应按照建筑物的结构特征和高度条件，分别依 据相关规范对其纠倾后允许残留值作出规定，
12、以便确定纠倾工程的实施 标准与计算工程量值，同时也是纠倾工程验收的技术标准。纠倾工程技术方案设计文件应包括的内容如下：纠倾时采用的具体 方法和技术内容；纠倾施工的详细步骤和要点；回倾速率及最大回倾值; 对整体结构刚度差的建筑物，纠倾前要对原结构进行有针对性的加固设 计，以防止纠倾施工时发生破损甚至倒塌；观察点的布置及监测要求； 施工安全及防护技术措施，工程报警装置；防复倾加固技术的设计及施 工方法；对相邻建筑物影响的防护技术及措施；质量检查及验收标准， 稳定期间的继续观测计划及要求；竣工验收文件内容及要求。浅用摘上法 柯土虫一1-障层拘土法降水法堆栽加田怯 =L润1荷饷压怯 -埴尾饷页琵I持力
13、厚浅尽振抽罹化法 I-砂基iff化法41-地基深层程联荏康劾毗堡法-桩身射水却荷法桃体加荷崔L槌臭却荷法基础底部祐升访,供升法一一基毗上部崔杯障尾桃抬升在 皿膈卜岫梁顶升嘏上都姑构托婿顶升世Lftkg注A麟啜荆格升割顿法GSHfeMK料所,设计预留甄帆条神D. H自加戒法 扶壁式挡堆法.E. 壕告废-我上点法中的所种业几神疗由相姑台图1房屋纠倾扶正方法分类2纠倾工程的施工根据纠倾工程设计方案应编制施工计划，并要注意以下内容：(1) 对整体刚度较差的建筑物，纠倾施工前先进行破损部位或建筑物 整体的加固施工，防止建筑物在施工时发生倒塌。(2) 要考虑建筑物地基在纠倾施工时可能产生的附加沉降，并估计
14、纠 倾后建筑物地基可能持续的变形(即滞后的回倾量)，在纠倾施工时及施 工后要加强现场观测，并要采取有效的处理措施。(3) 施工前要对相邻建筑物及地下设施进行一次检查或测量，要与对 方协商或签定协议，采取必要的保护措施。(4) 对于纠倾后的复倾可能性，应根据防复倾加固设计，在纠倾施工 前或施工后进行加固处理。(5) 纠倾扶正施工前要进行现场试验性施工。以便选定施工参数，验 证纠倾扶正的设计方案可行性，进行必要的调整与补充，使其更臻完善。(6) 应当具体安排现场监测方式，监测点，监测内容和手段，布设回 倾率的控制装置，以便通过监测，控制回倾速率，调整施工进度与施工 方法，掌握纠倾复位结束的时机，预
15、留好滞后回倾量。密切观测建筑物 裂缝变化情况，根据裂缝变化规律，调整纠倾速率或采用相应的辅助措 施。(7) 纠倾施工中的安全防护措施和报警装置，特别是有人居住的建筑 物，必须确保纠倾施工安全进行。(8) 纠倾施工时应注意对建筑物房心土的回填、夯实、地坪做法以及 墙体裂缝处理等的施工质量，以利增加建筑物整体刚度、增加抗倾复、 抗裂损的能力。(9) 施工期间应严密监视相邻很近的建筑设施，经常检查对其保护性 措施的状况，严防出现问题。(10) 在纠倾施工期间，可能会出现原来没有预想到的新情况、新问 题，因此，纠倾技术方案应根据现场条件的改变而修正调整，以便确保 纠倾工程的成功。(11) 纠倾施工竣工
16、的文件应明确包括：纠倾工程设计文件，施工中 的修改调整措施，施工日记、试验性施工小结，现场监测及裂缝变化记 录，相邻建筑物及地下设施情况，工程鉴定和验收结论等，并作为纠倾 建筑物的技术档案予以保存。3防复倾加固为了防止纠倾后建筑物再度倾斜，应在纠倾施工前或施工后，进行 防复倾的加固。防复倾加固有以下各种常用方法：3.1抬墙梁法采用预制的钢筋混凝土梁或钢梁，穿过原房屋基础下， 置于基础两侧预先做好的钢筋混凝土桩上或支护墩上。3.2锚杆静压桩法 利用房屋自重，在原房屋基础两侧，凿压桩孔，埋 入锚杆，借锚杆反力，通过千斤顶进行压入预制桩加固地基，该法适用 于有钢筋混凝土条形基础或钢筋混凝土筏板基础的
17、建筑物加固。尤其对 地下水位较高不便于开挖加固的地基更有效。如原为砖基础时，应首先 对砖基础进行外包钢筋混凝土套加固，为压桩创造条件。3.3静力压入预制桩法以房屋自重和基础底面作为反力托，利用千斤 顶直接在原房屋基础下将桩压入土中，以便托顶住房屋，该法适用于地 下水位较低地区，基础下地基有软弱层，基础具备支托条件的房屋。施 工时需在基础下分别开挖压桩坑。3.4双灰桩或双灰井桩法双灰桩可在房屋基础边缘，用特制的洛阳铲 或成孔机具做竖直或斜向孔(可单排或多排布置)，填入的粉煤灰及生石 灰(按3：7配合拌匀)，也可根据当地经验选配。此类桩体具有膨胀性、 吸水性，发热及离子化固结作用。双灰井桩的直径可
18、选80100cm，在 房屋各单元条形基础之间开挖桩孔，夯入双灰料。并将条基最后改为筏 基，通过双灰料膨胀挤抬墙下基础，达到加固目的。3.5墩式加固法直接在基础下分段挖坑全新的持力上层，然后浇注混 凝土墩基础，与基底密贴并使分段基础连成整体，用其传递基础上部的 结构荷载于新的承载力较高的持力土层上。3.6增层反压法利用新增加楼层的建筑物结构荷载，来平衡原建筑物 发生倾斜的力，同时也是借助新增层结构的自重压力，迫使地基下沉， 解除建筑物再度发生倾斜的可能性。3.7小型加压钢管注浆桩法适用箱、筏基础下面、有较厚软土层地基的加固，可先在基础底板上钻小孔，再在土中扩孔，形成下大上小的桩 孔，一般孔径为1
19、020cm，放入带孔眼的注浆钢管，在管外抛置豆石， 通过向注浆管进行压力注浆，填充桩体，待桩体凝固再封桩头，恢复底 板钢筋及灌注混凝土。此桩即可作为承压桩，也可作为抗拔桩。3.8基础加宽法由于原设计的基础底面积过小，致使基底压应力过 大、引起建筑物不均匀或过大沉降，常采用基础加宽法，降低基底应力， 减小建筑物的沉降变形，也是常用的防复倾加固措施之一。4典型工程实例4.1高层及超高层大厦的倾斜图2(a)为某高层写字楼，地上27层，高96.6m，地下2层箱基，由 于地基浸水、总荷载偏心矩过大以及基础施工中偷工减料、底板挑出长 度减少80cm等原因，造成建筑物向西北方向倾斜64cm。经采用辐射井 法
20、纠倾，已成功的扶正，并进行防复倾加固。南侧采用30根10m长小 型钢管压浆桩，北侧采用25根小型钢管压浆桩及10个双灰井桩加固， 经观测一直稳定，效果很好，已通过验收及鉴定。挽回损失6000余万元。图2(b)为某高层写字楼，地上17层，高71m，地下1层筏板基础， 由于基础下有厚薄不均暗灰色含有机质的软土层，厚薄相差1.3m，引起 楼房向西北方向倾斜20cm，主楼与副楼的连梁及地板已出现裂缝。现在 观察尚未处理。图2(c)为某高层写字楼，地上18层，高56.6m，采用366根孔内夯 扩灌注桩，由于桩基施工质量低劣，大批断桩，施工后期大楼突然向西 北方向倾斜，最大值达2.448m，现已爆破拆除。
21、损失2000余万元。图2(d)为某超高层住宅楼，地上30层，高度108m，地下箱基2层， 下面采用1100余根打入10m预制桩，打桩时桩未到位，大量截桩，地 基土大量隆起，桩尖下有较厚粘土层以及建筑设计荷载有偏心，目前大 厦倾斜已近20cm，尚在观察中。n图2高层及超高层建筑物的倾斜示意这四栋大厦发生倾斜都是设计工作失误、基础埋深或基础形式选择 不当及偏心距过大等原因所致。4.2具有深桩基础建筑物的倾斜图3具有深桩基础建筑物的倾斜示意图3(a)为地上7层住宅楼，高21.6m，120根灌注桩基础，桩长28.5m， 由于施工时桩未达到持力层，桩尖下有虚土，致使桩基发生不均匀沉降， 房屋倾斜量达64
22、cm，经采用截桩法、振捣射水法、辐射井法以及压重等 综合方法，已将其扶正，并采用抬墙梁法，重新打入8根钢筋混凝土灌 注桩作为防复倾加固措施，处理效果良好。纠倾过程居民一直住在楼内， 现已竣工验收。图3(b)为地上4层的住宅楼，地下桩长19.5m，共布桩70余根，因 桩周的淤泥土层厚，设计时未计算负摩擦力，布桩也不合理，施工时， 桩未到达持力层。致使房屋倾斜39cm。经采用负摩擦力纠倾法将其扶正 并增设钢筋混凝土抬墙梁(置于两根新作灌注桩上)，用于防复倾加固， 效果良好，已竣工验收。图3(c)为地面以上7层的办公与住宅混用楼，由于相邻基坑施工降 水深度达-15m，延续一周之久引起该楼倾斜30cm
23、，通过采用负摩擦力纠 倾法扶正成功，现已恢复正常使用功能。纠倾时仍在使用，人员未迁出。这类深桩基础上建筑物的倾料，在南方软土地区是较多的，主要是 成桩质量太差，或者桩未达到持力层，既有设计方面的因素，施工方面的责任更是重大。纠倾与加固的难度也更大些。4.3高耸构筑物的倾斜图4高耸构筑物的倾斜示意图4(a)为某化肥厂100m高烟囱，地下浅基础埋深4m，由于强夯未 能消除湿陷性，管理使用也不当，地面长期大量积水，引起黄土地基浸 水湿陷，倾斜量达155cm，经采用辐射井法进行纠倾，并采用120根， 深10m的双灰桩对基础周边加固形成幕墙，保护原浅基础，作为防复倾 加固措施，纠倾及加固都取得成功。图4
24、(b)为某纺织厂50m高烟囱，基础由30根沉管灌注桩构成，由 于淤泥土层厚，成桩质量不好，发生断桩缩颈，设计时又未计算负摩擦 力，布桩量过少，4d大风将烟囱刮歪，倾斜量达112cm，因故不能纠倾 加固，拆除重建。图4(c)为某交警大队的50t、30m高水塔，因相邻住宅楼(6层)施工 时，筏板基础放线错误，将筏板压在水塔的圆形钢筋混凝土基础板上， 致使基础板开裂，水塔倾斜达39cm，因故不能纠倾，拆除重建。图4(d)为某具有特殊用途的钢塔架，由于荷载偏心以及采用4个分 离式柱下基础，黄土地基发生了不均匀沉降，使塔架向西发生倾斜，最 大倾斜量达38cm，目前尚未处理，进行观察。4.4复杂场地条件下
25、建筑物的纠倾图5(a)为地上7层住宅楼，场地为沿山坡回填土，土中大块石及碎 石含量超过40%，最大直径达500800mm,地基曾采用强夯处理，未能 消除浸水湿陷，因管道漏水地基土湿陷，房屋发生倾斜达39cm，墙体均 开裂。纠倾加固前，曾采用过灌浆法和条基改筏板等加固救急的做法， 均不奏效，未能控制其继续倾斜，纠倾难度很大，采用辐射井法、浸水 法、振捣法和排石法等综合方法配合使用，才将其扶正。图5复杂场地条件下建筑物的倾斜示意图5(b)为地上7层住宅楼，地基下原有人防工程，施工前将其拆除， 但土中留有厚度为30cm底板，回填土虽经夯实但并未消除湿陷性，且 其厚薄不均，浸水后发生不均匀沉降，住宅楼
26、的中间部分下沉14cm，使 房屋向下挠曲并开裂。经采用双灰井桩法抬升加固，并使大楼两侧地基 先形成井孔，长期暴露，为两端楼房的下沉创造自由边界条件，最后建 筑物中部被双灰井桩挤密抬起，两边下落，处理后的高差仅有1mm，收 到良好的加固与抬升效果。4.5古塔建筑物的纠倾国内有许多著名古塔建筑，其中有西安的大雁塔、苏州虎丘塔、山 西应县木塔，兰州北山白塔等均已发生倾斜，虎丘塔已采取树根桩加固 控制其继续倾斜，大雁塔地基也在加固处理中，兰州北山白塔已成功地 进行了纠偏扶正和加固工作。5结语倾斜建筑物的扶正与加固技术，这几年发展很快，已形成一门独立 学科，受到各方面广泛重视。倾斜建筑物的扶正加固，已成功的挽救了 许多重要建筑物和构筑物，使其“改斜归正”，转危为安，重新投入使 用，为国家和社会挽回大批资金，减少重大损失。为确保纠倾工程的成功，每项工程都要精心设计，精心施工，不可 滥套别人的方法，而且纠倾工作应当聘请有经验的专家指导，方案应通 过论证和比选，采用最佳方案。为了规范化纠倾扶正的加固技术，已正式颁布铁路房屋增层及纠 倾技术规范(TB10114-97)或正在编制这方面的技术行业标准既有建 筑地基基础加固技术规范，作为指导纠倾扶正工作的指南，同时也是 作为成果验收的技术标准。这样就有据可依，避免过去的盲目性和随意 性。使纠倾扶正技术走上正常发展的轨道。
