项目概况:
本工程处在洛河一级阶地之上,场地经大范围填方扩建而成。其中采样间于2018年5月竣工并投入运营使用,上部结构为钢筋混凝土框架+砌体填充墙结构,基础采用独立承台+钻孔灌注桩基础,无地下室。由于其地基基础不稳定出现不均匀沉降现象,导致该建筑物倾斜超过了国家标准,楼体也出现了不同程度的开裂。本工程施工内容包括6#转运站、2号细碎室止沉加固,2号细碎室皮带机基础纠偏抬升,卸储煤装置采样间止沉后抬升纠偏等工程。
本工程特点与难点:厂房内设备众多,施工作业面小,施工难度较大,施工工艺复杂,施工质量要求高,由于采样间内传送带发生倾斜,进行了临时垫高处理,在纠偏抬升过程中需同时对传送带垫设钢板进行动态抽减,在加固施工过程中,厂房不停止生产作业,施工与生产同时进行,施工工期紧,进度要求高。
关键技术:
1、新增坑式静压钢管桩纠偏加固技术
由于厂房内设备多,施工空间狭小,为了不影响厂房设备及正常生产经营,我司决定在原承台基础下开挖深2米的人工操作坑,以完成本次基础加固施工。根据设计图纸要求,钢管材质为Q355B,单桩承载力特征值为1500KN,压桩力采用3000KN,进行止沉加固处理。其中,由于采样间不均匀沉降情况严重,倾斜度较大,为满足后续正常使用,利用增设的钢管桩为上部结构提供抗力进行顶升纠偏施工,缩短施工时间,节省工程造价。该方法保证了上部结构的整体性及稳定性,增大了桩基基础对上部结构的抗力,解决了地基沉降变形和强度不满足使用要求等问题,同时该技术具有加固设备轻便灵活、操作方便、作业面小、无污染等特点。
2、计算机同步抬升控制技术
本工程各个抬升点根据其布置情况,施工过程中需结合纠倾情况,保证每根柱上的竖向位移与设计一致,防止结构因位移不均导致开裂、破坏。为保证各个点同步抬升, 本工程采用计算机监测传感系统对施工过程进行同步控制。通过合理布设光栅尺,监测抬升的相对位移,然后将测得的位移数据通过信号放大器的处理,把经过放大后的信号通过传感线路传送到计算机,由计算机进一步处理所收集到的数据信息,从而精确反映该控制区域的整体位移,分辨率达到0.01mm,确保抬升过程安全可靠。
截桩纠偏是整个工程施工中最关键的一步,也是风险和难度最高的工序。因此对于纠偏过程中的数据监测也就尤为重要。我司在加固及纠倾施工全过程中,采用我司研发的纠偏工程实时监测系统,该系统通过安装多个智能监测传感器,对建筑物沉降、倾斜、应力应变等状态数据进行实时监测,并指导基础加固及纠倾的施工工作。
第Ⅰ阶段,在施工前,根据建筑物实际恒载以及活载情况,利用计算分析软件,建立与实际情况相符的计算分析模型,计算分析得到承台面上各柱的竖向荷载计算值。
第Ⅱ阶段,在施工准备阶段,首先通过试验设备,检测得到各柱混凝土实际强度值。同时利用我公司专利技术《一种通过截取砼结构试件检测既有建筑竖向结构荷载的方法》(专利号:ZL201911380505.4)和《一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法》(专利号:ZL202010109699.0)检测得到各柱竖向荷载实测值作为施工初始值。此外,在各柱上黏贴振弦应变计采集其初始值,用于施工过程中进行实时监测。
第Ⅳ阶段,在纠倾工程实时监测系统中,将实时竖向荷载值和分析软件计算出的竖向荷载值进行比较,找出受力最大的桩进行截桩。通过新增坑式静压钢管桩上设置千斤顶对柱下承台进行抬升纠倾,使建筑物回倾,减小其倾斜率,达到建筑物纠倾的目的。在纠倾工程实时监测系统中,通过对建筑物的水平、垂直度、沉降速率、应力应变监测相关数据分析,根据实时监测结果指导纠倾工程的施工作业,调整截桩顺序以及抬升用千斤顶相关控制参数,使建筑物回倾,逐步达到建筑物纠倾的目的。
第Ⅴ阶段,采用我公司专利技术(一种恢复建筑物截桩纠倾后桩承载能力的装置,专利号:ZL202020313924.8),逐步调整各柱上的竖向荷载值,使其与计算分析得到的计算值相吻合。
抬升纠偏施工完成后,采用我公司的专利技术“锚杆静压桩预加压力封桩装置”保持一定的压应力进行封桩,浇灌KL-40高强材料。待封桩材料满足强度要求后卸除支撑设备。
施工现场:
本工程展现了我司精湛的施工技术和规范的施工管理水平,在施工前成立专项的抬升总指挥部,对建筑物抬升过程中有可能出现的技术安全问题和突发事情进行综合协调和应急处理。在抬升前,我司工程技术人员仔细检验抬升装置的工作性能、检查千斤顶的工作性能、确定每级抬升完成的距离、熟悉抬升千斤顶的同步操作、协调各个操作小组的统一行动等操作细节。抬升过程中对结构的应力、相对应变、变形、千斤顶行程等监测数据进行无间断的监测,每一级抬升到位后,都要对千斤顶的行程进行比较,调整并消除差别,以免造成建筑损伤。通过信息化施工手段,改进抬升工艺,确保抬升安全。