建筑物改造与病害处理.ppt
建筑物改造与病害处理,唐业清2008,一 现状与展望二 建筑物产生病害原因分析三建筑物的改造与病害处理四 建筑物的纠倾加固五 介 绍,五 介绍,(一)规范的简介 建筑物移位纠倾增层加固技术规范的编制得到广泛的重视与支持,建筑物改造与病害处理专业领域是个新发展起来的学科,随着既有建筑物积蓄量越来越大,城乡建设与城市改造正方兴未艾,这个学科领域的任务就会更艰巨、更繁重。但为确保建筑物移位、纠倾、增层、加固和改造的工程质量,必须加快编制指导这一领域的技术标准。根据中国工程建设标准化协会2003建标协字第27号文要求,批准了的立项,开始编制本规范。建筑物移位纠倾增层加固技术规范(下简称新规范)是由北京交通大学为主编单位,会同国内24所高校、科研、工程等单位的30位长期从事本学科的专家,从2002年11月25日开始,经过近四年的共同努力,将于2006年底完成规范的编制、审查和报批工作。新规范包涵了既有建筑物的移位、纠倾、增层、改造与加固等综合全面的内容,编制工作难度较大,能在较短时间内高效率、高质量的完成,是与领导的支持和各位参编专家们的重视和努力分不开的。更要感谢对新规范征求意见稿和审查稿提出许多宝贵修改意见和建议的国内同行专家们的热情帮助。,新规范的内容包涵10章正文、5附录以及条文说明等内容,具体内容如下:1总则;2.术语符号;3.基本规定;4.检测与鉴定;5.移位工程;6.纠倾工程;7.增屋工程;8.结构改造;9.地基基础加固;10.质量检验与验收;附录(共5条);用词和用语说明;条文说明。,(二)新规范的评价 1.在我国既有建筑物改造与病害处理专业学科领域里,建筑物移位纠倾增层加固技术规范是第一本包涵既有建筑物的移位、纠倾、增层、改造加固等诸多内容的新规范,对这个新学科的建设与发展是个有重大意义的标志和重要成果。2.和其他几个己颁布的单项技术标准相比,不仅资料新颖、内容丰富齐全,反映了最近10年我国在这个学科领域里最新成就,而且移位工程也是第一次编入规范的新技术。是既有建筑物专业学科领域里最具代表性的新技术标准。3.建筑物移位、纠倾、增层和改造加固技术,这些年在广泛工程实践中,有许多新创造、新成果,而参加这本新规范编制组的成员,他们许多人就是这些新技术、新成果的发明人、创造者和许多著名移位、纠倾、增层与改造加固工程的主持人,他们对这些技术最有发言权,他们参加新规范的编制使其更具有权威性,实用性和可靠性。在既有建筑物改造与病害处理专业学科领域里,基本上是工程在先,科研滞后,靠工程实践带动学科发展,新规范的编制就是在认真全面总结、研判最近10余年国内在这领域里的重要成果的基础上而编制的,因此新规范更具有坚实的理论与实践的基础。更具有权威性。,4.新规范目前还是推荐性技术标准(CECS),通过颁布后实行过程再进一步检验、补充、修订,使其日趋完害,再进一步成为具有行业强制条文的技术标准。5.建筑物改造与病害处理专业学科,是基于我国的特殊情况,得到了迅速而有成效的发展,它的成果是建立在大量工程事故抢救处理的实施基础上,是通过付出沉重代价而取得的,因此,这些成果是来之不易,特别的宝贵。而根据这些成果编制的新规范也就更为难得可贵,是来之不易的。可以说这本新规范不仅在国内是第一本,在国际上也是一个珍贵的资料。,(三)规范的正文内容 1 总 则 1.0.1 为在建筑物(含构筑物)移位、纠倾、增层和改造加固等工程的设计施工中,贯彻执行国家技术经济政策,做到安全可靠、技术先进、确保质量、经济合理、保护环境,制定本规范。1.0.2 建筑物移位、纠倾、增层和改造加固等工程应因地制宜、就地取材、节约资源、精心设计、精心施工。1.0.3 本规范适用于建筑物移位、纠倾、增层和改造加固等工程的设计、施工、质量检验与验收。1.0.4 建筑物移位、纠倾、增层和改造加固等工程的设计、施工、检验验收,除执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语与符号2.1 术 语 2.1.1 移位工程 moving engineering 将建筑物从原位置移动到新位置的工程,含平移、升降、爬升和转动等。2.1.2 托盘结构体系 pallet structure system 移位施工中,在建筑物底部某一水平截面的上部,通过梁与加强支撑等连接构造,形成托住上部结构并与其一同移动的整体结构体系。底盘结构体系 chassis structure system 移位施工中,在建筑物底部某一水平截面的下部,通过梁、板与基础等连接构造,形成能满足移位时运动荷载分布和地基承载需要的承载结构体系,2.1.4 纠倾工程 incline-rectifying engineering 对已倾斜的建筑物采用有效方法予以扶正,并进行纠倾前的加固和纠倾后的防复倾加固的工程。2.1.5 回倾速率 incline reverting speed 倾斜建筑物纠倾时,水平变位的每日回倾值。2.1.6 直接增层 direct story-increasing 增层后新增荷载全部通过原结构传至原基础、地基。有不改变承重体系和改变承重体系的两种结构形式。2.1.7 外扩结构增层 story-increasing of exterior structure 在原结构外新增设基础、墙和柱结构,并与原结构可靠连接形成新的整体结构,增层荷载全部由新的整体结构承受。2.1.8 外套结构增层 story-increasing of outer structure 在原结构外新设与其完全脱开的外套结构,增层荷载经外套结构传至新的基础与地基。2.1.9 室内增层 indoor story-increasing 利用原有建筑室内空间进行增层,增层荷载可通过原结构传至原基础,也可设置新基础。2.2 符 号 A基础底面面积;A0水平移位时滑板水平面积;a纠倾时预留沉降值;B纠倾方向建筑物宽度;d滚轴直径;Es1增层后新增墙体下地基土压缩模量;,Es2旧建筑物相邻墙体(纵墙)下,经压密后地基土压缩模量;、分别为第层土在原建筑物修建前和增层时的地基压缩模量;e倾斜建筑物偏心距;Fk相应于荷载效应标准组合时,建筑物上部结构传至基础顶面的竖向力;滚轴抗压强度设计值;ak建筑物增层设计时地基承载力特征值;k原建筑物设计时采用的地基承载力标准值;GK基础自重和基础上的土重;H自基底算起的建筑物高度;H自室外地面算起的建筑物高度;、分别为第层土在原建筑物修建前和增层时的土层厚度;Na单个千斤顶额定荷载值;n顶升点个数;p增层时基础底面处的平均压力设计值;pmax相应与荷载效应标准组合时,基础底面边缘最大压应力;pmin相应与荷载效应标准组合时,基础底面边缘最小压应力;第层土在原建筑物作用下产生的附加应力;增层荷载在地基中产生新的附加应力;Q建筑物总荷载标准值;s地基最终沉降量;增层后新增荷载引起的地基变形量;s建筑物设计沉降量、抬升量;s建筑物纠倾需要调整的沉降量或抬升量;SH建筑物水平偏移值;W基础底面的抵抗矩;地基承载力提高系数;沉降经验系数;,3 基本规定 3.0.1 建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程应根据本规范和现行有关标准进行结构安全检测和可靠性鉴定。建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程施工应由具有相应特种专业工程资质的单位承担。在确定建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程设计和施工方案前,应进行现场调查,收集相关资料,必要时对地基和结构进行补充勘察和检测。3.0.4 凡实施建筑物移位、纠倾、增层、改造加固的工程应满足规划、消防、环保、资源利用等有关标准的要求。建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程应考虑上部结构、基础和地基的共同作用,应进行必要的计算和验算。建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程应控制过量沉降和不均匀沉降,控制标准应满足本规范和有关标准的规定。纠倾工程尚应满足本规范的纠倾合格标准。3.0.7 工程设计和施工方案应进行论证评审和技术经济分析。3.0.8 建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程的施工全过程,应按本规范的有关规定进行施工监测。3.0.9 建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程的报批、开工应执行国家和本地区的有关规定。一般建筑物增层按新建工程处理,建筑物纠倾按大修工程处理,改造加固工程和移位工程视工程的具体情况,可按新建工程或大修工程处理。3.0.10 施工全过程及工程竣工,应按本规范和有关标准的规定进行质量检验及验,4 检测与鉴定4.1 一般规定 4.1.1 建筑物移位、纠倾、增层和加固改造前,应对原建筑物的现状和可靠性进行鉴定,鉴定内容及范围应满足设计要求。4.1.2 检测前应先进行现场调查,收集工程地质和水文地质勘察报告、设计图、竣工图、使用情况与环境条件等相关资料。4.2 检测 4.2.1 根据建筑物移位、纠倾、增层和加固改造的不同要求,确定相应的检测项目,检测项目的选择见表4.2.1(请见规范原文)。4.2.2 对原结构构件应按材料强度、构造与连接、变形和裂缝及荷载情况等方面进行调查和检测。4.2.3 当有必要进行地基或基础检测时,可通过开挖验证基础类型、尺寸、埋置深度及地基土性状等,检查基础开裂或损伤程度,地基不良状况等。必要时可采用钻芯法或回弹法检测基础混凝土强度。4.3 鉴定 4.3.1 根据检测成果,综合考虑地基及结构体系、整体性、构件承载能力、构造措施和建筑现状的缺陷等,对结构安全性、耐久性按现行有关标准评定结构的可靠性。4.3.2 结构承载力验算应符合下列规定:1.计算模型应符合结构受力与构造的实际情况;2.调查或检查核实作用在结构上的荷载。荷载效应组合与分项系数应符合国家现行有关标准的规定;3.结构或构件的材料强度、几何参数可采用原设计值。当检测结果不符合原设计要求时,应按实际结果取值。4.3.3 根据原地质勘察资料,结合工程现状和实测资料,确定当前的地基承载力。4.3.4 按照现行有关规范、标准,给出建筑物现状的鉴定结论,提出移位、纠倾、增层和改造等工程是否需要进行结构补强加固的建议。,5 移位工程5.1 一般规定 在城市规划、改造、拆建过程中,对于具有移位价值和条件的建筑物、古建筑物与保护性建筑等,应通过可行性论证,优先采用移位保护方案。建筑物移位前应采取永久或临时加固措施。建筑物移位后其结构可靠性应不低于移位前的标准。5.1.3 移位工程包括水平移位(直线移位、折线移位、曲线移位)、升降移位(抬升、下降)和组合移位,建筑物移位工程分类见附录A。5.1.4 移位路线和新基础场地应进行岩土工程勘察。5.1.5 移位工程设计时应考虑建筑物移位过程的不均匀沉降,特别是新旧基础的差异沉降以及新址基础的沉降或差异沉降。5.2 移位工程设计 移位工程设计应包括托盘结构体系设计、底盘结构体系设计、基础设计、施力系统设计和连接设计。托盘和底盘结构体系与施力系统所需的结构应同时设计。1.水平移位设计:水平移位时,托盘结构体系除考虑上部结构荷载外,还应考虑水平牵引力、顶推力的施力影响;转动移位时,托盘结构体系应考虑转动扭矩的影响,根据转动角度的大小及移动距离,采用先移动后转动或沿曲线底盘结构体系移动的方案;水平移位分布构造示意见图、5.2.1-2(请见规范原文)。2.升降移位设计:通过托盘和底盘组成一对上下结构受力体系,中间采用千斤顶及临时支垫装置,千斤顶布置如图5.2.1-3(请见规范原文);托盘结构体系应通过托换方式构成,当基础梁埋深较大时,可在基础梁上设置混凝土底盘结构体系。托盘结构体系、千斤顶、支垫装置和底盘结构体系构成稳定的移位传力体系,见图5.2.1-4(请见规范原文)。砌体结构可根据墙段荷载分布布置顶升点,顶升点间距不宜大于1.5m,应避开门、窗、洞及承重构件薄弱位置。框架结构应根据柱荷载大小布置顶升点,千斤顶布置宜对称,顶升点数量可按下式估算:,3.组合移位设计:在同一个移位体系内,同时设计水平、升降移位装置,水平、升降移位可先后分别进行,当升降较小而水平位移较长时亦可做成斜滑道同时进行。组合移位设计时应采取措施,防止建筑物在移位过程可能发生的水平偏移和偏转。5.2.2 托盘结构体系设计 1.荷载取值:恒荷载、活荷载取值按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009采用或按实际荷载取值;风荷载、地震力在设计建筑物新址时按新建建筑物取值;建筑物移动过程中按10年一遇取值。平移过程中可不考虑地震作用;2.荷载组合:建筑物新址基础按国家现行有关规范设计;移动过程中基础可按荷载标准组合或按实际荷载组合;3.托盘结构体系的设计:托盘结构体系应考虑上部结构移位时水平及竖向荷载的分布和传递,考虑移位时的特殊要求,进行强度、刚度和稳定性的综合设计;4.托盘设计前应对现有建筑物进行测量,检查是否存在施工误差。5.2.3 底盘及基础结构体系的设计 底盘结构体系的受力分析应考虑建筑物移位时荷载的最不利位置和组合。底盘结构体系的设计除应进行强度、刚度和沉降的计算,尚应考虑移位时的特殊构造要求。移位过程中的底盘结构体系可按施工阶段进行设计,就位处的地基基础按新建建筑物基础设计。5.2.4 施力系统的设计 移位过程的施力方式有牵引、顶推和牵引顶推组合式三种。牵引式适用于荷载较小的建筑物水平移位或爬升;顶推式广泛用于各种建筑的水平移位及竖向移位。荷载较大时也可采用组合式施力系统。1.水平移位设计时,可用下式计算每条托盘梁的移位阻力Ti;Ti=kWi(5.2.4-1)式中:Ti托盘梁的水平移位阻力;k经验系数,由试验或施工经验确定,一般取值1.53.0;摩擦系数,钢材滚动摩擦系数取。聚四氟乙烯与不锈钢板的滑动摩擦系数取,其它滑动摩擦系数根据实际材料确定,爬升时尚应考虑所产生的阻力;Wi第i根托盘梁底的竖向荷载。施力设备实际总荷载能力应大于每根托盘梁的水平移位阻力Ti之和。施力作用点的位置应尽量靠近托盘梁底面。,2.水平移位时的滚轴可采用实心钢滚轴或厚壁钢管混凝土滚轴,单轴承压力宜通过试验确定,亦可用下式计算每根实心滚轴的承压力Pi:(5.2.4-2)式中f-滚轴抗压强度设计值(N/2);d-滚轴直径();-滚轴长度()。3.水平移位时的滑板水平面积A0,根据滑板采用的低摩阻材料耐压性能计算:(5.2.4-3)式中f-滑板材料抗压强度设计值(N/2),根据试验确定;N 滑板承受的竖向作用力(N);4.竖向移位设计时,应合理布置升降点,使每点的作用荷载在施力设备额定工作荷载范围内,有不小于2倍的安全储备。连接设计 移位建筑物就位后的连接,应满足强度、稳定性和抗震的要求。1.多层砌体结构(高宽比不大于2,层数小于6层)的墙体和基础间的缝隙应采用不低于C20细石混凝土充填密实;2.框架结构、层数超过6层或高宽比大于2的砌体结构,需经计算确定其连接形式和构造;3.移位工程就位后,托盘结构体系需拆除时,砌体结构的构造柱和框架结构柱的纵向钢筋应与底盘结构体系中的预设锚固筋可靠连接或采取其它措施;4.地震烈度大于7度的地区,可考虑托盘结构体系和底盘结构体系间设置减震装置进行连接。临时设施和施工设计可不考虑地震作用。,5.3 移位工程施工 5.3.1 移位工程施工应编制移位施工技术方案和施工组织设计,对移位过程可能出现的各种不利情况制定应急措施。5.3.2 底盘结构体系施工 1 施工前应在建筑物一定高度处设置标高标志线;2 在建筑物原址施工底盘结构体系时,必须考虑开挖、托换、桩基施工等对原建筑物的不利影响;3 移位路线及新址的地基基础施工,应检验槽底土质与勘察结果是否符合,应符合设计要求,并遵守相关施工规范的规定;4 施工时应严格按移位工程技术方案和施工组织设计的要求,分段、分批施工;5 底盘结构体系施工时,按设计要求设置滚动或滑动装置。底盘梁的表面应平整、光滑,平整度用2m直尺检查时的偏差应小于2mm,且高差不宜超过5mm。托盘结构体系施工 1 托盘结构体系系施工宜对称进行,不得使建筑结构受力不均匀。每条梁宜一次浇筑完成,如需分段接茬处应按施工缝处理;2 托盘结构体系系施工时,原结构与托盘结构体系系相连接的界面应表面凿毛、清理干净、涂刷界面处理剂;3 托盘梁主筋不应采用绑扎连接,连接构造应满足现行规范要求。托盘梁施工缝宜避开剪力最大处;4 卸荷支撑宜设测力装置、并加强施工过程的监测;5 对施工时开凿的墙洞应及时进行修复处理。截断施工 1 托盘结构体系的混凝土达到设计强度时方可开始截断墙或柱;2 截断施工前应检查托换结构的可靠性,有条件时宜预先卸载,再进行截断 施工;3 截断施工的顺序必须按施工方案进行;4截断施工时应严密监测墙、柱、托盘及底盘结构体系的受力状态及变化;5截断施工宜采用减少对相邻部位结构损伤的方式;6对水、电、暖气及煤气等管线应妥善保护处理。,水平移位施工 1 移位前托盘及底盘结构体系必须通过阶段性施工验收;2 对移动装置、反力装置、卸荷装置、动力系统、控制系统、应急措施等各方面进行检查,并消除一切移位障碍物;3应首先进行试验性移位,检测施力系统的工作状态和可靠性,检验相关参数与移位可行性;4 移位施工应遵循均匀、缓慢、同步的原则,速率不宜大于60mm/min,应及时纠正前进中产生的偏移;5 移动摩擦面应平整、直顺、光洁,不应有凸起、翘曲、表面抹的砂浆不得空鼓;6 应选择摩擦系数较小的材料,移位时可在滑移面辅以润滑剂;7 施力设备应有测力装置,应保证同步精度;8 平移到位后,应及时对建筑物的位置和倾斜度等进行检测和阶段验收。5.3.6 升降移位施工 1 根据荷载情况在顶升点上、下部位设置托架,避免原结构局部裂损;2 应按设计要求设置顶升设备,并应安装牢固、垂直;3 顶升设备应保证同步顶升的精度,避免托盘结构体系的裂损、变形;4 顶升过程中应采取有效措施,确保临时支撑的稳定;5 顶升或下降应均匀、同步、施力缓慢,且标志明确。连接与恢复施工 1 应按设计要求进行连接施工;2 恢复施工时应预留水、暖、电等管线的孔洞;3 因移位产生的原结构裂损应进行修复或加固。施工监测 1 应进行沉降及裂缝监测,对于特别重要的建筑物,还应对结构内力进行监测;2 测点应布置在对移位较为敏感或结构薄弱的部位,测点的数量及监测频率应根据设计要求确定;,3 应对建筑物各轴线移位的均匀性、方向性进行监测,有偏移或倾斜应及时调整处理;4 应对托盘及底盘结构体系进行监测,发现安全隐患要及时处理;6 应根据具体情况规定预警值、报警值,并将监测结果及时反馈;6 应设现场专职人员观察平移过程,滚动平移时应留意滚子歪斜等布置不均匀状况,滑动平移时,下滑道的滑动面上是否有灰尘或混凝土碎块,并应及时处理,尚应留意前方是否有障碍物,若发现应立即报告总指挥。5.4 检验与验收 建筑物就位后的轴线位置与设计轴线位置的偏差应控制在40mm以内。5.4.2 建筑物就位的标高与设计标高的偏差应小于30mm。就位后的建筑物不应存在影响安全的裂缝。对危及安全的裂缝应及时采取加固措施,对不影响结构安全的裂缝亦应进行修复。,6 纠倾工程6.1 一般规定6.1.1 纠倾工程适用于倾斜值超过相关标准、影响使用功能的建筑物(包括古建筑物)。6.1.2 建筑物的倾斜值为其结构角点棱线单向最大水平偏移值或中轴线水平偏移值(SH1)。竣工、验收2年以内的新建建筑物,其纠倾合格标准应满足有关新建工程要求,竣工、验收超过2年的倾斜建筑物纠倾合格标准见表6.1.3(请见规范原文)。6.1.4 纠倾工程应按协调、平稳、缓慢安全的原则进行设计和施工。纠倾工程必须进行信息化施工,应根据现场监测资料及时修改纠倾设计方案,调整施工程序。纠倾工程应适时进行防复倾加固。6.1.7 纠倾工程竣工后,应继续进行沉降观测,一般建筑物观测时间不宜少于3个月,重要建筑物观测时间不宜少于半年。6.2 纠倾工程设计 纠倾工程设计前,应充分掌握相关资料,当缺乏岩土工程勘察资料或勘察资料不能满足纠倾设计要求时,应进行补充勘察。纠倾工程设计文件包括:倾斜建筑物现状、工程地质条件、倾斜原因分析、纠倾方案比选、纠倾设计、施工方法、观测点的布置及监测要求、结构改造及加固设计、防复倾加固设计、施工安全及防护技术措施、环境及相邻建筑物的保护措施等。6.2.3 纠倾工程设计要点:1 全面分析建筑物倾斜原因;2 纠倾方法的选择应根据建筑物的倾斜原因、倾斜量、裂损状况、结构及基础形式、整体刚度、工程地质状况、环境条件和施工条件等,结合各种纠倾方法的适用范围、工作原理、施工程序等因素综合确定;,3 纠倾方案的比选应本着安全可靠、经济合理、技术先进、保护环境等原则,对纠倾程序和参数进行优化(如沉降速率、回倾量、回倾速率等),确定最佳方案;4 对受影响或已破损的结构构件和关键部位进行强度、稳定和变形验算,不满足要求时,应结合防复倾加固措施在纠倾前(后)进行相应的结构改造与加固补强。纠倾设计:1 确定倾斜率和倾斜方向;2 确定建筑物纠倾需要调整的沉降量或抬升量;见图、。(6.2.4-1)(6.2.4-2)式中 S建筑物设计沉降量、抬升量(mm);SH1建筑物水平偏移值(mm);S建筑物纠倾需要调整的沉降量或抬升量(mm);SH回倾量(mm);b纠倾方向建筑物宽度(mm);a预留沉降值(mm)。(a)纠倾前(b)纠倾后图6.2.4-1 迫降法纠倾计算示意图,(a)纠倾前(b)纠倾后 图6.2.4-2 抬升法纠倾计算示意图3 计算倾斜建筑物基础形心位置和偏心力矩,其偏心力矩可按下式计算:(6.2.4-3)式中:Mp倾斜建筑物基础底面偏心矩(kN.m);Fk相应于荷载效应标准组合时,建筑物上部结构传至基础顶面的竖向力(kN);基础自重和基础上的土重(kN);倾斜建筑物偏心距(m)。4 计算基础底面压应力:(6.2.4-4)(6.2.4-5),(6.2.4-6)式中:pk相应于荷载效应标准组合时,基础底面平均压应力(kPa);pkmax相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘最大压应力(kPa);pkmin相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘最小压应力(kPa);A基础底面面积(m2);W基础底面抵抗矩(m3)。图6.2.4-3 偏心荷载下基底压应力计算示意5 根据基底压应力图验算地基承载力;6 依据基底压应力分布确定纠倾相关参数;7 根据工程地质条件、基础类型及上部结构形式等进行防复倾加固设计。6.2.5 建筑物纠倾常用方法可分为迫降法、抬升法、预留法、横向加载法及综合法等,详见附录B。复杂建筑物纠倾,宜根据实际情况采用综合法。纠倾方法选择可参考附录C。,6.2.6 迫降法纠倾设计:1 通过方案比选论证,选定迫降纠倾法;2设计迫降顺序、位置和范围,应确保建筑物整体回倾变位协调;3 计算迫降后的基础沉降量,确定预留沉降值a;4 回倾速率应根据建筑物的结构类型、整体刚度以及工程地质条件确定,宜控制在2050mm/d范围内。抬升法纠倾设计:1 顶升千斤顶应置于上部混凝土顶升梁与下部基础梁组成的受力梁系之间,顶升梁系在平面上应连续闭合,并应进行承载力及变形的验算;2 砌体结构的顶升梁可按倒置弹性地基墙梁设计,其计算跨度为相临三个支承点的两边缘支点的距离,不计中间支点;3 框架结构的顶升梁(柱)体系可按后设置牛腿设计,验算断柱前、后相邻框架结构柱端内力,并对牛腿受弯、受剪和局部承压进行验算。综合法纠倾设计:1 应根据纠倾工程的特征条件、环境因素等比较选用综合纠倾法技术;2 采用综合纠倾法应首先确定组合技术的施工程序。纠倾工程现场监测系统设计:1 纠倾工程监测内容包括:纠倾建筑物及相邻建筑物的倾斜、沉降与裂缝、地面沉降与隆起、地下水位、地下管线等;2 现场监测手段必须可靠,精度应符合相关规范要求;监测点应布置在建筑物主要受力部位,并利于保护;3 建筑物纠倾过程中宜每天监测一次,或每次实施纠倾后监测一次,对重要工程或危险性较大的纠倾工程,宜采用计算机智能控制系统,跟踪监测;3 现场监测系统应采用多种方法,且不少于2种,并应设置预警装置,监测数据应及时绘制成曲线图,几种数据应能相互对照验证。纠倾工程宜设计安全防护设施。,6.3 纠倾工程施工 纠倾工程施工应符合下列规定:1 根据建筑物纠倾工程设计文件编制纠倾施工组织设计;2 纠倾工程施工前应对可能产生影响的相邻建筑物、地下设施等进行检查和测量,采取必要的保护措施;3 纠倾工程施工过程中,可根据监测资料和实际情况对设计方案提出必要的调整与补充意见,由设计人员修改设计;4 建筑物纠倾达到设计要求后,应适时对工作槽、孔和施工破损面进行回填、封堵修复。6.3.2 基底成孔掏土法适用于粘性土、粉土、填土、淤泥质土和砂土地基上的浅埋基础建筑物纠倾工程。1 根据建筑物基础类型、倾斜情况等可选择分层掏土、室外开槽掏土和穿孔掏土等方法;2 掏土范围、沟槽位置、宽度、深度应根据建筑物迫降量、地基土性质和基础类型综合确定;3 掏土时应先从沉降量小的一侧开始,逐渐过渡,依序进行,同时做好监测和防护措施。辐射井射水法适用于地基土为粘性土、粉土、砂土、淤泥质土或填土等建筑物的纠倾工程。1 辐射井应设置在建筑物沉降较小一侧,其数量、深度、间距应根据建筑物的倾斜情况、基础类型、场地环境及地基土性质等因素确定;2 辐射井可采用圆形混凝土或砖砌沉井,井口设置防护措施。井的内径不宜小于0.8m,井壁应安全可靠,其外侧应采取防渗措施,井身混凝土强度等级不应低于C15,砖砌体强度等级不应低于MU7.5;3 辐射井井壁设置射水孔,其尺寸与位置应根据地基土性质、基础埋置深度、建筑物倾斜情况以及冲(浸)水土层的位置确定,射水孔到基础之间应设置防渗套管;,4 高压射水泵的扬程及流量,宜根据土层性质,通过现场试验确定,射水取土范围应根据建筑物的回倾斜量及影响范围确定;5 纠倾达到设计要求后,射水孔、辐射井均应回填,回填料可选用灰土(2:8),水泥、石灰、粉煤灰等混合材料或原有素土,其性质宜与建筑物地基土性质相近。辐射井回填料应分层夯实。浸水法适用于含水量小于20%,湿陷系数大于0.05的湿陷性土或填土地基等建筑物的纠倾工程。1 根据建筑物结构类型和场地条件,可选用注水孔、坑或槽等不同的方式注水;2 浸水纠倾前应进行现场注水试验,确定渗透半径、注水量与渗透速度的关系。试验坑(孔、槽)距建筑物边缘不宜小于5m,并宜低于基础底面下0.5m,试验注水坑(孔、槽),不宜少于3处;3 建筑物基底下卧层有透水砂层时,应采取相应措施防止注水进入砂层;4 纠倾过程中应保持土层正常的渗透速度,防止雨水等流入注水坑(孔、槽)内;5 根据基础的类型、地基湿陷性等因素,估算停止注水后建筑物的滞后回倾值;6 纠倾结束后应及时用不渗水材料夯填注水坑(孔、槽),恢复原地面和室外散水等。沉井降水法适用于渗透系数大于10-3mm/s的饱和土地基的建筑物纠倾工程。1 降水井应设置在建筑物沉降较小的一侧,沉井宜采用圆形砖砌结构,内径不小于1000mm,井壁交叉布置6060mm渗水孔,孔距不小于200mm,根据水位、水量等情况确定孔数;2 沉(深)井的数量、深度、井距应根据建筑物倾斜情况、荷载特性、基础类型、场地环境、地基土性质以及地下水位等综合确定;3 降水纠倾施工时应采取相应措施,防止对邻近建筑物产生不利影响。6.3.6 地基应力解除法适用于厚层软土地基的浅基础建筑物纠倾工程。1 在建筑物沉降较小一侧基础下或边缘成孔排土,应根据建筑物回倾量、基础形式、附加应力分布范围和土层性质等,确定钻孔直径、孔距、取土深度及顺序,有次序地解除地基部分侧向应力进行纠倾,2 钻孔取土深度应大于基底下3m,直径宜为150300mm;钻孔顶部应设置套管或护筒,其长度应大于3m,保护基底土体不受扰动。,桩基卸载法适用于桩基础建筑物纠倾工程。1 纠倾前应验算单桩和桩基础承载力,根据桩的类型、桩身质量、工程地质条件及倾斜状况等确定卸载部位及卸载方法;2 对端承桩、摩擦端承桩宜采用桩顶卸载法或桩端卸载法,纠倾完成后应进行加固处理,恢复桩基础原承载力;3 对于摩擦桩宜采用桩身卸载,建筑物纠倾量较大时宜分批、分阶段卸载;4 对计入承台效应的桩基础,可采用承台卸载法,通过对承台底部取土达到纠倾目的,承台卸载宜与其它方法组合使用;5 负摩擦力法适用于含有砂层的饱和粘性土、软土、湿陷性土地基,并以摩擦桩或摩擦端承桩为基础的建筑物纠倾工程;6 负摩擦力法纠倾设计时应验算单桩承载力及桩顶作用力,并计算单桩负摩擦力以及可引起的下沉量,同时应采用相应保护措施,保证相邻建筑物安全。振捣法振捣法可分为振捣液化法、振捣密实法和振捣触变法。1 振捣液化法适用于饱和粉砂、细砂地基土的建筑物纠倾工程;2 振捣触变法适用于淤泥、淤泥质土和饱和软土地基上的建筑物纠倾。触变施工孔位的数量和距离应根据建筑物回倾值及工程地质条件确定;3 振捣密实法适用于砂性土地基建筑物纠倾,其振捣范围、次数、深度应根据建筑物倾斜情况、工程地质条件及回倾速率综合确定。锚杆静压桩法适用于软土、粉土、粘性土、填土地基,且基础类型为混凝土的独立基础、条形基础及筏板基础的建筑物纠倾工程。1 为控制建筑物纠倾速率、稳定回倾,锚杆静压桩法宜与其它纠倾方法联合采用;2 锚杆静压桩应布置在建筑物沉降较大一侧实施纠倾,也可布置在建筑物沉降较小的一侧作为保护桩。综合纠倾法综合纠倾法是同时采用两种或两种以上的方法对建筑物实施纠倾,适用于建筑物体型、基础和工程地质条件较复杂或纠倾难度较大的纠倾工程。综合纠倾法应根据建筑物类型、倾斜状况、工程地质条件、纠倾方法特点及适用性等综合选择。,6.4 古建筑物纠倾加固6.4.1 适用范围适用于具有一定历史年代和保护价值的古建筑物(如古塔、庙宇、楼阁、民居、古堡等)的纠倾加固工程。纠倾加固前的工作1 详细调查和测绘古建筑物的结构构造、变形迹象、裂缝性质、倾斜方向与倾斜度等,并对其强度、刚度和完整性进行评估;2 详细调查基础形式、基础质量、结构特点、变形迹象、基础顶面标高、场地工程地质、水文地质条件等;3 根据调查综合分析,判断古建筑物破坏及倾斜原因。纠倾加固设计1 设计原则:应遵循文物修缮有关规定和“修旧如旧”原则,最大限度保留古建筑物的历史信息和原貌。纠倾加固方案应确保文物安全;纠倾加固设计1)纠倾部位和方法的选择,应根据其倾斜原因、结构和地基基础状况,因地制宜选择纠倾部位和方法,一般选在地基、基础部位,古塔还可在塔身底部隐蔽部位通过掏取塔身砖体实施纠倾;2)纠倾方法可采用迫降法、顶升法、综合法及迫降顶升组合协调法等;3)纠倾加固工程包括消除倾斜原因、保证纠倾后长期稳定所需的永久工程和为纠倾提供必要条件的临时工程;4)应保证古建筑物在纠倾过程变位协调,回倾速度与方向可控;5)监测系统设计包括结构应力测试、变位监测、沉降观测等,其精度应满足相关规范要求;6)安全防护设计包括千斤顶、定位墩、塔式建筑物的缆拉防护等。纠倾加固施工一般要求1 裂损古塔纠倾宜遵循先加固后纠倾的施工原则;2 纠倾施工前应安装调试各种量测设备,制定各种测试数据的采集和分析方法,制定安全防护系统的操作程序,确定相关参数;3 因施工需要临时拆除的古建筑物部件,应拍照和编号妥善保存,以利恢复原状;4 施工过程中应加强监测,做好安全防患应急预案;,古塔迫降、顶升组合协调纠倾施工迫降顶升组合协调纠倾法多是采用钢筏承托盘(或圈梁及框架梁等),千斤顶控制、定位墩防护、辅以无外荷加载:1 钢筏施工是在基础之下或塔身护台部位钻孔,插入型钢,孔内注浆,形成混凝土托盘。通过实测钢筏刚度应满足设计要求。纠倾完成后,钢筏成为扩大基础或复合基础的一部分;2 地基基础加固后,设置钢筏下的千斤顶支座,其承载能力应满足千斤顶的持力要求;3)在钢筏下面设置定位墩,其顶面标高根据纠倾量计算确定。定位墩在纠倾过程中垫钢板作为防护设施,纠倾完成后作为钢筏的定位装置,以防复倾;4)掏砖(土)孔的纠倾施工应根据设计测放孔位,采用干钻冲击方式钻进,掏砖钻孔采用分期分批逐渐加密的方法,其孔径、孔数、位置应满足纠倾中钢筏呈线性变位的要求;5)纠倾施工通过释放迫降区储存在千斤顶上的力,并对顶升区的千斤顶施加顶升力,促进砖砌体(或土体)的渐进破坏,达到回倾的目的;6)纠倾达到设计要求后,调整定位墩上钢板数量,打入钢楔,掏孔区四周填塞干硬性混凝土,塔底压力灌浆,进行锁定。6.4.6 古建筑物的纠倾加固工程的验收与评价应符合本规范要求。6.5 防复倾加固 为保证纠倾后建筑物长期稳定,防止再次倾斜,应进行防复倾加固。防复倾加固宜采用定位墩、定位桩、定位梁、扩大基础截面等有效方法,并应与建筑物纠倾设计进行协调。对一次性纠倾到位的古塔及古建筑物,防复倾加固宜采用刚性固定法(如钢垫板、钢楔子等)锁定。对允许缓慢纠倾到位的建筑物,在设计定位装置时,其标高根据预留沉降量计算。6.6 检验与验收 建筑物纠倾工程的检验与验收包括施工过程检测(倾斜量、结构完好率、裂缝记录等)、纠倾工程设计执行情况(如回倾值、沉降量等是否满足设计要求)和竣工验收。纠倾施工的竣工文件应包括纠倾工程竣工图纸、设计变更文件、现场监测报告、裂缝变化记录、隐蔽工程检查记录、材料测试报告等。6.6.3 古建筑物纠倾加固工程的检验与验收除应符合本规范相关规定外,尚应满足文物修缮特殊要求。,7 增层工程 7.1 一般规定建筑物增层设计前,应根据建设单位的增层目标和建筑物本身状况,在符合城市规划要求的前提下,进行综合技术经济分析及可行性论证。建筑物的增层设计,应根据建筑物的功能要求、既有建筑物的现状和潜力、抗震设防烈度、场地地质条件、检测鉴定结果和规划要求等因素综合考虑。建筑物增层应以检测及鉴定结果作为结构设计的依据。当建筑物需要加固时,应做加固设计。根据具体情况,宜先加固后增层,有把握时,可边加固边增层。增层工程的建筑功能及结构整体的安全性应满足国家标准有关规定。7.2 增层设计建筑物增层改造的结构形式分直接增层、分离或相连接的外套增层、分离或相连接的室内增层、地下增层等。建筑物增层工程的分类见附录D。7.2.2 建筑物增层改造可根据使用要求,适当调整平面布局,合理分隔并减少使用干扰。交通间、卫生间、盥洗室等房间宜上下对应。宜保留具有地方特色的建筑风格,使新旧部分互相协调在满足使用要求的前提下进行平面设计,应保证结构的合理性。力求计算简图符合实际、传力路线明确、构造措施可靠、便于施工。增层结构应具有合理的刚度和承载能力,避免因刚度突变形成薄弱部位,对可能出现的薄弱部位应采取措施。7.2.5 建筑物增层应减少对原承重结构产生不利影响,设计时应按相关规定进行结构及构件计算。采用新旧结构完全脱开的外套结构增层时,新增建筑物结构与原建筑物的水平净距应满足抗震缝(地震区)或伸缩缝(非地震区)的要求,并不小于100mm。竖向净距应考虑新增建筑物的沉降。增层设计时,应根据地基条件及建筑物的重要性,提出沉降观测的具体要求。建筑物增层宜采用轻质高强材料。,7.3 直接增层7.3.1 直接增层适用于多层砌体结构、多层内框架砌体结构、底部框架-抗震墙结构、多高层混凝土结构和钢结构。底层全框架上部砌体的结构和多层单排柱内框架的结构,仅适用于非地震区。7.3.3 直接增层的墙、柱宜与原结构上下对应。7.3.4 多层砌体结构的增层可采取下列措施:1 当原结构的承载力及刚度满足增层改造的要求时,可不改变原结构体系。当不满足时应对原结构进行加固;2 非承重墙可改为承重墙,形成纵横墙共同承重的结构体系;3 增设新的承重墙体或柱承受增层荷载;4 可采用外扩结构,增加结构整体的抗侧刚度。7.3.5 多层砌体结构直接增层应符合下列规定:1 增层后的总高度、层数和建筑物最大高宽比应符合国家有关规范的规定,原建筑总高和层数超过规定时,不宜直接增层;2 抗震设防地区的多层砌体结构直接增层,当抗震墙不满足规范的要求时,应增设抗震墙或对原墙进行加固。当原建筑物的楼梯间位于建筑物的尽端或拐角处时,应采用夹板墙或构造柱予以加强;3 当多层砌体房屋的局部尺寸不符合规范要求时,可采取全部或局部堵实墙体洞口并与旧墙体可靠拉结、采用夹板墙、加设混凝土框套或采用其它有效加固措施;4 多层砌体房屋的圈梁设置不符合规范要求时,应增设外加圈梁、钢拉杆或采用其它有效加固措施;5 当多层砌体房屋构造柱的设置不满足规范要求时,应外加构造柱或采用其它有效加固措施。7.3.6 多层砌体房屋顶部增加一层