厂房位移变形处理

所属栏目:城市规划论文 发布日期:2010-08-19 14:42 热度:

  (摘要)厂房下沉,从而产生侧向位移,在对厂房校正前,必须对地基进行处理。由于发生了位移变化,使厂房的各构件积聚一定的内力。校正时,钢柱与基础脱离开的瞬间,将产生很大的应力矢放,且应力矢放时,不知力的转向,所以无法有目的地控制,只能采取防范措施。
  关键词:位移支撑校正
  
  1、工程情况:
  XX厂XX车间厂房为钢排架结构,基础为机桩,机桩的直径为500mm。基础工程于2005年7月份完工,并按要求作了相关检测。该厂房于2006年12月份全部竣工,在此期间,厂房有沉降现象,但沉降量相当小。在2007年5月份开始,连续43天的降雨,主厂房有一侧部分柱(B轴1~9线)急剧下沉,并使厂房发生侧位移。其原因是该厂房处于回填区,且回填深度较大,回填质量较差,有的部位还是松填,在-10.00以下有8~12m在松石回填层,根据钻探资料(厂房下沉后所作),有的回填石直径为800mm,并且有较大的空隙(而机桩施工时所提供的地堪资料仅为素十夯填,密实度为0.92)。处理方法:地基基础采用高压喷射注浆法和浆托换两种方法联合处理。上部结构恢复采用液压千斤顶顶升校正。
  B轴1—9线的沉降表

                                     沉降表1.jpg
    溶出及稀释主厂房B、C轴1~7线均不同程度向南倾斜,倾斜最大的为1轴线,其1轴线倾斜实测见图1:

                             图1.jpg
  
  
  图1
  2、主要受力情况及处理施加外力情况:
  由于①轴线下沉及侧向偏移最大,以①轴作为受力情况分析,分析情况如下:
  永久荷载:
  B轴1-8列柱结构总量
  5×7×18=630M2
  每层1.22T/M2×3.5层=4.27T/M2
  Q楼=4.27×630=26901T
  Q楼=(0.4×2)×7.85×20+0.9×7.85×12×32.2/1000=6.8T柱
  由于钢柱的柱脚板,柱的节点板以及支撑、系杆未进行计算,故计算钢柱重量时乘以2的系数,则有:Q柱=6.8×2=13.6T
  故每柱承受的重力为Q=269001/16+13.6=182T
  1-8轴总的自重:P=(2690.1+13.6×16)×1.4=4070.8T(1.4为取的系数)。
  MG柱脚=182×0.452×83.3TM
  MB柱脚=182×0.395=71.9TM
  ① 轴主要受力情况见图1:
  经过分析,采取如下图1施加外力处理:
  图中要使T为0,故在校正过程中增加P1、P2和T1、T2,主要靠T1、
  T2的拉力来保证。P1和P2在校正过程中的受力逐渐减小,R、P1、P2、P3、P4、T1、T2、T3、T4均为校正时的外加力,R采用3个320T的液压千斤顶(1轴采用2个320T的液压千斤顶),T1、T2利用钢丝绳固定在地锚上(钢丝绳选用40)。P1、P2在1~8轴利用钢结构形成一个稳定的钢架结构体系。P1、P2、P3、P4、T1、T2是用钢支撑体系控制,其主要控制钢柱脚在松开螺帽后的水平方向力,是一受拉、受压体系。
  在校正过程中,根据现场情况,B轴1~7线的P2力加在17.32平台处(即17.32平台下大梁的中间部位)。B轴1~7线的P1力加在9.00位置。
  3.厂房柱校正前处理
  根据上面受力情况分析和施加外力图,校正前必须对厂房进行如下图2处理。
                                  图2.jpg
                                                                 图2校正前加固处理图
  备构件利用型钢制作,1~7轴在GZ-1和GZ-2 之间加支撑,使之成为稳定系统。
  4、主要施工工序:

              表2.jpg
       
  5、厂房校正方法:
  5.1顶升设备选择:B轴1-9级均有不同程度下沉,特别是1轴下沈及侧位移最为严重,主要校正B轴1~9线。该部分校正主要采用320T液压千斤顶(选用3倍轴力)。
  5.2千斤顶的设备:B轴1线设置4个千斤顶,B轴2~9线设置2个千斤顶。千斤顶设置在轴线中上。见图3:
                                        图3.jpg
                                                           图3每柱千斤顶平面布置图(P1仅1轴设置)
  5.3主要顶升顺序:在顶升前,必须按设计变更将各支撑系统施工完,并检查相关节点。在顶升过程中,1~7轴同时顶,最后顶升8~9线,但在顶升过程中,按如下施工顺序执行:
  安放千斤顶—1轴顶升20mm-1、2轴同时顶升32mm-5轴同时顶升20mm-5.6轴同时顶升4mm-1、2、3轴同时顶升7mm-1、2、3、4、5、6轴同时顶升52mm-1~7轴同时顶升246mm-轴顶升48mm-8、9轴同时顶升168mm。
  为使R有支撑点,必须在原有钢柱上焊接钢牛腿。
  厂房柱采取分段恢复,先顶升1~6轴,最后顶升7~9轴。
  5.4柱脚垫板:将柱底标高顶升到原设计标高后,利用-400×8×300(为所垫钢板总厚度,利用不同厚度的钢板组合叠加而成)的钢板作垫板,每柱垫4处。在顶升过程中逐渐加钢垫板,每次所加钢垫板厚为30mm,当加第二块时,必须与第一块进行焊接,直至顶升到原设计的标高。
  5.5螺栓接长:厂房接顶升后,原地脚螺栓长度不够,需加长处理,处理方法采用焊接,为防止在顶升过程中,柱脚板超过原有地脚螺栓后,柱脚在水平方向上来回晃动。故在顶升前,将原有螺栓加长,并在柱底板原预留灌浆孔位置植上M42的螺栓,螺栓长度L=500mm。
  螺栓焊接接长后,利用磨光机将焊接超出部分磨除掉,使之与原螺栓直径相同。待顶升完后,再进行绑条双面焊接。
  螺栓焊接接长时,需将螺帽卸下,但不能一次卸完后才进行焊接,必须是每颗独立进行处理,螺栓接长后,加150mm厚的100×100的钢垫,再安装螺帽拧紧,当一颗完成后方可进行下一颗螺栓接长处理。
  图为最大的沉降量为357mm,故螺栓接长长度统一按400mm考虑。
  5.6钢柱顶升施工顺序:安放支座→安放千斤顶→松螺帽→顶升→安放垫板→拆除千斤顶。支座在顶升过程中,特别是在松螺帽时,由于集聚的内力矢放,将产生很大的力,故在松螺帽过程中必须执行;松动对角螺帽→松动中间螺栓的施工流程。使用内力得到逐步矢放,以保证结构、施工安全。
  测量设备的选用:一台J2型光学经纬仪和1台S3型水准仪。
  校正测量:在校正过程中,利用水平仪进行顶升钢柱的底标高控制,利用经纬仪进行竖直方向控制。
  6、总结
  6.1在顶升过程中控制顶升高度和侧向位移恢复记录,防止超顶和产生反方向侧移。
  6.2由液压升斤顶的压力表计数上反应,校正所选用的千斤顶校为合理。320t液压千斤顶的工作压力为0-16MPa,而在校正过程中压力表显示为7~12Mpa,最初顶升时的压力表显示7Mpa,随顶升高度增加,压力表的显示值越来越大,到顶升到位时的压力显示为12Mpa。从压力表的读数上反应所选用的液压千斤顶较安全。
  6.3在较正过程中以及较正后,对钢结构的焊缝进行全面检查。对框架梁的所有焊缝用超声波进行检测,对焊缝有裂纹的,利用双面加角钢进行加固处理。
  6.4校正前后以及校正过程中对B轴平面内进行观测,特别是主厂房钢的变化。从观测结果显示,B轴3线在校正过程中变化较大,其结果显示如图3所示:
                                          图3.2.jpg
                                                                                       图3校正前加固处理图
  在校正时,当顶升60mm时,在10.20处变形加大,而柱顶反而减小。经考虑,在10.20标高处增加水平系杆(132b),一端采用焊接,另一端采用活动铰。这样加固后,校正时未出现较大的变形变化,使顶升较正成功。
  
  参考文献:
  1、《简明建筑工程施工手册》机械工业出版社
  2、《机械设计手册》化学工业出版社
  

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