Injekteringslyft för strukturell upprättning av en högbyggnad

Varför det är viktigt att räta upp lutande torn

Moderna städer är fyllda med höga byggnader placerade på knappt utrymme, och många av dessa tomter vilar på mjuk eller ojämn mark. När jorden under ett höghus sätter sig mer på en plats än en annan kan hela konstruktionen sakta luta, vilket hotar säkerheten och trivseln för dem som vistas inne i byggnaden. Denna artikel följer berättelsen om en 26-våningsbyggnad i Mengshan County, Guangxi, Kina, som börjat luta oroande mycket — och förklarar hur ingenjörer använde en noggrant planerad underjordisk "injektion och lyft"-metod för att försiktigt föra den tillbaka mot lodlinjen utan att riva den.

Dold fara under ett stadstorn

Efter att byggnaden blivit färdigställd noterade ingenjörerna växande sprickor runt källaren och tecken på att hela konstruktionen försköts mot sydost. Noggranna mätningar visade att delar av grunden sjunkit mer än 20 centimeter och att byggnadens lutning låg långt över gränser för komfort och byggregler. En detaljerad geologisk undersökning förklarade orsaken. Under plattgrunden låg ett löst stenlager med många håligheter och djupare låg ett berglager fullt av naturliga kavitationer. Dessa "tomma fickor" i marken minskade jordens och bergens bärförmåga, vilket gjorde att vissa sektioner sjönk mer än andra och drog källarväggar och platta i spänning.

Att använda virtuella modeller för att se under marken

Eftersom ingenjörer inte kan se direkt ner i marken byggde teamet en tredimensionell datormodell av byggnaden och den omgivande jorden. I denna virtuella version återgav de lagerföljderna som hittats på plats och infogade håligheter där borrningar avslöjat dem. De lät sedan den simulerade byggnaden "sätta sig" under gravitationen för att se hur den skulle bete sig. Sättningsmönstret i modellen stämde väl överens med verkliga mätningar, vilket bekräftade att svaga, porösa lager och underjordiska håligheter var huvudorsakerna. När forskarna körde modellen utan kaviteringar blev sättningen mycket mer jämn och lutningen minskade kraftigt, vilket tydliggjorde hur avgörande dessa dolda utrymmen var för problemet.

Injicera styrka innan lyft

Att helt enkelt pumpa material under den ena sidan av en byggnad och trycka upp den innebär stora risker: lyftet kan bli ojämnt, nya sprickor kan uppstå och konstruktionen kan luta igen när injicerat material krymper eller omfördelas. För att undvika detta utformade forskarna en tvåstegsrutin. Först kom förstärkningen. De borrade ett rutnät av hål runt och under byggnaden, riktade både mot grundläggande stenlager nära ytan och svagare berg på djupet. I dessa hål injicerade de ett särskilt formulerat groutingmaterial gjort av aluminium- och järnindustriella biprodukter blandat med cement. I tester hårdnade denna blandning snabbt, spreds endast inom en kontrollerad radie, uppnådde hög hållfasthet och krympte mycket lite, så den kunde fylla håligheter, binda lösa partiklar och skapa styva "pelare" i marken utan att senare dra sig tillbaka från omgivande jord.

Skonsamt, noggrant övervakat lyft

Först efter att marken förstärkts använde teamet injektering för att faktiskt lyfta konstruktionen. Arbetet fokuserade huvudsakligen på de mer nedsjunkna östra och södra sidorna, där man injicerade bruket i etapper från botten av varje hål uppåt, med låga tryck och mycket små dagliga lyftgränser. Tio utrustningsset arbetade i ett koordinerat mönster, från zoner med störst sättning mot mer stabila områden. Under den 45 dagar långa operationen följde ett automatiskt övervakningssystem minutiösa förändringar i byggnadens höjd och lutning på dussintals punkter, vilket gjorde det möjligt för besättningar att justera injektionshastigheter och tryck i realtid. Datorsimuleringar av lyftprocessen, som representerade bruket som en expanderande volym i marken, bidrog till att bekräfta att planerade tryck skulle vara tillräckliga för att höja byggnaden men inte så höga att skada konstruktionen.

Ett tidigare lutande torn återfört inom gränserna

När arbetet var klart visade mätningarna att grundens maximala lutning sjunkit från omkring 6 promille till endast 0,3 promille — väl inom accepterade säkerhets- och komfortgränser. Skillnaden i sättning över byggnaden minskade dramatiskt och påkänningarna i källarväggar och platta föll under betongens draghållfasthet, vilket minskade risken för nya sprickor. Genom att kombinera ett skräddarsytt grout, en "förstärk först, lyft senare"-strategi, noggrann placering av borrhål, injektion i etapper med lågt tryck och övervakning i realtid visade teamet en praktisk metod för att rädda höghus som redan står på problematisk mark. För stadsbor betyder detta att även när marken under ett torn tyst sviktar finns tekniska metoder för att återställa stabiliteten utan att stänga eller riva byggnaden.

Citering: Cui, X. Grouting uplift for structural rectification of a high-rise building. Sci Rep 16, 10462 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38875-z

Nyckelord: byggnadsättning, markförbättring, grundinjektering, skydd för höghus, strukturell upprättning