CN1078285C - 倾斜建筑物可控纠偏施工方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种倾斜建筑物可控纠偏施工方法及装置，方法包括：a.测量建筑物倾斜率；b.确定纠偏目标值；c.布置补桩桩位，确定桩数、桩长和单桩承载力；d.对基础承台进行加固，留补桩孔，埋设锚杆螺栓；e.采用锚杆静压桩技术先在沉降少的一侧，后在沉降多的一侧补桩；f.在沉降少一侧安装可控纠偏装置；g.在沉降少一侧进行掏土可控纠偏。装置包括锚杆螺栓3、4及螺帽5，其封桩梁由纵梁41和两横梁42组成。本发明能对纠偏全过程进行可控操作，并具有较高的纠偏精度。
Description
本发明涉及一种倾斜建筑物的地基处理方法及装置，特别是涉及一种对倾斜建筑物进行可控纠偏的施工方法及装置。
建筑物由于不均匀沉降发生倾斜时，可采用多种方法进行纠偏矫正。常见的纠偏方法有堆载法，掏土法和断柱、断墙法。它们各有其优缺点。堆载法：需在沉降少一侧进行大量堆载，促使地基土变形，使建筑物回倾。其优点是施工简单，缺点是只适用于小型、倾斜程度较小的建筑物纠偏，且要求堆载物需放置较长时间。该方法由于受堆载场地和堆载量的限制，往往不易实施，用得较少。掏土法：需在沉降少一侧进行掏土，人为地有意识地破坏地基，使沉降少一侧地基加速沉降，从而达到纠偏目的。其优点是纠偏效果显著，应用较多。缺点是只适用于基础为箱基、筏基等基础刚度较好建筑物的纠偏施工，而对于独立基础或条形基础等基础刚度较差的倾斜建筑物进行纠偏则不适用。断柱和断墙顶升纠偏法：将沉降少一侧柱子或墙体断开进行顶升，达到纠偏目的。由于顶升时对已有结构施加一强制性位移，往往会对建筑物的结构造成损坏，纠偏施工风险较大，因此不宜推广采用。
现有技术中，美国专利2550987公开了一种调节基础水平标高及沉降量的装置及方法，该装置包括在桩孔两侧埋设锚杆螺栓，桩孔内设置楔形嵌入件，桩孔上方设置与锚杆螺栓相连的托梁。其方法是通过拧松螺帽来对上述装置进行调节，使基础水平标高得到调整。该方法和装置由于未在沉降位置两侧进行补桩处理，使建筑物得不到支撑和加固，因而无法排除在纠偏操作中由于建筑物负荷对地基的影响，从而存在一定的安全隐患。该方法和装置仅适用于小面积、小负荷倾斜建筑的纠偏。此外，该方法和装置仅能使基础沉降多的一侧调高，而不能使沉降少的一侧降低，因而施工局限性大。
由此可见，目前使用的纠偏方法，对独立柱基础、条形基础等基础刚度较差的倾斜建筑物进行纠偏施工时，或者受施工条件限制不易实现，或者施工风险大，纠偏不易控制，容易造成结构损坏，甚至造成建筑物倒塌。与上述方法相应的纠偏装置也各有其局限性，主要是不能对纠偏施工进行可控操作，因此难以达到理想的纠偏效果。
本发明的目的就是为解决现有倾斜建筑物纠偏施工方法和装置所存在的种种弊端，而提供一种在对建筑物基础进行加固处理，确保结构和施工安全的前题下，对纠偏施工的全过程进行可控操作，以达到较高纠偏精度的倾斜建筑物可控纠偏施工方法及结构简单、造价低、安装使用方便，并能对纠偏过程做到高度可控性的可控纠偏施工装置。
本发明的目的可通过如下技术方案来实现：
本发明的方法包括：
a.施工前对倾斜建筑物的结构进行检查，测量建筑物的倾斜率；
b.根据结构检查结果，确定结构是否需要加固，若需加固需在纠偏施工前进行加固，确定纠偏目标值；
c.根据建筑物的荷载情况和地质勘察资料，布置补桩桩位，确定桩数、桩长和单桩承载力；
d.埋设沉降观测点，开始进行沉降观测和倾斜观测，为指导掏土纠偏施工提供依据；
e.对基础承台先进行加固以满足补桩要求，同时留出补桩孔，在补桩孔两侧埋设锚杆螺栓，锚杆螺栓数量及直径大小由补桩时最大压桩力来确定；
f.采用锚杆静压桩技术进行补桩，补桩按如下步骤进行：
(1).首先在沉降少一侧进行补桩，补桩后补桩孔暂不封桩，补桩时桩身在孔内位置应靠近回倾方向外侧，然后在桩顶上放上桩垫；
(2).然后在沉降多一侧进行补桩，补桩后随即浇筑砼进行铰接封桩，使桩能承受上部结构荷载；
g.在沉降少一侧所有补桩孔上安装可控纠偏施工装置；
h.在沉降少一侧基础承台下水平掏土，一边掏土，一边调整可控纠偏施工装置，使倾斜建筑物得到回倾；
i.在沉降观测指导下，通过不断掏土，不断调整可控纠偏施工装置，使建筑物不断按刚体位移方式回倾，倾斜不断得到矫正，甚至可以将沉降少一侧承台下地基土完全掏空；
j.建筑物纠偏后，倾斜率满足目标要求时，停止掏土，停止拧松固定钢梁螺帽，并将基础承台下掏土产生的空隙用水泥浆充填密实；
k.待掏土空隙中水泥浆凝固后，可分批间隔一断时间将封桩钢梁拆除，取出桩垫，向补桩孔内浇筑封桩砼，当第一批桩孔封桩砼达到一定强度后，再拆除第二批封桩钢梁，浇筑封桩砼，直到拆除所有封桩钢梁浇筑封砼为止。
可控纠偏施工装置的调整通过拧松螺帽5来实现。由于沉降少一侧基础承台下地基通过掏土已受到破坏，当拧松螺帽时，沉降少一侧将向下沉降。
拧松固定封桩钢梁螺帽的速度在每天5mm左右。
本发明的可控纠偏施工装置如图1～3所示，它包括埋设于补桩孔两侧的锚杆螺栓、置于补桩孔内的桩垫、置于补桩孔上方并与锚杆螺栓相连的封桩梁及连接封桩梁与锚杆螺栓的螺帽，其特征是封桩梁为钢制结构，它由纵梁和固定于纵梁两端部的两横梁组成，每根横梁的两端部各开有一U形槽，封桩梁通过U形槽套在锚螺栓上，并通过螺帽固定。
本发明克服了现有倾斜建筑物纠偏方法的不足，有效地解决了独立柱基础、条形基础等基础刚度较差的倾斜建筑物进行纠偏施工的难题。本发明提供的纠偏施工方法及装置能够在沉降观测资料的指导下，对纠偏施工的全过程进行可控操作，确保了结构和施工安全，并且还能达到较高的纠偏精度，基本上做到要纠偏到什么程度就可以纠偏到什么程度，而不会出现纠偏不够或纠偏过度的情况，其适用范围也较广，不仅适用于基础刚度较差的建筑物的纠偏施工，而且也适用于基础刚度较好建筑物的纠偏施工。本发明的可控纠偏施工装置具有结构简单，造价低，安装及操作方便的特点。
图1是本发明的可控纠偏施工装置结构俯视图。
图2是可控纠偏施工装置结构主视图。
图3是封桩梁立体示意图。
下面结合附图详述本发明的实施例。
本发明的可控纠偏施工方法如图1～2所示，现结合一施工实例描述如下：
深圳宝安区某村在该村一公路旁建造了二栋同样尺寸类型的四层宿舍楼(1#楼、2#楼)，长42m，宽7.7m，高13m.底层为框架结构，二至四层为砖混结构，基础采用钢筋砼独立柱基础，每栋楼有26个独立基础。由于拟建场地当初未进行工程地质勘察，结果宿舍楼开工建造后，在开挖基坑时发现地面下约1.5m深处出现淤泥质土，为此采取了将基础下1.7m厚的淤泥挖除，用同样厚度的石粉进行置换处理.两楼建成交付使用后不久发现建筑物产生了不均匀沉降。根据两栋宿舍楼的倾斜情况，用本发明进行了纠偏加固。
经对上述两倾斜建筑物结构检查，1#楼由东向西倾斜，平均倾斜率达26.4％，2#楼由西向东倾斜，平均倾斜率为10.5％
由于原基础砼标号较低(约c10)，不能满足纠偏加固要求，需首先对基础进行托换加固。为增加基础的整体性，确保建筑物的安全，将2#楼的掏土侧的13个独立基础在在托换时连成一体，形成条形基础状。
根据倾斜建筑物情况。确定纠偏加固目标值为：
1、两栋楼经过纠偏加固后，建筑物的纵向倾斜率≤3‰。
2、经过纠偏加固后，沉降能够趋于稳定。
根据建筑物的荷载情况。确定1#楼补桩76根，2#楼补桩63根，补桩采用280×280mm2断面砼方砖，桩长约12m。设计单桩承载力为450KN。
施工前在倾斜建筑四周埋设沉降观测点，用高精度水准仪进行沉降观测，将测量信息及时反馈到纠偏加固施工中去，为指导纠偏施工提供依据。
纠偏施工前，采用锚杆静压桩技术进行补桩。在对基础承台进行加固同时留出补桩孔1，在每个补桩孔两侧埋设4根M30锚杆螺栓3。
补桩操作时，先在沉降少的一侧进行补桩，补桩后桩孔暂不封桩，过一段时间再进行封桩，以达到调整沉降差，减少倾斜目的。补桩时，桩身在孔内位置靠近回倾方向外侧，然后在桩顶上放上桩垫2。对沉降多的一侧桩补完后随即浇筑砼进行铰接封桩，使桩能承受上部载荷。
补桩后，在沉降少一侧所有补桩孔上安装可控纠偏施工装置，该装置结构如图1～3所示，包括埋设于补桩孔1两侧的锚杆螺栓3、置于补桩孔内的桩垫2、置于补桩孔上方并与锚杆螺栓3相连的封桩梁4及连接封桩梁与锚杆螺栓的螺帽5。
安装好可控纠偏装置后，即可进行可控纠偏施工。纠偏采用基底人工水平掏土方式。首先在沉降少一侧基础承台下进行水平掏土，有意识地破坏地基，使建筑物向掏土侧回倾。掏土同时通过不断拧松封桩钢梁的螺帽5来调整可控纠偏施工装置，使基础向下沉降，并使倾斜建筑物不断按刚体位移回倾，倾斜不断得到矫正。
纠偏施工期间，应控制掏土侧的沉降速率，既将拧松螺帽5的速率控制在5mm/day左右。在此期间必须每天进行沉降观测，将测量信息及时反馈到纠偏加固施工中去，使纠偏施工成为可控操作。
纠偏施工结束后，经过测量：
1#楼纠偏后的平均倾斜率为1.14‰；
2#楼纠偏后的平均倾斜率为1.36‰。表明纠偏后，倾斜率已满足规范要求，并且沉降已趋于稳定。
纠偏后建筑物的倾斜率满足要求后，将掏土产生的空隙用水泥浆充填密实。待水泥浆凝固后，分批间隔一段时间将封桩梁拆除，取出桩垫，向补桩孔内浇筑封桩砼。
Claims (2)
1、一种倾斜建筑物可控纠偏施工方法，其特征在于该方法包括：
a.施工前对倾斜建筑物的结构进行检查，测量建筑物的倾斜率；
b.根据结构检查结果，确定结构是否需要加固，若需加固需在纠偏施工前进行加固，确定纠偏目标值；
c.根据建筑物的荷载情况和地质勘察资料，布置补桩桩位，确定桩数、桩长和单桩承载力；
d.埋设沉降观测点，开始进行沉降观测和倾斜观测，为指导掏土纠偏施工提供依据；
e.对基础承台先进行加固以满足补桩要求，同时留出补桩孔，在补桩孔两侧埋设锚杆螺栓，锚杆螺栓数量及直径大小由补桩时最大压桩力来确定；
f.采用锚杆静压桩技术进行补桩；
g.在沉降少一侧所有补桩孔上安装可控纠偏施工装置；
h.在沉降少一侧基础承台下水平掏土，一边掏土，一边调整可控纠偏施工装置，使倾斜建筑物得到回倾；
i.在沉降观测指导下，通过不断掏土，不断调整可控纠偏施工装置，使建筑物不断按刚体位移方式回倾，倾斜不断得到矫正，甚至可以将沉降少一侧承台下地基土完全掏空；
j.建筑物纠偏后，倾斜率满足目标要求时，停止掏土，停止拧松固定钢梁螺帽，并将基础承台下掏土产生的空隙用水泥浆充填密实；
k.待掏土空隙中水泥浆凝固后，可分批间隔一断时间将封桩钢梁拆除，取出桩垫，向补桩孔内浇筑封桩砼，当第一批桩孔封桩砼达到一定强度后，再拆除第二批封桩钢梁，浇筑封桩砼，直到拆除所有封桩钢梁浇筑封砼为止；
上述步骤f所述的补桩按如下步骤进行：
(1).首先在沉降少一侧进行补桩，补桩后补桩孔暂不封桩，补桩时桩身在孔内位置应靠近回倾方向外侧，然后在桩顶上放上桩垫，
(2).然后在沉降多一侧进行补桩，补桩后随即浇筑砼进行铰接封桩，使桩能承受上部结构荷载。
2、一种倾斜建筑物可控纠偏施工装置，包括埋设于补桩孔(1)两侧的锚杆螺栓(3)、置于补桩孔内的桩垫(2)、置于补桩孔上方并与锚杆螺栓(3)相连的封桩梁(4)及连接封桩梁与锚杆螺栓的螺帽(5)，其特征在于，所述的封桩梁(4)为钢制结构，它由纵梁(41)和固定于纵梁两端部的两横梁(42)组成，每根横梁的两端部各开有一U形槽(421)，封桩梁通过U形槽套在锚螺栓(3)上，并通过螺帽(5)固定。
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