基于桩式托换的既有建筑掏土纠偏技术研究

摘要

由于地基土软弱、土质不良及使用管理不善等原因，造成建筑物的倾斜事故时有发生。采用何种处理方法对倾斜建筑物进行加固纠偏，对于保证既有建筑物安全、节约资源、保护环境具有重要的意义。
　　以往的加固纠偏技术通常将纠偏和加固分开进行，导致施工工艺复杂，施工周期较长等不足。本文在已有加固纠偏技术方法的基础上，提出了基于桩式托换的导坑掏土纠偏加固技术，将地基加固与建筑物纠偏合二为一，不仅缩短了工期，也大大降低了工程费用。该技术在采用坑式静压桩加固地基的同时，制定合理的施工顺序并通过现场严密监测，将托换桩操作导坑作为掏土迫降区，对建筑物进行纠偏处理。论文以汉中某工程为背景，详细分析了该方法的基本原理、设计方法和施工工艺，取得的主要研究成果如下：
　　1.综述了国内外既有建筑加固纠偏技术的研究现状和经典案例。总结了建筑物倾斜主要原因以及常用的加固纠偏方法。
　　2.利用圆筒形扩张理论分析了导坑掏土对周围地基受力变形的影响。分析了导坑掏土纠偏设计中沉降差计算、沉降速率控制、导坑位置等要点。根据桩式托换的特点，创造性地提出托换率的概念，解决了沉降速率过大的问题。
　　3.本文利用ABAQUS有限元软件，建立了35种不同导坑深度、宽度工况下的模型，分析了粉砂类地基上，导坑引起地基沉降的规律，得到了导坑掏土的沉降影响范围、基础两侧沉降差值、导坑深度与宽度对沉降影响规律等结果；发现导坑宽度是影响地基沉降的重要因素，合理的导坑宽度为基础宽度的1/4，为工程实践的导坑尺寸提供了建议。
　　4.结合汉中某六层底框结构纠偏加固工程，运用基于桩式托换的既有建筑导坑掏土纠偏技术对该建筑物进行纠偏加固。文中详细分析了该方法纠偏加固机理，方案设计和施工的具体方法、关键要点。通过在施工中调整托换率，达到了对沉降速率有效控制的目的，保证了纠偏成功和主体结构安全。利用本文所提出的方法使建筑物加强了地基承载力，恢复倾斜率至1.22‰。
　　该纠偏加固工程的成功，证实了基于桩式托换的既有建筑导坑掏土纠偏法是解决建筑物倾斜的一种可靠、有效的加固纠偏方法，可为类似工程提供理论和实践参考。

目录

声明

1 绪论

1.1选题背景及意义

1.2加固纠偏技术国外研究现状

1.3加固纠偏技术国内研究现状

1.4本文研究内容

2 建筑物倾斜原因及常用加固纠偏技术

2.1建筑物倾斜的主要原因

2.2常用加固纠偏技术

2.3本章小结

3 导坑掏土纠偏基本理论

3.1圆筒形孔扩张的基本方程

3.2圆筒形孔扩张问题弹塑性解

3.3掏土孔周围土体塑性区确定

3.4水平掏土引起地基附加沉降的计算

3.5导坑掏土纠偏设计方法

3.6本章小结

4 导坑掏土引起地基沉降的数值模拟

4.1有限元单元法与ABAQUS软件介绍

4.2模型建立

4.3有限元结果分析

4.4本章小结

5 工程实例

5.1工程概况

5.2建筑物加固纠偏方案及设计

5.3加固纠偏施工技术

5.4加固纠偏效果分析

5.5沉降模拟结果与实测值对比分析

5.6本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

附录硕士学习阶段发表论文和参与科研项目