一种多支点地基加固综合纠倾方法

摘要

本发明提出了一种多支点地基加固综合纠倾方法，包括以下步骤：(1)在建(构)筑物旁挖竖井；(2)进行锚索固定施工；(3)在锚索上安装加力系统和测力系统；(4)设置垂直钢管桩、垂直石灰桩、倾斜45°石灰桩和倾斜60°石灰桩；(5)通过液压千斤顶对锚索进行分级加载张拉；(6)纠倾未达目标时继续对锚索加力或继续在水平掏土作业；(7)达到纠倾的预定目标后，对锚索锁定；(8)在钢管桩和筏板基础之间设置钢筋笼骨架，并浇灌混凝土；(9)将已开挖的各竖井和掏土孔进行回填。本发明将迫降、膨胀、顶升有机结合，不仅使建筑物倾斜方向和倾斜速率可控，而且还保证建筑物“稳的住”，不会再次发生倾斜。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑物纠倾方法，特别涉及一种多支点地基加固综合纠倾方法。

背景技术

由于勘察失误、设计不当、施工质量低劣、使用维护以及自然灾害等原因 常使建(构)筑物不均匀下沉，发生倾斜、翘曲、开裂、下沉等病害现象。此 外，地下空间开发、深基坑开挖也常使临近地面建(构)筑物不均匀下沉，造 成地面建(构)筑物开裂、倾斜等现象的病害，这些病害轻者影响建(构)筑 物的正常使用，严重时使其丧失使用功能，甚至倒塌破坏，造成重大经济损失 和人员伤亡。

对于在倾斜后整体性仍然很好的建(构)筑物，如果照常使用，总有些不 安全感，如果弃之不用，则造成资源浪费，甚是可惜，而将其拆除则浪费很大。 因此，对这类建(构)筑物进行纠偏，并使其不均匀沉降稳定则是经济合理的 方法。何况对有些建(构)筑物，如意大利比萨斜塔、苏州虎丘塔等名胜古迹， 只能使其倾斜停止和进行纠偏，从保护文物的角度出发决不能拆掉重建。

目前，建(构)筑物纠倾方法共有30余种，浅层掏土迫降法为其中一种， 是在倾斜建(构)筑物的筏板基础内侧或外侧基底下，采用人工或者机械水平 取土，使基底支承面积减少。在上部荷载自重压力作用下，产生新的沉降差， 以达到纠倾目的。浅层水平掏土法是最基本的方法，应用比较广泛。但仍存在 很多不足，首先，对于倾斜量比较大的建(构)筑物，因为浅层掏土迫降法掏 土量有限，无法达到真正的纠倾效果，同样单一用的其他纠倾方法，对于倾斜 量比较大的建(构)筑物也很难达到纠倾效果。其次，单一的用浅层掏土迫降 法来使倾斜建(构)筑物迫降纠倾，无法实时监控倾斜建(构)筑物的迫降情 况，无法精确的控制迫降速率，从而无法达到精确的纠倾效果。再次，纠倾只 是治标，不能治本，纠倾后引起建(构)筑物沉降的原因依旧没有消除，建(构) 筑物仍存在再次倾斜和沉降的可能，事故隐患大，安全性低。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种将迫降、膨胀、顶升有 机结合，形成一种协调可控的综合纠倾方法，为建筑物提供多支点地基加固， 不仅使建筑物倾斜方向和倾斜速率可控，而且还保证建筑物“稳的住”，不会再 次发生倾斜，使迫降、膨胀、顶升协调变形，起到“安全、线性、平稳”的纠 倾止倾作用，而且还可以达到地基加固的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多支点地基加固综合纠倾方法，包括以下步骤：

(1)、调查倾斜建筑物或构筑物现状、工程地质条件、倾斜原因分析，在 倾斜建筑物或构筑物沉降多侧和沉降少侧分别开挖若干口竖井，竖井深度至筏 板基础下1.7m～2.0m，为石灰桩、钢管桩和锚索施工提供作业空间；

(2)、根据建筑物或构筑物的倾斜力矩、基础和地基土强度，计算布设锚 索的数量和单根锚索受力，按照锚索的设计孔径和长度，在建筑物或构筑物沉 降少侧基础上进行锚索施工，锚索须穿过筏板基础并深入地基稳定地层中；

(3)、待锚索孔内水泥砂浆达到设计强度后，在建筑物或构筑物基础上锚 索外锚头处装配应力传感器、液压千斤顶及锁定装置，由锚索、液压千斤顶及 与其相连的电动油泵构成加力系统，由应力传感器及电动油泵上设置的油压表 构成测力系统；

(4)、在倾斜建筑物或构筑物沉降多侧的竖井内进行施工，钻出垂直钢管 桩孔、垂直石灰桩孔、倾斜45°石灰桩孔和倾斜60°石灰桩孔，垂直钢管桩孔 和垂直石灰桩孔交错布置，在钢管桩孔中埋入钢管桩，钢管桩延伸至筏板基础 顶部或筏板基础底部，在垂直石灰桩孔、倾斜45°石灰桩孔和倾斜60°石灰桩 孔中灌入生石灰，对其进行分段掏实，生石灰吸收周围土中的水分发生消化反 应，变成熟石灰，同时体积膨胀，形成垂直石灰桩、倾斜45°石灰桩和倾斜60° 石灰桩，对倾斜建筑物或构筑物沉降多侧起到顶升作用；

(5)、在倾斜建筑物或构筑物沉降少侧的竖井内进行浅层水平掏土，形成 掏土孔，根据水平掏土量及测力系统测量信息的反馈，通过液压千斤顶对锚索 进行分级加载张拉，同时记录油压表及应力传感器的读数，校对施加压力大小， 实时监控建筑物或构筑物的倾斜及沉降情况，及时反馈信息；

(6)、根据反馈的信息，当建筑物或构筑物回倾达到预定的纠倾目标时， 应立即停止锚索加压，当建筑物或构筑物回倾量未达到预定纠倾目标时，而此 时的锚索还未达到设计施加压力时，可以有两种方式，一是继续对锚索施加压 力，实时监控倾斜建筑物或构筑物的倾斜及沉降情况；二是在沉降少侧的竖井 内再次进行水平掏土，如果有沉降有明显的变化，锚索索力必损失，可以继续 对锚索进行补压；

(7)、达到纠倾的预定目标后，对锚索锁定，达到防复倾目的；

(8)、在钢管桩和筏板基础之间设置钢筋笼骨架，并浇灌混凝土，使筏板 基础与钢管桩、钢筋笼骨架形成扩大基，提高地基承载能力，防止再次沉降；

(9)、将已开挖的各竖井和掏土孔进行回填。

进一步，所述竖井的内壁上设置有混凝土护壁，所述竖井内还设置有上下 扶梯和照明装置。

本发明的有益效果：

1、将锚索加载迫降、浅层掏土迫降和石灰桩吸水顶升有机地结合在一起， 对倾斜建(构)筑物沉降少侧进行人工掏土并结合锚索进行精确迫降，沉降多 侧进行“抬升、加固”，两侧形成互动，根据变形观测信息的反馈，保证倾斜建 (构)筑物筏板基础变形和受力可控、协调，形成空间上一对力偶矩，达到了 对建(构)筑物地基加固及纠倾的目的。

2、首次将钢管桩与石灰桩以组合桩群的形式应用在地基加固及纠倾工程 中，以提高地基土的承载能力，尤其适用在地基土为湿陷性黄土地基中，在竖 井回填时，将钢管桩延伸至筏板顶或筏板底，并设置钢筋笼骨架，将筏板基础 与钢管桩、钢筋笼骨架用混凝土浇灌在一起，形成一个扩大基，进一步提高地 基承载能力，从根本上解决建(构)筑物倾斜和沉降的原因，防止再次复倾。

3、该种综合纠倾方法将迫降法与顶升法协调进行，保证了建(构)筑物地 基土承载能力一致，不会出现软硬不均的现象，纠倾到位后，对建(构)筑物 的高度改变很少，合适用在对高度有严格限制的建(构)筑物，例如，古建筑 或古塔类地基加固及纠偏工程；

4、膨胀顶升法是利用生石灰具有吸水膨胀发热和挤密土体的特点，对倾斜 建(构)筑物进行纠偏的方法，其原料供应方便、施工设备简单、技术易普及、 施工速度快、造价低廉、纠偏效果明显等优点。

5、通过对建(构)筑物沉降少侧锚索的合理布置，调整不同位置的锚索， 施加不同的压力，分级施压，同过记录传感器及油压表的读数，进行微调控制 纠倾，来控制建(构)筑物的回倾方向和回倾速率，避免因施压过大引起对筏 板基础或锚索本身的破坏，影响纠偏效果。

6、通过纠倾到位后，对锚索的带荷载的条件进行封锚，可以对建(构)筑 物起到“防复倾”的作用，牢牢“锁住”建筑物。

7、本发明适用在迫降区面积大，高宽比小、裙楼荷载轻、基础平面形式复 杂的建筑物，并且不受环境温度的影响，即时在冬季，地基土存在一定的冻融 深度也不受影响。

8、对于体型高大、复杂的单向倾斜或双向倾斜的建(构)筑物都适用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种多支点地基加固综合纠倾方法的原理示意图；

图2为图1中沿A-A线的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-2，一种多支点地基加固综合纠倾方法，包括以下步骤：

(1)、调查倾斜建筑物或构筑物1现状、工程地质条件、倾斜原因分析， 在倾斜建筑物或构筑物1沉降多侧11和沉降少侧12分别开挖若干口竖井2，竖 井2深度至筏板基础3下1.7m～2.0m，为石灰桩、钢管桩和锚索施工提供作 业空间；

(2)、根据建筑物或构筑物1的倾斜力矩、基础和地基土强度，计算布设 锚索4的数量和单根锚索4受力，按照锚索4的设计孔径和长度，在建筑物或 构筑物1沉降少侧11基础上进行锚索4施工，锚索4须穿过筏板基础3并深入 地基稳定地层中；

(3)、待锚索4孔内水泥砂浆达到设计强度后，在建筑物或构筑物1基础 上锚索4外锚头处装配应力传感器41、液压千斤顶42及锁定装置，由锚索4、 液压千斤顶42及与其相连的电动油泵构成加力系统，由应力传感器41及电动 油泵上设置的油压表构成测力系统；

(4)、在倾斜建筑物或构筑物1沉降多侧11的竖井2内进行施工，钻出垂 直钢管桩孔、垂直石灰桩孔、倾斜45°石灰桩孔和倾斜60°石灰桩孔，垂直钢 管桩孔和垂直石灰桩孔交错布置，在钢管桩孔中埋入钢管桩51，钢管桩延伸至 筏板基础3顶部或筏板基础3底部，在垂直石灰桩孔、倾斜45°石灰桩孔和倾 斜60°石灰桩孔中灌入生石灰，对其进行分段掏实，生石灰吸收周围土中的水 分发生消化反应，变成熟石灰，同时体积膨胀，形成垂直石灰桩52、倾斜45° 石灰桩53和倾斜60°石灰桩54，对倾斜建筑物或构筑物1沉降多侧11起到顶 升作用；

(5)、在倾斜建筑物或构筑物1沉降少侧12的竖井2内进行浅层水平掏土， 形成掏土孔21，根据水平掏土量及测力系统测量信息的反馈，通过液压千斤顶 42对锚索4进行分级加载张拉，同时记录油压表及应力传感器41的读数，校对 施加压力大小，实时监控建筑物或构筑物1的倾斜及沉降情况，及时反馈信息；

(6)、根据反馈的信息，当建筑物或构筑物1回倾达到预定的纠倾目标时， 应立即停止锚索4加压，当建筑物或构筑物1回倾量未达到预定纠倾目标时， 而此时的锚索4还未达到设计施加压力时，可以有两种方式，一是继续对锚索4 施加压力，实时监控倾斜建筑物或构筑物1的倾斜及沉降情况；二是在沉降少 侧的竖井2内再次进行水平掏土，如果有沉降有明显的变化，锚索4索力必损 失，可以继续对锚索4进行补压；

(7)、达到纠倾的预定目标后，对锚索4锁定，达到防复倾目的；

(8)、在钢管桩和筏板基础3之间设置钢筋笼骨架6，并浇灌混凝土7，使 筏板基础3与钢管桩、钢筋笼骨架6形成扩大基，提高地基承载能力，防止再 次沉降；

(9)、将已开挖的各竖井2和掏土孔21进行回填。

优选的，所述竖井2的内壁上设置有混凝土护壁22，所述竖井2内还设置 有上下扶梯和照明装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。