一种既有黄土窑洞的加固方法技术

本发明专利技术公开了一种既有黄土窑洞的加固方法，包括步骤：一、窑洞拱圈合理拱轴线确定：对待加固黄土窑洞中拱圈的合理拱轴线进行确定；二、测量放线：根据所确定的合理拱轴线方程y＝f(x)，在待加固黄土窑洞的窑洞口外侧进行测量放线，测出所述拱圈的合理拱轴线；三、窑洞拱圈土体切削：根据步骤二中测出的合理拱轴线，采用切削设备对待加固黄土窑洞中拱圈上部的黄体进行切削，获得切削后窑洞。本发明专利技术方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简便、快速对黄土窑洞进行有效加固。

【技术实现步骤摘要】
一种既有黄土窑洞的加固方法
本专利技术涉及一种窑洞加固方法，尤其是涉及一种既有黄土窑洞的加固方法。
技术介绍
窑洞是中国西北黄土高原上居民的古老居住形式，这一“穴居式”民居的历史可以追溯到四千多年前。窑洞一般有靠崖式窑洞、下沉式窑洞、独立式等形式，其中靠山窑应用较多，靠山窑指靠山挖的黄土窑洞。目前，采用的窑洞多为拱形窑洞，拱形窑洞包括拱圈和左右两个分别支撑于拱圈的两个拱脚下方的侧墙。实际使用过程中，黄土窑洞的拱圈拱顶易出现黄土局部塌落的问题，因而需对窑洞拱圈进行定期维护，维护工作量且维护成本较高，同时影响窑洞的使用寿命，存在较大的安全隐患。另外，根据拱结构的受力理论，当窑洞拱圈的拱轴线曲率较小时，拱圈的两个拱脚会产生较大的水平推力，相应会导致窑洞的两侧侧墙发生一定程度的倾斜，甚至失去稳定性并发生倒塌。因而，需设计一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的既有黄土窑洞的加固方法，能简便、快速对黄土窑洞进行有效加固。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种既有黄土窑洞的加固方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简便、快速对黄土窑洞进行有效加固。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、窑洞拱圈合理拱轴线确定：结合待加固黄土窑洞的结构参数，且根据公式对所述待加固黄土窑洞中拱圈的合理拱轴线进行确定；所述待加固黄土窑洞为已投入使用的拱形窑洞；所述待加固黄土窑洞的结构参数包括待加固黄土窑洞中拱圈的矢高f和跨度l；公式(1)中，函数y＝f(x)为合理拱轴线方程；γ为所述待加固黄土窑洞中拱圈上覆黄土的平均容重；其中h为所述待加固黄土窑洞中左右两个侧墙的高度；步骤二、测量放线：根据步骤一中所确定的合理拱轴线方程y＝f(x)，在所述待加固黄土窑洞的窑洞口外侧进行测量放线，测出所述拱圈的合理拱轴线，并对测出的合理拱轴线进行标记；步骤三、窑洞拱圈土体切削：根据步骤二中测出的合理拱轴线，采用切削设备对所述待加固黄土窑洞中拱圈上部的土体进行切削，获得切削后窑洞；所述切削后窑洞中拱圈的拱轴线为步骤一中所确定的合理拱轴线。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：步骤二中进行测量放线时，先以所述待加固黄土窑洞的窑洞口底部中点为坐标原点，以所述窑洞口底部所处直线作为Y轴且以所述窑洞口的竖向中心线为X轴建立平面直角坐标系；之后，利用所建立的平面直角坐标系，且根据步骤一中所确定的合理拱轴线方程y＝f(x)，测出所述拱圈的合理拱轴线。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：步骤二中对测出的合理拱轴线进行标记时，采用墨斗在待加固黄土窑洞的窑脸上弹出所述合理拱轴线。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：步骤三中完成窑洞拱圈土体切削后，还需采用加固装置对切削后窑洞进行加固；所述加固装置包括左右两道加固梁和多个连接于两道所述加固梁之间的横向连接机构，两道所述加固梁呈平行布设且二者均沿切削后窑洞的纵向长度方向进行布设，两道所述加固梁分别布设在切削后窑洞中拱圈与左右两个侧墙之间的连接处；多个所述横向连接机构的结构均相同且其沿切削后窑洞的纵向长度方向由前至后进行布设，两道所述加固梁和多个所述横向连接机构均布设在同一平面上，多个所述横向连接机构均与加固梁呈垂直布设；所述横向连接机构包括左右两个布设在同一直线上的预应力拉杆，两个所述预应力拉杆的外端分别固定在两道所述加固梁上，两个所述预应力拉杆的内端之间通过连接件进行连接。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：所述预应力拉杆的外端通过第一紧固螺栓固定在加固梁；所述加固梁通过多个第二紧固螺栓固定在所述拱圈与侧墙之间的连接处。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：两个所述预应力拉杆的内端与所述连接件之间均以螺纹方式进行连接，两个所述预应力拉杆的内端均为螺纹连接端，所述连接件的左右两侧分别开有一个供所述螺纹连接端安装的内螺纹口。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：所述连接件为花篮螺丝，两个所述内螺纹口分别为花篮螺丝的花篮螺丝腔体两端开设的螺口。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：所述横向连接机构中的两个所述预应力拉杆呈对称布设，且所述连接件上的两个所述内螺纹口呈对称布设；两道所述加固梁和多个所述横向连接机构均布设在同一水平面上。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：所述预应力拉杆为钢筋或圆柱形金属杆。上述一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征是：所述加固梁为槽钢。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、方法步骤简单、设计合理且实现方便，投入施工成本低，所采用的施工设备少。2、施工简便且施工周期短、施工效率高，主要包括窑洞拱圈合理拱轴线确定、测量放线、窑洞拱圈土体切削和加固装置安装四个步骤，经窑洞拱圈土体切削，将待加固黄土窑洞的拱圈拱形变成合理拱轴线的形状，即可达到加固拱圈顶部(即拱顶)塌落的黄土窑洞的目的，加固后的窑洞稳定性好且成本低。3、所采用的加固装置结构简单且设计合理，投入成本较低。4、所采用的加固装置安装方便，安装周期短且安装效率高，省工省时。5、所采用的横向连接机构结构简单、设计合理且加工制作及安装布设方便、使用效果好，通过连接件对两个预应力拉杆内端之间的间距进行调节，对两个预应力拉杆的预应力进行相应调节，并相应对两个预应力拉杆施加在两道加固梁的作用力大小进行调节，从而达到平衡拱圈的两个拱脚处产生不同大小水平推力的目的，达到防止窑洞侧墙发生倾斜的作用。6、所采用的加固装置加固效果好且经济实用，推广应用前景广泛，尤其适用于拱圈的拱曲线曲率较小的黄土窑洞加固。通过两道分别布设在窑洞拱圈两个拱脚处的加固梁以及多个连接于两道加固梁之间且能对施加在两道加固梁的作用力大小进行调节的横向连接机构，对黄土窑洞进行有效加固，能有效防止窑洞侧墙发生倾斜，能保证窑洞的结构稳定性，防止发生倒塌。实际使用时，因而，该加固装置通过拧紧连接件施加预应力来担负拱脚两端产生的水平推力，简便、快速对黄土窑洞进行有效加固。7、推广应用前景广泛，能对既有黄土窑洞进行简便、快速加固，并且投入成本低，经济实用。综上所述，本专利技术方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简便、快速对黄土窑洞进行有效加固。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的方法流程框图。图2为采用本专利技术加固后的窑洞结构示意图。图3为本专利技术加固装置中加固梁的布设位置示意图。附图标记说明:1—加固梁；2—切削后窑洞；2-1—侧墙；3—预应力拉杆；4—第一紧固螺栓；5—花篮螺丝腔体；6—第二紧固螺栓。具体实施方式如图1所示的一种既有黄土窑洞的加固方法，包括以下步骤：步骤一、窑洞拱圈合理拱轴线确定：结合待加固黄土窑洞的结构参数，且根据公式对所述待加固黄土窑洞中拱圈的合理拱轴线进行确定；所述待加固黄土窑洞为已投入使用的拱形窑洞；所述待加固黄土窑洞的结构参数包括待加固黄土窑洞中拱圈的矢高f和跨度l；公式(1)中，函数y＝f(x)为合理拱轴线方程；γ为所述待加固黄土窑洞中拱圈上覆黄土的平均容重；其中h为所述待加固黄土窑洞中左右两个侧墙2-1的高度；步骤二、测量放线：根据步骤一中所确定的合理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、窑洞拱圈合理拱轴线确定：结合待加固黄土窑洞的结构参数，且根据公式对所述待加固黄土窑洞中拱圈的合理拱轴线进行确定；所述待加固黄土窑洞为已投入使用的拱形窑洞；所述待加固黄土窑洞的结构参数包括待加固黄土窑洞中拱圈的矢高f和跨度l；公式(1)中，函数y＝f(x)为合理拱轴线方程；γ为所述待加固黄土窑洞中拱圈上覆黄土的平均容重；其中h为所述待加固黄土窑洞中左右两个侧墙(2‑1)的高度；步骤二、测量放线：根据步骤一中所确定的合理拱轴线方程y＝f(x)，在所述待加固黄土窑洞的窑洞口外侧进行测量放线，测出所述拱圈的合理拱轴线，并对测出的合理拱轴线进行标记；步骤三、窑洞拱圈土体切削：根据步骤二中测出的合理拱轴线，采用切削设备对所述待加固黄土窑洞中拱圈上部的土体进行切削，获得切削后窑洞(2)；所述切削后窑洞(2)中拱圈的拱轴线为步骤一中所确定的合理拱轴线。

【技术特征摘要】
1.一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、窑洞拱圈合理拱轴线确定：结合待加固黄土窑洞的结构参数，且根据公式对所述待加固黄土窑洞中拱圈的合理拱轴线进行确定；所述待加固黄土窑洞为已投入使用的拱形窑洞；所述待加固黄土窑洞的结构参数包括待加固黄土窑洞中拱圈的矢高f和跨度l；公式(1)中，函数y＝f(x)为合理拱轴线方程；γ为所述待加固黄土窑洞中拱圈上覆黄土的平均容重；其中h为所述待加固黄土窑洞中左右两个侧墙(2-1)的高度；步骤二、测量放线：根据步骤一中所确定的合理拱轴线方程y＝f(x)，在所述待加固黄土窑洞的窑洞口外侧进行测量放线，测出所述拱圈的合理拱轴线，并对测出的合理拱轴线进行标记；步骤三、窑洞拱圈土体切削：根据步骤二中测出的合理拱轴线，采用切削设备对所述待加固黄土窑洞中拱圈上部的土体进行切削，获得切削后窑洞(2)；所述切削后窑洞(2)中拱圈的拱轴线为步骤一中所确定的合理拱轴线；步骤二中进行测量放线时，先以所述待加固黄土窑洞的窑洞口底部中点为坐标原点，以所述窑洞口底部所处直线作为Y轴且以所述窑洞口的竖向中心线为X轴建立平面直角坐标系；之后，利用所建立的平面直角坐标系，且根据步骤一中所确定的合理拱轴线方程y＝f(x)，测出所述拱圈的合理拱轴线。2.按照权利要求1所述的一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征在于：步骤二中对测出的合理拱轴线进行标记时，采用墨斗在待加固黄土窑洞(2)的窑脸上弹出所述合理拱轴线。3.按照权利要求1或2所述的一种既有黄土窑洞的加固方法，其特征在于：步骤三中完成窑洞拱圈土体切削后，还需采用加固装置对切削后窑洞(2)进行加固；所述加固装置包括左右两道加固梁(1)和多个连接于两道所述加固梁(1)之间的横向连接机构，两道所述加固梁(1)呈平行布设且二者均沿切削后窑洞(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张风亮，高宗祺，朱武卫，陆建勇，田鹏刚，戴军，
申请(专利权)人：陕西省建筑科学研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61