一种建（构）筑物地基加固托换墩及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种建(构)筑物地基加固托换墩及其施工方法：对托换墩进行放线定位；开挖导坑、操作坑；安装钢管桩、固定桩顶钢板；对钢管桩进行预压托换处理；在桩顶钢板上固定一托换钢管，托换钢管上端与建筑物基础接触，托换钢管与钢管桩同轴；在托换钢管侧壁上预制有注浆管接头；开挖托换墩孔；在托换墩孔内浇筑素混凝土至与钢管桩平齐；对地基土进行压力注浆；浇筑钢管桩的桩头部位；分层夯实回填操作坑。本发明专利技术通过预先在基底下压入托换钢管桩，能够避免托换墩施工期间引起既有建筑物基础和上部结构产生附加下沉，特别适用于建筑物地基事故处理和基础预防性托换；增加了托换墩的端承力，并可减少地基沉降。

A building (construction) foundation reinforcement and its construction method and its construction method

The invention discloses a building (structure) building foundation underpinning reinforcement pier and the construction method of underpinning pier line positioning; heading excavation and pit operation; installation of steel pipe pile and pile top plate fixed on the steel pipe pile; preloading treatment; in the top of a fixed steel sheet pile underpinning steel pipe, steel pipe and the upper end of the contact underpinning building, underpinning steel pipe and steel pipe pile underpinning in coaxial; prefabricated steel pipe is arranged on the side wall of the grouting pipe joints; excavation underpinning pier hole; in underpinning pier hole pouring concrete and steel pipe pile to flush; pressure grouting in the foundation soil; pile head the casting of steel pipe pile; tamped backfill pit operation. The present invention in advance in the basement under pressure in the change of steel pipe pile, can avoid underpinning during the construction of the pier caused by the existing building foundation and upper structure to generate additional sink, especially suitable for building foundation treatment and foundation of accident prevention underpinning; increase the underpinning pier end bearing capacity, and can reduce the foundation settlement.

【技术实现步骤摘要】
一种建(构)筑物地基加固托换墩及其施工方法
本专利技术属于土木工程中的地基与基础加固
，具体涉及一种建(构)筑物地基加固托换墩及其施工方法。
技术介绍
墩式托换技术是地基与基础事故处理或预防性托换中常用的方法，广泛应用于古建筑地基加固、既有房屋增层改造地基补强和建(构)筑物纠倾工程中。该托换技术适用于条形基础、独立基础和筏板基础等多种基础形式。传统的墩式托换技术是直接在既有建(构)物基底下挖孔，深度至设计要求的持力层，然后灌注混凝土形成托换墩。托换墩一般直径较大、深度有限，墩孔多采用人工开挖。托换墩的承载力主要取决于墩身材料的抗压强度和墩底持力层地基土的承载力。墩式托换技术目前存在以下问题：(1)墩孔开挖施工会造成原基底面积的削弱，必然引起原建(构)筑物基础及上部结构产生附加下沉；(2)墩身混凝土灌注过程中，可能会发生离析、缩颈、夹泥等缺陷，导致墩身材料抗压强度不易保证，直接影响托换墩的承载力；(3)托换墩底部地基土不能得到有效加固，托换墩的端承力难以保证；(4)对于纠倾工程，纠倾施工必须待托换墩强度达到28天龄期后方可进行，施工周期较长。因此，研究和设计一种新的建(构)筑物地基加固托换墩及其施工方法十分必要和迫切。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种建(构)筑物地基加固托换墩的施工方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案(施工过程)如下：一种建(构)筑物地基加固托换墩的施工方法，包括如下步骤：(1)对托换墩进行放线定位；(2)在托换墩的对应位置处，距离既有建(构)筑物基础的外边缘一定距离处竖直开挖导坑；(3)开挖操作坑；(4)在操作坑内设计托换墩处竖直安装第一节钢管；在第一个钢管上方依次竖直安装其余钢管，形成钢管桩；(5)卸除压桩设备，在钢管桩上端开口处固定一块中心开有圆孔的桩顶钢板；(6)采用托换装置对钢管桩进行预压托换处理；(7)在桩顶钢板上固定一托换钢管，托换钢管上端与建筑物基础接触，托换钢管与钢管桩同轴；在托换钢管侧壁上预制有注浆管接头；(8)以钢管桩为中心轴，在建筑物基础底面以下开挖托换墩孔；(9)在托换墩孔内浇筑素混凝土至与钢管桩平齐；(10)通过托换钢管侧壁上预留的注浆接头对地基土进行压力注浆；(11)浇筑钢管桩的桩头部位；(12)分层夯实回填操作坑。进一步的，在所述钢管桩下端的侧壁上均布有多个出浆孔。进一步的，在钢管壁上500mm范围内，沿钢管高度方向上布置5层出浆孔。进一步的，所述出浆孔为圆形，孔径为Φ6，孔间距为50mm，上下两层出浆孔的距离为100mm。进一步的，在分布有出浆孔的钢管桩的外壁上包裹一圈滤网。进一步的，在所述滤网的外侧缠绕透水膜。进一步的，在所述钢管桩的底端设有一桩靴，该桩靴为底面半径大于钢管半径的倒圆锥，该倒圆锥的锥角不大于60度。本专利技术的另一个目的在于，提供一种建(构)筑物地基加固托换墩，包括安装在建(构)筑物基底下方的多个托换墩，所述托换墩内部设有与其同轴的钢管桩；所述钢管桩上端开口处固定一块中心开有圆孔的桩顶钢板；在所述桩顶钢板上固定有与钢管桩同轴的托换钢管，所述托换钢管上端与建筑物基底接触；在所述托换钢管侧壁上预制有注浆管接头；在所述钢管桩下端的侧壁上均布有多个出浆孔。进一步的，在分布有所述出浆孔的钢管桩的外壁上包裹一圈滤网。进一步的，在钢管桩的底端设有一桩靴，所述桩靴为底面半径大于钢管半径的倒圆锥。与现有的墩式托换技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术通过预先在基底下压入托换钢管桩，能够避免托换墩施工期间引起既有建(构)筑物基础和上部结构产生附加下沉，特别适用于建筑物地基事故处理和基础预防性托换。(2)本专利技术大幅度提高了托换墩的承载力。通过对墩底持力层后压浆，使浆液在墩底部地基土层中有明显的扩散渗透、挤密、加固和局部膨胀扩径等作用，从而增加了托换墩的端承力，并可减少地基沉降。(3)本专利技术显著提高了托换墩的抗压强度。钢管桩与墩身混凝土组合为劲性混凝土结构，形成复合材料，承载力大幅提高。(4)基底部位采用微膨胀混凝土，避免了混凝土凝结硬化过程中由于收缩造成混凝土与基底脱空的问题；(5)本专利技术具有施工工期短，成本低等优点。在托换墩施工完成后，即可进行上部结构施工，无施工间歇，缩短了工期，节约了成本。附图说明图1是本专利技术的建(构)筑物基础托换墩的结构示意图；图2是图1的A-A向视图；图3是图1节点2的大样图；图4是图1节点1的大样图。图中各标号含义：1-既有建筑物基础、2-托换钢管、3-钢垫板、4-钢管桩、5-托换墩、6-被加固的土体、7-注浆管接头、8-注浆圆孔、10-带有注浆圆孔的钢板、11-滤网、12-注浆孔。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。具体实施方式参见图1～图4，本专利技术的一种建(构)筑物地基加固托换墩的施工方法，具体包括以下步骤：(1)根据建(构)筑物基底1以上荷载和托换墩5的承载力，确定托换墩5的数量和位置，对托换墩5进行放线定位，相邻托换墩5间距介于1.8～2.0m。(2)在托换墩5的对应位置处，距离建(构)筑物基础1的外边缘10～20cm处竖直开挖导坑，该导坑的平面尺寸为1.2m×1.0m～1.5m×1.0m，导坑的深度至建(构)筑物基础底面以下1.5～2.0m；(3)开挖操作坑：将导坑在基础1底面以下的部分向基础1的内侧方向水平开挖至设计要求的托换墩5中心位置处，得到高度为1.8～2.0m的操作坑；(4)在操作坑内托换墩5定位轴线处竖直安装第一节钢管并校正垂直，该第一节钢管底端带有桩靴；以建筑物基础1底面以上荷载为反力，使用压桩设备(如千斤顶)将该钢管竖直向下压入操作坑底部的地基土中；为了便于施工，将钢管预先加工成长度为1.0～1.5m的多段钢管；在第一个钢管上方依次竖直安装其余钢管，通过不断地压桩、接桩交替进行，钢管之间现场焊接为一整体，直至建筑物基础底面以下钢管桩4的长度≥托换墩设计长度+1000mm，即得到钢管桩4；为了增加托换墩5的底端承载力，同时减少地基沉降，如图3所示，在钢管桩4下端的侧壁上均布有多个出浆孔12，这些出浆孔12能够使进入钢管桩4的水泥浆液直接渗入钢管底端的地层中并沿孔隙扩散。经试验，在钢管壁上500mm范围内，沿钢管高度方向上布置5层出浆孔。优选的，出浆孔12为圆形，圆形能够均匀地扩散；其优选的孔径为Φ6，孔间距为50mm，上下两层出浆孔12的距离为100mm。另外，为了使第一节钢管在压入地基土的过程中出浆孔12不被堵住，在分布有出浆孔12的钢管外壁上包裹一圈滤网11，可选用点焊将滤网11固定在钢管壁上；防堵效果更好的是在滤网11的外侧缠绕聚乙烯保鲜膜，并用塑料胶带每隔100mm间距缠绕固定。优选的，在第一节钢管的底端设有一桩靴9，该桩靴9为底面半径大于钢管半径的倒圆锥，该倒圆锥的锥角不大于60度。桩靴9的作用：a.保护钢管在压桩过程中，注浆孔不被破坏和堵塞；b.减小了压桩过程中桩周土的摩阻力，可以使钢管桩进入较深地层；c.便于压桩完成后，浆液能够从钢管中顺畅流出。优选的，该钢管(不含桩靴)的长度为1.0～1.5m，壁厚7mm，外径为Φ273mm。(5)卸除压桩设备，然后在钢管桩4上端开口处固定一块桩顶钢板10，桩顶钢板10中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建(构)筑物地基加固托换墩的施工方法，包括如下步骤：(1)对托换墩进行放线定位；(2)在托换墩的对应位置处，距离既有建(构)筑物基础的外边缘一定距离处竖直开挖导坑；(3)开挖操作坑；其特征在于，还包括如下步骤：(4)在操作坑内设计托换墩处竖直安装第一节钢管；在第一个钢管上方依次竖直安装其余钢管，形成钢管桩；(5)卸除压桩设备，在钢管桩上端开口处固定一块中心开有圆孔的桩顶钢板；(6)采用托换装置对钢管桩进行预压托换处理；(7)在桩顶钢板上固定一托换钢管，托换钢管上端与建筑物基础接触，托换钢管与钢管桩同轴；在托换钢管侧壁上预制有注浆管接头；(8)以钢管桩为中心轴，在建筑物基础底面以下开挖托换墩孔；(9)在托换墩孔内浇筑素混凝土至与钢管桩平齐；(10)通过托换钢管侧壁上预留的注浆接头对地基土进行压力注浆；(11)浇筑钢管桩的桩头部位；(12)分层夯实回填操作坑。

【技术特征摘要】
1.一种建(构)筑物地基加固托换墩的施工方法，包括如下步骤：(1)对托换墩进行放线定位；(2)在托换墩的对应位置处，距离既有建(构)筑物基础的外边缘一定距离处竖直开挖导坑；(3)开挖操作坑；其特征在于，还包括如下步骤：(4)在操作坑内设计托换墩处竖直安装第一节钢管；在第一个钢管上方依次竖直安装其余钢管，形成钢管桩；(5)卸除压桩设备，在钢管桩上端开口处固定一块中心开有圆孔的桩顶钢板；(6)采用托换装置对钢管桩进行预压托换处理；(7)在桩顶钢板上固定一托换钢管，托换钢管上端与建筑物基础接触，托换钢管与钢管桩同轴；在托换钢管侧壁上预制有注浆管接头；(8)以钢管桩为中心轴，在建筑物基础底面以下开挖托换墩孔；(9)在托换墩孔内浇筑素混凝土至与钢管桩平齐；(10)通过托换钢管侧壁上预留的注浆接头对地基土进行压力注浆；(11)浇筑钢管桩的桩头部位；(12)分层夯实回填操作坑。2.如权利要求1所述的建(构)筑物地基加固托换墩的施工方法，其特征在于，在所述钢管桩下端的侧壁上均布有多个出浆孔。3.如权利要求2所述的建(构)筑物地基加固托换墩的施工方法，其特征在于，在所述钢管壁上500mm范围内，沿钢管高度方向上布置5层出浆孔。4.如权利要求2任一所述的建(构)筑物地基加固托换墩的施工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建平，刘明星，张庆符，冯杨，姚修文，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61