一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构及其施工方法，该限位结构包括待截断的原桩（1），千斤顶（5），千斤顶承台，新桩（3）和设在新桩（3）上的新桩承台（4）以及使原桩（1）在截断后继续发挥承载能力的加固连接结构；新桩（3）穿设在基础筏板（7）中；新桩承台（4）与基础筏板（7）之间的竖向距离由原桩所需纠倾量决定，与千斤顶承台之间的竖向距离能保证千斤顶卸力后轻松取出。本发明专利技术既能严格控制建筑物的沉降差，又能有效控制沉降速度，还能最大程度使得原桩在截断后继续发挥承载作用，而且千斤顶在荷载传递至新桩承台后能够取出重复利用，具有受力合理、安全可靠、造价低以及施工简便等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构及其施工方法
本专利技术涉及既有建筑地基基础纠倾加固
，尤其涉及一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构及其施工方法。
技术介绍
桩基础作为一种常见的基础形式，被广泛应用于实际工程，但是，与传统观点所认为的桩基础建筑物极少发生不均匀沉降及倾斜有所不同，其往往也会受到设计、施工、使用等诸多方面的影响而产生倾斜。例如：（1）设计过程中，由于桩基设计布置不合理或上部主体结构设计偏重于非对称的美学艺术，会造成上部结构对地基施加的荷载作用不均匀；（2）施工过程中，缺乏监管、技术水平欠缺等原因会使得部分桩的桩端并未进入持力层，桩底甚至没有扩大头，单桩承载力严重不足；（3）建筑物使用过程中，一些布置在深厚湿陷性黄土层中的桩由于地下水环境改变，引起地基土浸水湿陷变形，导致其承载力大大降低；（4）另外，在很多填方地基处理过程中，也会因为没有完全按照规范进行碾压夯实而使地基处理不完善，承载力存在不足。在以上诸多因素的影响下，桩基建筑物倾斜现象时有发生，给建筑物的安全使用带来了很大隐患，严重威胁到人民生命财产安全。因此，对倾斜桩基建筑物进行纠偏以及地基加固显得尤为重要。目前，对于桩基建筑物纠倾加固技术，普遍采用的是截桩托换，即首先使沉降较大侧桩基停止沉降，然后将沉降较小侧桩基进行截桩处理，利用建筑物的自重使该侧桩基发生沉降，使其与沉降较大侧高度齐平，由此达到纠倾的目的。一般情况下，倾斜桩基建筑物都会存在桩基承载力不足的问题，所以在进行截桩迫降的同时，往往需要在所截断桩的周围布置新桩，以便将截断桩原本承担的荷载及时转移至新桩，由新桩来承担，从而实现桩基建筑物的纠偏以及地基的加固同步进行。尽管截桩托换技术在桩基建筑物纠倾方面取得了很多成功，但却仍然存在着以下几点问题：（1）截桩下沉量很难控制，特别是所需沉降量比较大时，如果沉降过小则无法达到纠倾目的，如果沉降过大则使纠倾过度，从而使建筑物向相反方向倾向，产生新的纠偏难题；（2）截桩过程中沉降速度很难控制，特别是所需沉降量比较大时，容易造成建筑物的突然下沉，引发安全事故。此外，原基础桩在截断后虽然还具有一定的承载能力，但是承载能力的发挥却十分有限，显然这是一种资源的浪费。对此，申请号为2017208460341技术提出了在截断桩上设置承台，利用千斤顶进行下沉量的控制，但该处理方案中千斤顶始终处于受力状态，无法取出，建筑物纠偏中一次性的使用大量大型千斤顶势必会使得工程造价过于昂贵，同时该措施没有在原桩周围采用新桩进行托换，会造成桩基承载力不足，极易出现安全问题，所以实用性并不强。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构，其既能严格控制建筑物的沉降差，又能有效控制沉降速度，还能最大程度使得原桩在截断后继续发挥承载作用，而且千斤顶在荷载传递至新桩承台后能够取出重复利用。同时，本专利技术还相应提供了一种该结构的施工方法。为解决上述问题，本专利技术所述的一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构，该限位结构包括：待截断的原桩，设在所述原桩周围用来顶住上方基础筏板的千斤顶，用来放置所述千斤顶的千斤顶承台，新桩和设在所述新桩上的新桩承台以及在上部载荷成功转移到所述新桩承台之后，使所述原桩在截断后继续发挥承载能力的加固连接结构；所述新桩穿设在所述基础筏板上预设的新桩钻入孔中；所述新桩承台设在所述基础筏板下方，其与所述基础筏板之间的竖向距离由所述原桩所需纠倾量决定，与所述千斤顶承台之间的竖向距离能够保证所述千斤顶卸力后轻松取出。优选的，在上述限位结构中，所述原桩的截断方式为：将所述原桩顶部截断至高出所述千斤顶承台一段距离；所述加固连接结构包括设在所述千斤顶承台与所述基础筏板之间用来在两者之间形成封闭空间的围堰，开设在所述所述基础筏板上的注浆孔以及填充在所述封闭空间内和所述注浆孔中的混凝土填充体。优选的，在上述限位结构中，所述原桩的截断方式为：对所述原桩进行钻孔破碎并使钻孔破碎段的高度与所述原桩所需纠倾量相适应；所述加固连接结构包括围设在所述原桩外壁上且覆盖所述钻孔破碎段的第二钢套筒以及以支模方式填充在所述原桩与所述第二钢套筒的水泥砂浆填充体。优选的，在上述限位结构中，所述限位结构还包括在上部载荷转移到所述新桩承台之后，设在所述新桩钻入孔内所述新桩外壁与所述基础筏板之间的结构胶填充体。优选的，在上述限位结构中，所述千斤顶承台为设在所述原桩上的原桩新增承台，其具体包括围设在所述原桩外壁上的第一钢套筒，垂直设在所述第一钢套筒上、均匀分布的多个第一连接支撑板以及设在所述第一连接支撑板顶部并与所述第一钢套筒连接的第一环形承台板。优选的，在上述限位结构中，所述第一钢套筒由多块弧形钢板构成，其通过第一锚栓固定于所述原桩。优选的，在上述限位结构中，所述千斤顶承台为砌筑在所述原桩旁边的砖墩承台。优选的，在上述限位结构中，所述新桩为钢管桩，所述新桩承台包括垂直设在所述钢管桩上、均匀分布的多个第二连接支撑板以及设在其顶部并与所述钢管桩连接的第二环形承台板。相应地，本专利技术还提供了一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构的施工方法，具体包括如下步骤：确定各桩所需纠倾量并静压新桩：根据桩基建筑物的倾斜情况，确定原桩所需纠倾量和相应新桩的补桩数量和补桩位置，并在基础筏板上开凿新桩钻入孔，将所述新桩静压至设计标高；开挖施工空间并安装新桩承台：待所有新桩均静压至设计标高后，在基础筏板以下开挖具有一定竖向高度的施工空间，然后根据所述原桩所需纠倾量，在所述新桩相应位置安装新桩承台；设置千斤顶承台并放置千斤顶：根据与所述新桩承台之间的距离要求，在所述原桩周围施工千斤顶承台，然后将千斤顶置于所述千斤顶承台上，并使其顶部顶住所述基础筏板处于受力状态；截桩沉降控制：截断所述原桩，将原本由所述原桩承担的上部荷载逐渐转移至所述千斤顶，并且让所述基础筏板随着所述千斤顶一同缓慢下降到所述新桩承台位置，与所述新桩承台紧密接触，实现上部荷载由所述千斤顶承担到所述新桩承台承担的转换；加固连接结构施工：在上部荷载成功从所述千斤顶转移到所述新桩承台之后，施工加固连接结构，以使所述原桩在截断后继续发挥承载能力。优选的，在上述施工方法中，所述原桩的截断方式为：将所述原桩顶部截断至高出所述千斤顶承台一段距离；所述加固连接结构的施工方法包括：在取出千斤顶之后，在所述千斤顶承台上用砖块砌筑围堰，使所述千斤顶承台与所述基础筏板之间形成封闭空间，并在该封闭空间上方对应的筏板处开凿注浆孔，将细石混凝土通过注浆孔所述填充至围堰内形成混凝土填充体。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术中，（1）通过在新桩指定位置设置新桩承台，能够准确严格控制截桩后建筑物的沉降量，其中，建筑物的沉降量就是新桩承台距离基础筏板的距离；（2）千斤顶的利用能够使截桩后建筑物的沉降缓慢进行，同时避免建筑物突然沉降过大引发安全隐患；（3）新桩承台与千斤顶的有效结合，能够实现上部荷载的安全转换，同时在荷载传递至新桩后能够及时将千斤顶取出，使得千斤顶得到重复利用；（4）在上部载荷成功转移到新桩承台之后，加固连接结构使截断后的原桩继续发挥承载能力，极大程度提高了整个桩基的承载能力，同时避免了原桩资源浪费。2、进一步地，针对不同的原桩截断方式，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构，其特征在于，该限位结构包括：待截断的原桩（1），设在所述原桩（1）周围用来顶住上方基础筏板（7）的千斤顶（5），用来放置所述千斤顶（5）的千斤顶承台，新桩（3）和设在所述新桩（3）上的新桩承台（4）以及在上部载荷成功转移到所述新桩承台（4）之后，使所述原桩（1）在截断后继续发挥承载能力的加固连接结构；所述新桩（3）穿设在所述基础筏板（7）上预设的新桩钻入孔（8）中；所述新桩承台（4）设在所述基础筏板（7）下方，其与所述基础筏板（7）之间的竖向距离由所述原桩（1）所需纠倾量决定，与所述千斤顶承台之间的竖向距离能够保证所述千斤顶（5）卸力后轻松取出。

【技术特征摘要】
1.一种桩基建筑物纠倾截桩托换限位结构，其特征在于，该限位结构包括：待截断的原桩（1），设在所述原桩（1）周围用来顶住上方基础筏板（7）的千斤顶（5），用来放置所述千斤顶（5）的千斤顶承台，新桩（3）和设在所述新桩（3）上的新桩承台（4）以及在上部载荷成功转移到所述新桩承台（4）之后，使所述原桩（1）在截断后继续发挥承载能力的加固连接结构；所述新桩（3）穿设在所述基础筏板（7）上预设的新桩钻入孔（8）中；所述新桩承台（4）设在所述基础筏板（7）下方，其与所述基础筏板（7）之间的竖向距离由所述原桩（1）所需纠倾量决定，与所述千斤顶承台之间的竖向距离能够保证所述千斤顶（5）卸力后轻松取出。2.如权利要求1所述的限位结构，其特征在于，所述原桩（1）的截断方式为：将所述原桩（1）顶部截断至高出所述千斤顶承台一段距离；所述加固连接结构包括设在所述千斤顶承台与所述基础筏板（7）之间用来在两者之间形成封闭空间的围堰（10），开设在所述所述基础筏板（7）上的注浆孔（9）以及填充在所述封闭空间内和所述注浆孔（9）中的混凝土填充体（11）。3.如权利要求1所述的限位结构，其特征在于，所述原桩（1）的截断方式为：对所述原桩（1）进行钻孔破碎并使钻孔破碎段（14）的高度与所述原桩（1）所需纠倾量相适应；所述加固连接结构包括围设在所述原桩（1）外壁上且覆盖所述钻孔破碎段（14）的第二钢套筒（15）以及以支模方式填充在所述原桩（1）与所述第二钢套筒（15）的水泥砂浆填充体（16）。4.如权利要求1所述的限位结构，其特征在于，所述限位结构还包括在上部载荷转移到所述新桩承台（4）之后，设在所述新桩钻入孔（8）内所述新桩（3）外壁与所述基础筏板（7）之间的结构胶填充体（12）。5.如权利要求1所述的限位结构，其特征在于，所述千斤顶承台为设在所述原桩（1）上的原桩新增承台（2），其具体包括围设在所述原桩（1）外壁上的第一钢套筒（21），垂直设在所述第一钢套筒（21）上、均匀分布的多个第一连接支撑板（22）以及设在所述第一连接支撑板（22）顶部并与所述第一钢套筒（21）连接的第一环形承台板（23）。6.如权利要求5所述的限位结构，其特征在于，所述第一钢套筒（21）...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彦鹏，杨奎斌，杨校辉，王露，李亚胜，魏真红，严紫豪，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62