一种建筑截桩迫降量预测方法技术

本发明专利技术涉及建筑物修复技术领域，提供了一种建筑截桩迫降量预测方法

【技术实现步骤摘要】
一种建筑截桩迫降量预测方法、设计方法及施工方法


[0001]本专利技术涉及建筑物修复
，特别是一种建筑截桩迫降量预测方法
、
设计方法及施工方法
。

技术介绍

[0002]既有高层建筑发生倾斜时，需要对其进行纠偏处理，目前常见的纠偏方式是采用截桩法进行迫降纠偏，具体做法是，截断部分工程桩，其桩顶荷载会转移到其他桩上，从而使其他桩的轴力增大，桩顶产生竖向变形；对不同区域截取不同数量的桩，并产生不同程度的变形量，当其整体变形量与建筑物前期差异沉降方向相反时，建筑物出现回倾
。
通过多轮次的截桩，进而逐步实现建筑物的纠偏
。
[0003]在实际纠偏项目中，如截桩数量不足或截桩选择不当，则会导致建筑物难以迫降；如截桩数量过多或截桩选择不当将会导致建筑物陡沉过倾
、
桩头爆裂等造成安全事故
。
因此，截桩前对迫降量的预测极为关键，通过预测分析，可判断每轮截桩数量和截桩选择是否合理，对应迫降量是否满足预期，保障迫降过程安全可控
。
[0004]但建筑物在截桩过程中的迫降量属于瞬时沉降，不同于常规固结沉降，无法按常规沉降计算方法，如实体深基础法进行计算；且截桩迫降过程需要考虑群桩效应
、
桩
‑
土
‑
上部结构的共同作用，按照常规单桩静载试验的
Q
‑
S
曲线预测存在较大误差，对截桩迫降量的预测准确度较差，进而无法准确掌握建筑的整体变形量，容易导致迫降纠偏作业对建筑物的纠偏出现偏差或失败
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：解决现有技术对迫降纠偏作业的最大迫降量预测准确度差，进而容易导致纠偏作业出现偏差或失败的问题，提供了一种建筑截桩迫降量预测方法
、
设计方法及施工方法
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种建筑截桩迫降量预测方法，包含如下步骤：
[0008]A.
基于筏板几何特征建立各桩迫降量的几何方程；建立截桩后桩群的力学平衡方程；基于截桩过程中桩基刚度特性建立各桩的物理方程；
[0009]B.
根据几何方程
、
力学平衡方程和和物理方程进行多参数联合求解，
[0010]获得最大迫降量
Δ
S
c
。
[0011]各桩迫降量的几何方程具体是基于筏板各处位移连续且没有局部变形条件而得到的，可以参考下式：
[0012][0013]式中，
Δ
S
i
为第
i
号桩的迫降预测值，其中
Δ
S
c
为被截断的桩的迫降预测值；
l
i
为第
i
号桩至转动轴的垂距，其中
l
c
为被截断的桩至转动轴的垂距；
[0014]桩群的力学平衡方程可以参考下式：
[0015][0016]式中，
Δ
N
ki
为第
i
号桩的轴力变化量；
[0017]各桩的物理方程可以参考下式：
[0018]Δ
N
ki
＝
k
i
×
Δ
S
i
[0019]式中，
k
i
为截桩前第
i
号桩的瞬时刚度
。
[0020]本方案基于筏板各处位移连续，筏板没有局部变形而建立起各桩迫降量的几何方程；基于建筑物上部荷载不变，建立截桩后桩群的力学平衡方程；基于截桩过程中桩基刚度特性，建立各桩的物理方程；再根据几何方程
、
力学平衡方程和物理方程进行多参数联合求解，即可以得到最大迫降量
Δ
S
c
、
各桩的瞬时刚度
k
i
、
各桩至转动轴的垂距
l
i
、
被截断的桩的轴力
N
kc
的关系式，而
k
i
、l
i
和
N
kc
均可以通过现有理论计算或测量获得，进而可以计算最大迫降量
Δ
S
c
；且由于本方案的
Δ
S
c
计算方法是基于筏板几何连续性和迫降区域桩基瞬时刚度推导而来，因此相比于现有技术，本方案更能反映迫降纠偏中群桩效应和瞬时沉降对
Δ
S
c
的影响，从而能获得比现有技术更加准确的
Δ
S
c
计算结果，并更好地指导建筑截桩迫降纠偏作业
。
[0021]作为本专利技术的优选方案，当被截断的桩数量为一时，步骤
B
中根据如下公式计算
Δ
S
c
：
[0022][0023]式中，
n
为建筑具有的桩的总数，
n
＝
{1
…
n}
；
c
为被截断的桩的编号；
k
i
为截桩前第
i
号桩的瞬时刚度；
l
i
为第
i
号桩至转动轴的垂距，
l
c
为被截断的桩至转动轴的垂距；
N
kc
为被截断的桩截桩前的轴力
。
[0024]被截桩的数量为一，如矩形建筑朝其一角倾斜时，截断位于倾斜方向相反一侧的角落处的桩
。
[0025]本方案给出了计算
Δ
S
c
的具体公式，能够对应被截断的桩数量为一的情况；其中
N
kc
l
c
代表被截断的桩的在截桩前的轴力和该桩至转动轴的垂距之积，代表所有未被截断的桩的瞬时刚度和他们分别至转动轴的垂距之积的和
。
[0026]作为本专利技术的优选方案，当被截断的桩数量大于一时，步骤
B
中根据如下公式计算
Δ
S
c
：
[0027][0028]式中，
n
为建筑具有的桩的总数，
n
＝
{1
…
n}
；
sc
为被截断的桩的编号的集合；
k
i
为截桩前第
i
号桩的瞬时刚度；
l
i
为第
i
号桩至转动轴的垂距，
N
ki
为第
i
号桩在截桩前的轴力
。
[0029]被截桩的数量大于一，如矩形建筑朝其一条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种建筑截桩迫降量预测方法，其特征在于，包含如下步骤：
A、
基于筏板几何特征建立各桩
(1)
迫降量的几何方程；建立截桩后桩群的力学平衡方程；基于截桩过程中桩基刚度特性建立各桩
(1)
的物理方程；
B、
根据几何方程
、
力学平衡方程和和物理方程进行多参数联合求解，获得被截断的桩
(1)
的最大迫降量
Δ
S
c
。2.
根据权利权利要求1所述的一种建筑截桩迫降量预测方法，其特征在于，当被截断的桩
(1)
数量为一时，步骤
B
中根据如下公式计算
Δ
S
c
：式中，
n
为建筑具有的桩
(1)
的总数，
c
为被截断的桩
(1)
的编号；
k
i
为截桩前第
i
号桩
(1)
的瞬时刚度；
l
i
为第
i
号桩
(1)
至转动轴的垂距，
l
c
为被截断的桩
(1)
至转动轴的垂距；
N
kc
为被截断的桩
(1)
在截桩前的轴力
。3.
根据权利要求1所述的一种建筑截桩迫降量预测方法，其特征在于，当被截断的桩
(1)
数量大于一时，步骤
B
中根据如下公式计算
Δ
S
c
：式中，
n
为建筑具有的桩
(1)
的总数，
sc
为被截断的桩
(1)
的编号的集合；
k
i
为截桩前第
i
号桩
(1)
的瞬时刚度；
l
i
为第
i
号桩
(1)
至转动轴的垂距，
N
ki
为第
i
号桩
(1)
在截桩前的轴力
。4.
根据权利要求1至3中任何一项所述的一种建筑截桩迫降量预测方法，其特征在于，步骤
B
之前对
k
i
的值进行测量
。5.
根据权利要求4所述的一种建筑截桩迫降量预测方法，其特征在于，测量
k
i
时，按各桩
(1)l
i
的值不同将各桩
(1)
划分至不同的分区分别测量
。6.
一种建筑截桩迫降设计方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、
根据纠倾需求初定回倾量和各桩
(1)
的迫降量；
S2、
初定截桩数量和截桩位置；
S3、
采用如权利要求1至5中任何一项所述的建筑截桩迫降量预测方法预测最大迫降量
Δ

【专利技术属性】
技术研发人员：莫振林，肖杨，彭小军，袁永强，杨少朋，程曦文，彭林，樊清，孙蓓，王海洋，杨俏，
申请(专利权)人：中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：