一種灌漿聯(lián)合預應力錨桿靜壓樁糾偏加固方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種灌漿聯(lián)合預應力錨桿靜壓樁糾偏加固方法，該方法首先確定建筑物最大沉降的位置和傾斜方向，并開挖灌漿孔和布局預應力錨桿靜壓樁，在靜壓樁上安裝預應力裝置，使建筑物與靜壓樁通過預應力裝置連接；然后調配水泥基復合化學灌漿料，并將灌漿料通過灌漿管灌入地基中，灌漿料在灌漿孔中產(chǎn)生超孔隙壓力，使基地土向上變形，建筑物在地基土的超孔隙壓力作用下也隨之向上抬升；最后在靜壓樁上施加合適的預應力，使建筑物受到向上的支撐力，從而阻止建筑物在灌漿停止后的沉降，待灌漿料固結體形成強度后，便可進行下一輪的灌漿操作。本發(fā)明專利技術提供的糾偏加固方法具有操作簡單、風險低、安全可靠，能夠有效減緩超孔隙壓力消散的優(yōu)點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及既有建筑結構的糾偏加固
，尤其涉及一種利用灌漿聯(lián)合預應力錨桿靜壓樁對建筑結構進行糾偏和加固的方法。
技術介紹
隨著城市建設開發(fā)進程的加快，在城市建筑密集區(qū)開展工程項目越來越多。在城市建筑密集區(qū)開展工程建設項目，尤其是基坑工程，極易對工程項目所在地周邊建筑造成諸如沉降、傾斜等影響。由于工程施工造成周邊房屋建筑沉降、傾斜，必須對原有建筑進行糾偏加固。針對房屋加固的傳統(tǒng)施工工藝中，以錨桿靜壓樁最為常見。錨桿靜壓樁是采用反力錨桿在原有建筑物底板上開孔壓樁，當壓入足夠數(shù)量的樁，使樁的承載力與上部建筑荷載相當時，上部建筑荷載完全或大部分由新增的樁承擔，即實現(xiàn)了建筑基礎的加固。但是錨桿靜壓樁用于加固多高層建筑時，往往布樁數(shù)量多、造價高。針對房屋糾偏的施工工藝中，傳統(tǒng)的糾偏工藝以斷柱頂升和掏土迫降法最為常見。但是這兩種工藝對施工環(huán)境要求高，且糾偏過程中存在較大的風險，房屋建筑糾偏過程中建筑物不得使用，由于居民外遷安置引起的費用遠比工程費用高。我國在20世紀80～90年代期間，對于層數(shù)不高、荷載不大的框架結構，也有采用壓力灌漿糾偏的工程案例。傳統(tǒng)的壓力灌漿糾偏建筑物的工法，是利用壓力將水泥等無機材料配制的漿液灌入地基土中，在地基土的孔隙內(nèi)滲透、充填和擠密，形成超孔隙壓力，利用形成的超孔隙壓力抬升建筑物達到糾偏的目的。但是水泥等無機材料配制的漿液的凝固需要較長的時間，一旦灌漿停止，隨著超孔隙壓力的消散，建筑物便再次下沉。故傳統(tǒng)的壓力灌漿糾偏建筑物方法對擬糾偏對象的荷載要求較高，通常適用于小型建筑、荷載不大的建筑物，即便如此，糾偏效果也并不理想，在現(xiàn)代城市建筑實際工程中也鮮有應用。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種利用灌漿聯(lián)合預應力錨桿靜壓樁對建筑結構實施糾偏和加固的方法，該方法安全可靠，可以有效減緩超孔隙壓力的消失，通過多次灌漿、累積抬升達到糾偏并加固建筑物地基的目的。本專利技術的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：一種灌漿聯(lián)合預應力錨桿靜壓樁糾偏加固方法，該方法具體包括如下步驟：步驟S1:在建筑物變形最大的部位進行布置并開挖灌漿孔，灌漿孔直徑150mm，內(nèi)置灌漿管，孔深及孔距根據(jù)建筑物荷載和地質情況實際調整。所有灌漿孔布置在建筑物變形最大的位置上，可采用直孔或者斜孔的形式。由于單個灌漿孔內(nèi)的漿液對土體的影響范圍有限，其擴散半徑一般在1mm至3mm之內(nèi)，所以本專利技術的鉆孔間距設置為1m～3m之間，使全部灌漿孔的影響范圍疊加為一體，增大抬升力度，能夠有效對建筑物進行糾偏，在實際操作中可根據(jù)建筑物的變形情況和地質條件適當調整。步驟S2:在建筑物變形最大部位的基礎上開孔并施工錨桿靜壓樁。作為本專利技術的優(yōu)選方案，錨桿靜壓樁可采用預制管樁、方樁或者鋼管樁。步驟S3:在錨桿靜壓樁樁頂安裝槽鋼連梁、千斤頂、反力錨桿(反力錨桿為植筋在原建筑物基礎上的鋼筋錨桿)和墊塊，構成預應力裝置。具體連接關系為槽鋼連梁的兩端通過鎖緊螺母與兩側的反力錨桿連接，千斤頂通過墊塊安裝在錨桿靜壓樁上，千斤頂?shù)捻敳颗c槽鋼連梁抵接，通過千斤頂向上施加作用力，使兩邊的反力錨桿受到向上的支撐力，起到減緩超孔隙壓力消失的作用。步驟S4:根據(jù)建筑物傾斜情況，計算滿足規(guī)范限定的傾斜率所對應的抬升量，并設計好單次抬升量。作為本專利技術的優(yōu)選方案，為了降低每次灌漿作業(yè)的風險，確保糾偏安全，本專利技術中的單次抬升量不宜超過2mm。這樣設計有兩方面的原因，一是由于漿液在固化前處于固液共存狀態(tài)，與機械式的抬升機構相比，在合適的灌漿壓力下，建筑物抬升的速度比較慢，力度較小，因此單次的抬升量也比較小；二是由于建筑物采用鋼筋混凝土結構，是脆性材料，單次抬升量過大時會影響建筑框架的穩(wěn)定，嚴重時會造成梁板開裂甚至倒塌，因此為了確保建筑物的安全、將風險控制在合理的范圍內(nèi)，將對建筑物結構的不利影響降到最小，設定了該抬升量。步驟S5:配制水泥基復合化學灌漿材料，并通過灌漿泵將灌漿材料灌入地基土中，灌漿壓力控制在0.5MPa至2MPa范圍內(nèi)。灌漿后，漿液的固結時間約15s，固結體形成強度的時間約4h～6h。作為本專利技術的優(yōu)選方案，所述水泥基復合化學灌漿材料主要包括水泥、早強劑和水玻璃；其中以水泥為主劑，按重量百分比摻入水泥重量的1％-6％的早強劑和水泥重量的5％-20％的水玻璃復合而成，水玻璃則以45波美度為基準。作為本專利技術的優(yōu)選方案，在灌漿初期，由于漿液進入灌漿孔后對土體內(nèi)部進行滲透，屬于擾動/入侵土體的過程，因此為了讓土體有個適應的過程，不至于破壞土體的基礎結構，在灌漿初期，應以減小變形速率、穩(wěn)定變形為目標，采取小流量、低壓力的灌漿方法，灌漿壓力不超過1MPa為宜。在灌漿的后期需要使土體向上產(chǎn)生變形、膨脹，從而抬升建筑物，因此在灌漿后期以抬升建筑物為目的，采取大流量、高壓力灌漿，灌漿壓力1MPa～2MPa之間。步驟S6:當單次灌漿抬升量達到設計值后，在錨桿靜壓樁樁頂施加預應力，使錨桿靜壓樁立刻主動受力，并停止灌漿。每一輪灌漿結束后，采用千斤頂施加樁頂預應力。若灌漿引起的超孔隙壓力消散，建筑物便會再次沉降，所以需要在錨桿靜壓樁樁頂施加的預應力，這樣可使樁主動受力，以抵消超孔隙壓力的損失，從而達到阻止建筑再次沉降的目的。步驟S7:停止灌漿4h～6h后，待灌漿漿液形成強度后，再次開始灌漿，通過反復灌漿、累積抬升的方式，直至抬升量達到設計要求，使建筑物傾斜率滿足規(guī)范限值。作為本專利技術的優(yōu)選方案，所述灌漿管采用常用的直徑為48mm的鋼管或袖閥管。作為本專利技術的優(yōu)選方案，單個預應力錨桿靜壓樁提供的承載力在100kN至250kN之間，由預應力錨桿靜壓樁所組成的樁群提供的承載力是上部載荷的10％至30％。進一步的，所述反力錨桿為植筋在原建筑物基礎上的鋼筋錨桿，直徑為20mm至25mm之間。所述槽鋼連梁采用型號不小于22a(數(shù)字越大代表尺寸越大，承載能力越大)的槽鋼制作。本專利技術的工作過程和原理是：首先確定建筑物最大沉降的位置和傾斜方向，并開挖灌漿孔和布局預應力錨桿靜壓樁，挖孔的數(shù)量、尺寸，靜壓樁的數(shù)量及分布位置應根據(jù)建筑物的沉降量、傾斜度、重量載荷來確定，確定后便可進行挖孔和靜壓樁的施工，施工完畢后在靜壓樁上安裝預應力裝置，使建筑物與靜壓樁通過預應力裝置連接；然后調配水泥基復合化學灌漿料，并將灌漿料通過灌漿管灌入地基中，灌漿料在灌漿孔中產(chǎn)生超孔隙壓力，使基地土向上變形，建筑物在地基土的超孔隙壓力作用下也隨之向上抬升；最后在靜壓樁上施加合適的預應力，使建筑物受到向上的支撐力，從而阻止建筑物在灌漿停止后的沉降，待灌漿料固結體形成強度后，便可進行下一輪的灌漿操作。本專利技術提供的糾偏加固方法具有操作簡單、風險低、安全可靠，能夠有效減緩超孔隙壓力消散的優(yōu)點。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術還具有以下優(yōu)點：(1)本專利技術采用水泥基復合化學灌漿料，并通過化學灌漿的方法在地基土中形成超孔隙壓力，用于抬升建筑物，達到糾偏的目的。(2)本專利技術所采用的復合化學灌漿材料相對于傳統(tǒng)的灌漿材料，具有固結時間短、形成強度時間短、形成強度高等優(yōu)點，對建筑物的糾偏更有效。(3)本專利技術采用灌漿聯(lián)合錨桿靜壓樁的方法，在樁頂與原建筑物基礎之間采用預應力裝置相連接，以彌補地基土中灌漿形成時超孔隙壓力消散，達到在灌漿漿液形成強度前阻止建筑物再次沉降本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種灌漿聯(lián)合預應力錨桿靜壓樁糾偏加固方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1:在建筑物變形最大的部位進行布置并開挖灌漿孔，灌漿孔直徑150mm，內(nèi)置灌漿管，灌漿孔孔深及孔距根據(jù)建筑物荷載和地質情況實際調整；步驟S2:在建筑物變形最大部位的基礎上開孔并施工錨桿靜壓樁；步驟S3:在錨桿靜壓樁樁頂安裝槽鋼連梁、千斤頂、反力錨桿和墊塊，構成預應力裝置；步驟S4:根據(jù)建筑物傾斜情況，計算滿足規(guī)范限定的傾斜率所對應的抬升量，并設計好單次抬升量；步驟S5:配制水泥基復合化學灌漿材料，并通過灌漿泵將灌漿材料灌入地基土中，灌漿壓力控制在0.5MPa至2MPa之間；所述水泥基復合化學灌漿材料包括水泥、早強劑和水玻璃，其中以水泥為主劑，按重量百分比摻入水泥重量1％?6％的早強劑和水泥重量5％?20％的水玻璃復合而成，水玻璃則以45波美度為基準；步驟S6:當單次灌漿抬升量達到設計值后，在錨桿靜壓樁樁頂施加預應力，使錨桿靜壓樁立刻主動受力，并停止灌漿；步驟S7:停止灌漿4～6h后，待灌漿漿液形成強度后，再次開始灌漿，通過反復灌漿、累積抬升的方式，直至抬升量達到設計要求，使建筑物傾斜率滿足規(guī)范限值。

【技術特征摘要】
1.一種灌漿聯(lián)合預應力錨桿靜壓樁糾偏加固方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1:在建筑物變形最大的部位進行布置并開挖灌漿孔，灌漿孔直徑150mm，內(nèi)置灌漿管，灌漿孔孔深及孔距根據(jù)建筑物荷載和地質情況實際調整；步驟S2:在建筑物變形最大部位的基礎上開孔并施工錨桿靜壓樁；步驟S3:在錨桿靜壓樁樁頂安裝槽鋼連梁、千斤頂、反力錨桿和墊塊，構成預應力裝置；步驟S4:根據(jù)建筑物傾斜情況，計算滿足規(guī)范限定的傾斜率所對應的抬升量，并設計好單次抬升量；步驟S5:配制水泥基復合化學灌漿材料，并通過灌漿泵將灌漿材料灌入地基土中，灌漿壓力控制在0.5MPa至2MPa之間；所述水泥基復合化學灌漿材料包括水泥、早強劑和水玻璃，其中以水泥為主劑，按重量百分比摻入水泥重量1％-6％的早強劑和水泥重量5％-20％的水玻璃復合而成，水玻璃則以45波美度為基準；步驟S6:當單次灌漿抬升量達到設計值后，在錨桿靜壓樁樁頂施加預應力，使錨桿靜壓樁立刻主動受力，并停止灌漿；步驟S7:停止灌漿4～6h后，待灌漿漿液形成強度后，再次開始灌漿，通過反復灌漿、累積抬升的方式，直至抬升量達到設計要求，使建筑物傾斜率滿足規(guī)范限值。2.根據(jù)權利要求1所述灌漿聯(lián)合預應力錨桿靜壓樁糾偏加固方法，其特征在于，所述步驟S5還...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：薛煒，古偉斌，張文超，胡文東，李世添，楊元龍，曹建勝，于方，
申請(專利權)人：中科院廣州化灌工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44