專利名稱：既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及土木工程特種施工技術，更具體的說，是涉及一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法。
背景技術：
目前既有建筑物地基的加固施工，只有在一層提供了施工工作面后，建筑物下的地基土才能獲得合理、整體加固。這樣一來，對于住宅，底層居民要搬遷，對于工廠，底層車間要停止生產(chǎn)，顯然帶來了不便還影響生產(chǎn)。為了減少影響，傳統(tǒng)方法僅在建筑物外墻挑出的基礎板上采用錨桿靜壓樁加固，而主要受力的內墻基礎下地基土并未加固，這就會引起建筑物下凹型沉降。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法，包括以下步驟(1)確定地基土托換厚度h、加筋管豎向間距s、加筋管長度l、漿液成分和灌漿壓力；所述的托換厚度h是指既有建筑物地基壓縮深度zn內，需要加固的軟弱土厚度，地基壓縮深度按下式確定zn＝b(2.5-0.4lnb)；所述的加筋管豎向間距s由下式確定s＝h/2r；所述的加筋管長度l由下式確定l＝l1+l2；所述的漿液成分由水泥、粉煤灰或水玻璃其中至少一種組成；所述的灌漿壓力取值為0.2-0.5MPa；其中，b為基礎寬度、r為灌漿擴散半徑、l1為沉井到建筑物基礎距離、l2為進入建筑物基礎下并達到另一側的長度；
(2)沉井布置沉井數(shù)量由建筑物平面長度L和灌漿擴散半徑r決定，沉井數(shù)nn＝L/12r；(3)頂入加筋管將加筋管頂入既有建筑物的地基土內，加筋管兼做灌漿管；(4)在加筋管內灌漿。
作為一種改進，所述的灌漿擴散半徑r取值為1.2米。
作為一種改進，所述的長度為l的加筋管由數(shù)根長度為l0的單節(jié)加筋管通過螺絲接頭連接而成，單節(jié)加筋管的長度l0由沉井內徑d和千斤項的長度s0確定l0＝d-s0，其中s0包括千斤頂頂芯到沉井墻壁的距離。
作為一種改進，所述的漿液成分采用水泥、粉煤灰和水玻璃混合漿液，重量配合比為水泥∶粉煤灰∶水玻璃＝1∶2∶0.02，其中水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為磨細粉煤灰，水玻璃模數(shù)為3.0，水灰比為0.5。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法通過在室外施工的方法而間接加固室內地基土，在不影響底層生活、生產(chǎn)的情況下，使得建筑物下的地基土得到整體加固；采用既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法加固過的地基土，其特性更接近于天然地基均勻性的特點，有利于既有基礎工作。


圖1為地基變形計算對比圖。
圖2為沉井平面布置圖。
圖3為圖2的沉井位置的橫剖面圖。
圖4為千斤頂與加筋管相對位置圖。
圖5為采用本發(fā)明加固地基的沉井布置、加筋管布置圖。
圖6為圖5沉井位置的橫剖面圖。
圖中，1沉井、2加筋管、31既有建筑基礎(室內地面以下部分)、32基礎持力層、34需托換的軟弱土層、37不需托換的硬土層、41連接螺絲、42噴漿孔、44千斤項、61淤泥質粉質粘土、62粉質粘土、63四層磚混結構基礎(室內地面以下部分)、64粉質粘土、65四層磚混結構室外地面。
具體實施例方式
結合附圖，下面對本發(fā)明進行詳細說明。
一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法，包括以下步驟一、確定地基土托換厚度h、加筋管豎向間距s、加筋管長度l、漿液成分和灌漿壓力。
1、托換厚度h托換厚度指既有建筑物地基壓縮深度zn內，需要加固的軟弱土厚度，見圖3中的h，地基壓縮深度按下式確定zn＝b(2.5-0.4lnb)，其中b為基礎寬度。
2、加筋管豎向間距s結合圖3，按照軟弱地基土性質，確定灌漿擴散半徑r，根據(jù)下式確定加筋管豎向間距，s＝h/2r，擴散半徑r可參照《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2002)取值，一般情況下取r＝1.2m。
3、加筋管長度l加筋管長度l由兩部分組成沉井到建筑物基礎距離l1和進入建筑物基礎下并達到另一側的長度l2，見圖2、圖3中的l1、l2，則l＝l1+l2其中，l由數(shù)根長度為l0的單節(jié)加筋管連接而成，采用螺絲接頭連接。單節(jié)加筋管l0的長度由沉井內徑d和千斤項的長度s0確定l0＝d-s0，其中，s0包括千斤頂項芯到沉井墻壁的距離，見圖4。
4、漿液成分本發(fā)明的具體實施例中漿液采用水泥、粉煤灰、水玻璃混合漿液，重量配合比為水泥∶粉煤灰∶水玻璃＝1∶2∶0.02，其中水泥為32.5級普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為磨細粉煤灰，水玻璃模數(shù)3.0，水灰比0.5。
5、灌漿壓力灌漿壓力按《既有建筑地基基礎加固技術規(guī)范》(JGJ 123-2000)取值，一般情況下取0.2-0.5MPa。
二、沉井布置沉井數(shù)量由建筑物平面長度L和灌漿擴散半徑r定，沉井數(shù)nn＝L/12r。在建筑物室外，制作沉井(用做工作井)。當沉井深度小于6.0m時，采用磚砌沉井，其中，當沉井深度小于4.0m時，沉井壁厚取值為240mm；當沉井深度為4.0～6.0m時，沉井壁厚取值為360mm。磚的強度等級為MU20，水泥砂漿的強度等級為M7.5；當沉井深度大于6.0m時，采用鋼筋混凝土沉井。沉井按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG D62-2004)規(guī)范計算。沉井邊緣距建筑物外墻基礎邊緣1.2m-1.5m，沉井內徑與建筑物平面尺寸無關，僅由單節(jié)加筋管長度確定，見圖4。按設計要求在頂管標高處設置頂管孔，將沉井沉到設計標高后并封底。沉井深度H為室外地面到被加固的軟弱層層底的距離，見圖3。
三、頂入加筋管用50T千斤頂將長度為l0的單節(jié)加筋管分段頂入既有建筑物的地基土內，單節(jié)加筋管通過連接件(螺絲)接頭連接，加筋管兼做灌漿管。
四、在加筋管內灌漿，滿足設計要求。
具體實施例1一幢四層磚混結構，混凝土筏板基礎，基礎寬度b為11.1m，建筑物平面長度L為37.1m，工程竣工投入使用兩年后出現(xiàn)不均勻沉降，南北向沉降差約400mm，用本發(fā)明對其進行加固。
一、工程地質條件如下①層耕土為耕植層，建房時已挖除。
②層粉質粘土黃褐色-褐黃色含較多氧化物和少量有機質，夾微量植莖?？伤?軟塑，地基承載力標準值fk＝100kPa，厚度為1.8m。建筑物基礎埋置在這一層。
③層淤泥質粉質粘土青灰色，含多量有機質，飽和、流塑和高壓縮性，地基承載力標準值fk＝70kPa，厚度為5.0m。
④層粉質粘土暗綠色-黃褐色，地基承載力標準值fk＝170kPa，未揭穿。
二、建筑物不均勻沉降原因分析根據(jù)地基土工程地質條件得知，建筑物下的③層淤泥質粉質粘土呈流塑狀態(tài)，屬高壓縮性土。該層厚度為5.0m，是造成該建筑物沉降的主要原因。④層粉質粘土強度大，不需要對其進行處理。
三、加筋托換灌漿計算1、托換厚度
地基壓縮深度按下式確定zn＝b(2.5-0.4lnb)＝11.1×(2.5-0.4ln11.1)m＝17m。
在壓縮層厚17m范圍內，只有③層淤泥質土層為高壓縮性土層，需要加固③層淤泥質土層，確定托換厚度h＝5.0m，即為③層淤泥質土層厚度，見圖6。
2、加筋管豎向間距ss=h2r=5.02×1.2=2m,]]>見圖6。
3、加筋管長度l設沉井到建筑物基礎邊緣距離為l1＝1.5m，進入基礎到達基礎另一側邊緣的長度l2＝11.1m，則加筋管長度l＝l1+l2＝12.6m。加筋管長度是可變的，見圖5。
4、沉井布置數(shù)量nn=L12r=36.7512×1.2=2.6,]]>取三只沉井，即n＝3，見圖5。
5、漿液成分及配比漿液成分采用水泥、粉煤灰和水玻璃混合漿液，重量配合比為水泥∶粉煤灰∶水玻璃＝1∶2∶0.02，其中水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為磨細粉煤灰，水玻璃模數(shù)為3.0，水灰比為0.5。
6、灌漿壓力灌漿壓力值取0.3MPa。
四、進行托換加固按照第三步得出托換灌漿計算的數(shù)據(jù)，對地基進行加固施工。加固施工不影響底層生活和生產(chǎn)，使得建筑物下的地基土得到整體加固，加固后的地基特性更接近于天然地基均勻性的特點，有利于既有基礎工作。
在圖1中，橫坐標x表示距基礎中心的距離，基礎板寬12m，縱坐標y表示基礎板不同位置的豎向變形，基礎中心變形量最大。采用變形坡降衡量，定義為基礎寬度方向每米的變形差。傳統(tǒng)方法加固地基變形坡降3‰，本方法加固地基變形坡降2‰，天然地基變形坡降1‰?？梢钥闯?，采用本發(fā)明方法加固的地基，沿基礎寬度方向的豎向變形分布比傳統(tǒng)方法加固的地基均勻的多，更接近天然地基性質。
具體實施例2除灌漿壓力值取0.2MPa外，其他數(shù)據(jù)和步驟同具體實施例1。加固后的地基特性更接近于天然地基均勻性的特點，有利于既有基礎工作。
具體實施例3除灌漿壓力值取0.5MPa外，其他數(shù)據(jù)和步驟同具體實施例1。加固后的地基特性更接近于天然地基均勻性的特點，有利于既有基礎工作。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法，其特征在于，包括以下步驟(1)確定地基土托換厚度h、加筋管豎向間距s、加筋管長度l、漿液成分和灌漿壓力；所述的托換厚度h是指既有建筑物地基壓縮深度Zn內，需要加固的軟弱土厚度，地基壓縮深度按下式確定zn＝b(2.5-0.4lnb)；所述的加筋管豎向間距s由下式確定s＝h/2r；所述的加筋管長度l由下式確定l＝l1+l2；所述的漿液成分由水泥、粉煤灰或水玻璃其中至少一種組成；所述的灌漿壓力取值為0.2-0.5MPa；其中，b為基礎寬度、r為灌漿擴散半徑、l1為沉井到建筑物基礎距離、l2為進入建筑物基礎下并達到另一側的長度；(2)沉井布置沉井數(shù)量由建筑物平面長度L和灌漿擴散半徑r決定，沉井數(shù)nn＝L/12r；(3)頂入加筋管將加筋管頂入既有建筑物的地基土內，加筋管兼做灌漿管；(4)在加筋管內灌漿。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法，其特征在于，所述的灌漿擴散半徑r取值為1.2米。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法，其特征在于，所述的長度為l的加筋管由數(shù)根長度為l0的單節(jié)加筋管通過螺絲接頭連接而成，單節(jié)加筋管的長度l0由沉井內徑d和千斤頂?shù)拈L度s0確定l0＝d-s0，其中s0包括千斤頂頂芯到沉井墻壁的距離。
4根據(jù)權利要求1所述的一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法，其特征在于，加筋管兼做灌漿管，采用32mm直徑×3.5mm壁厚的鍍鋅管制作。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法，其特征在于，所述的漿液成分采用水泥、粉煤灰和水玻璃混合漿液，重量配合比為水泥∶粉煤灰∶水玻璃＝1∶2∶0.02，其中水泥采用普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為磨細粉煤灰，水玻璃模數(shù)為3.0，水灰比為0.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及土木工程特種施工技術，旨在提供一種既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法。本發(fā)明提供的方法包括以下步驟(1)確定地基土托換厚度h、加筋管豎向間距s、加筋管長度l、漿液成分和灌漿壓力；(2)布置沉井；(3)頂入加筋管；(4)在加筋管內灌漿。本發(fā)明通過在室外施工的方法而間接加固室內地基土，在不影響底層生活、生產(chǎn)的情況下，使得建筑物下的地基土得到整體加固；采用既有建筑地基橫向加筋灌漿托換方法加固過的地基土，其特性更接近于天然地基均勻性的特點，有利于既有基礎工作。
文檔編號E02D3/00GK1963046SQ200610154758
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權日2006年11月24日
發(fā)明者馬海龍 申請人:浙江理工大學