專利名稱：一種加固基礎及提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法
技術領域：
發(fā)明涉及一種建筑加固基礎及其施工方法。
背景技術：
在現行的《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007)中對剛性基礎和擴展基礎作如下 定義無筋擴展基礎，舊稱剛性基礎，指的是由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合 土等材料組成的，且不需配置鋼筋的墻下條形基礎或柱下獨立基礎。剛性基礎承抗彎矩或 剪力能力很弱。擴展基礎，指的是這種基礎將上部結構傳來的荷載，通過向側邊擴展成一定底面 積，使作用在基底的壓應力等于或小于地基土的允許承載力，而基礎內部的應力應同時滿 足材料本身的強度要求。擴展基礎的抗彎矩和抗剪力能力可以根據上部結構荷載要求來設 計。在現有的《既有建筑地基基礎加固技術規(guī)范》(JGJ123)及相關資料中，針對既有 建筑基礎的加固，只涉及到既有建筑地基承載力不足或基礎底面尺寸不滿足規(guī)范要求時的 加固，并沒有改變基礎的力的傳遞模式，也就是說針對剛性基礎的改造，改造完以后還是剛 性基礎；針對擴展基礎的改造，改造完以后還是擴展基礎，未涉及本專利提到的將剛性基礎 改造成擴展基礎的情況。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種加固基礎及提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法， 要解決傳統(tǒng)施工方法無法將剛性基礎改造成擴展基礎的技術問題；并解決傳統(tǒng)加固施工適 應范圍小、要求高，工序繁瑣的問題。為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
一種加固基礎，包括原有剛性基礎和其上的承重結構，所述原有剛性基礎的底部穿有 至少一排下置抗彎鋼構件，下置抗彎鋼構件兩端突出于原有剛性基礎底部的側邊，原有剛 性基礎的周圍有側置鋼筋籠，下置抗彎鋼構件的端部與側置鋼筋籠交叉、且被混凝土澆注 成整體，形成一個比原有剛性基礎加寬加長加高的新擴展基礎，基礎的加固范圍根據基礎 加固或增加荷載后上部結構傳至基礎頂面的豎向力設計值和基礎加固或增加荷載后作用 于基礎底面的力矩設計值確定，在新舊基礎交界面涂有一層界面劑，新擴展基礎與原有剛 性基礎側面和承重結構的根部澆筑為一體，新擴展基礎的外形呈臺狀或臺階狀。所述原有剛性基礎可以是柱下獨立基礎或墻下條形基礎，承重結構可以是柱或墻 體。所述新擴展基礎的臺面呈下斜面或平面狀。所述下置抗彎鋼構件可以是鋼管或型鋼，側置鋼筋籠是空間縱橫交叉的鋼筋網。一種提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法，其特征在于步驟如下
步驟1，在原有剛性基礎周圍開挖操作坑或操作溝，露出原有剛性基礎，操作坑的深度低于原基礎的底標高，設計出擬擴展基礎的長度、寬度、高度和承載力；
步驟2，將原有剛性基礎外周與擬擴展基礎的界面鑿毛和刷洗干凈，在操作坑或操作溝 內的地基上鋪設墊層，其材料及厚度與原基礎墊層的材料及厚度相同；
步驟3，進行抗彎驗算，計算下置抗彎鋼構件的配置數量，在操作坑原有剛性基礎之下 植入下置抗彎鋼構件；
步驟4，在擬擴展基礎周邊支模板，在新舊基礎交界面上涂一層界面劑，澆筑混凝土，與 下置抗彎鋼構件一起形成新擴展基礎，新擴展基礎的兩側根基嵌入原有剛性基礎的階梯部 位，新擴展基礎的上部包在承重結構的根部呈下斜面或臺階狀。所述步驟1的操作坑的平面尺寸要比加固基礎設計后的長、寬各邊超出50cm，新 擴展基礎的長度、寬度、高度和承載力的設計步驟如下
根據既有建筑地基的設計資料，得到原有地基承載力特征值，或直接確定現有實際的 地基承載力特征值；調查現有既有建筑加固改造的設計資料，得到基礎加固或增加荷載后 上部結構傳至基礎頂面的豎向力設計值，基礎加固或增加荷載后作用于基礎底面的力矩設 計值；根據得到的廠值、I值，根據現行的《既有建筑地基基礎加固技術規(guī)范》(JGJ123)和 得到的地基承載力特征值，先估算得到加固基礎的長度、寬度，再驗算地基承載力特征值， 直至滿足為止，得到需加固基礎的長度和寬度；設計基礎的高度，作抗剪驗算，驗算柱與基 礎交接處以及基礎變階處的受沖切承載力。所述步驟3中，下置抗彎鋼構件的配置數量根據現行的《建筑地基基礎設計規(guī)范》 (GB50007)對基礎的抗彎能力計算驗算。所述步驟4中，對于新澆注的混凝土強度不低于C20，如果原基礎因機械損傷、不 均勻沉降、凍脹等其他非荷載原因引起開裂或損壞時，需進行基礎補強注漿加固法等加固 方法進行加固。所述步驟3，對于墻下條形基礎，在在其結構墻基處下置抗彎鋼構件，按長度 1. 0 2. Om劃分成單獨分段進行施工。與現有技術相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)施工方法適用范圍小，對原剛性基礎材料要求高的缺點，解決了傳 統(tǒng)施工方法無法將剛性基礎改造成擴展基礎的技術問題。由于采用了下置抗彎鋼構件及設置原基礎周邊設置鋼筋混凝土梁，本發(fā)明將可原 有剛性基礎改造成擴展基礎，大大提高原剛性基礎的抗彎矩抗剪力能力，且施工適用范圍 廣，對原剛性基礎材料要求不高，下置抗彎鋼構件安全可靠；基本上不影響該既有建筑居民 或工作員工的正確生活或工作，操作簡單，是便于推廣應用的技術進步，可廣泛應用于建筑 加固改造施工中，尤其是針對修建年代比較久、沉降已經穩(wěn)定的既有建筑。
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明的基礎平面結構示意圖。圖2是本發(fā)明的施工步驟1結構示意圖。圖3是本發(fā)明的施工步驟2結構示意圖。圖4是本發(fā)明的施工步驟2另一張結構示意圖。
圖5是本發(fā)明加固后效果結構示意圖。附圖標記1 一原有剛性基礎、2 —承重結構、3 —原地基墊層、4 一操作坑、5 —基 礎加固范圍、6 —在新舊基礎交界面、7 —下置抗彎鋼構件、8 —新擴展基礎、9 一側置鋼筋龍。
具體實施例方式實施例參見圖1、圖3、圖5所示，一種加固基礎，包括原有剛性基礎1和其上的承 重結構2，所述原有剛性基礎1的底部穿有至少一排下置抗彎鋼構件7，下置抗彎鋼構件7 兩端突出于原有剛性基礎1底部的側邊，原有剛性基礎1的周圍有側置鋼筋籠9，下置抗彎 鋼構件7的端部與側置鋼筋籠9交叉、且被混凝土澆注成整體，形成一個比原有剛性基礎1 加寬加長加高擴展的新擴展基礎8內，基礎的加固范圍5根據基礎加固或增加荷載后上部 結構傳至基礎頂面的豎向力設計值和基礎加固或增加荷載后作用于基礎底面的力矩設計 值確定，在新舊基礎交界面6上涂有一層界面劑，新擴展基礎8與原有剛性基礎1側面和承 重結構2的根部筑為一體。所述原有剛性基礎1是柱下獨立基礎或墻下條形基礎，承重結構2是柱或墻體。所述新擴展基礎8的臺面呈下斜面或平面狀。所述下置抗彎鋼構件7可以是鋼管或型鋼，側置鋼筋籠9是空間縱橫交叉的鋼筋 網。參見圖2、圖3、圖4，一種提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法，包括以下步 驟
步驟1、調查既有建筑基礎的設計資料，得到既有建筑基礎的設計參數，包括基礎的長 度寬度V、基礎的高度A'、基礎
的強度、原有傳遞到基礎的上部荷載(豎向力設計值”作用于基礎底面的力矩設計值Mf)。步驟2、調查既有建筑地基的設計資料，得到原有地基承載力特征值(力)，也可直 接確定現有實際的地基承載力特征值(/a )。步驟3、調查現有既有建筑加固改造的設計資料，得到基礎加固或增加荷載后上部 結構傳至基礎頂面的豎向力設計值(/0，基礎加固或增加荷載后作用于基礎底面的力矩設 計值(#)。步驟4、設計基礎的長度八寬度辦
根據步驟3得到的值、I值，根據現行的《既有建筑地基基礎加固技術規(guī)范》(JGJ123) 和步驟2得到的地基承載力特征值(Jl )，先估算得到加固基礎的長度、寬度，再驗算地基承
載力特征值(厶)，直至滿足為止，得到需加固基礎的長度1、寬度b ；
權利要求
一種加固基礎，包括原有剛性基礎(1)和其上的承重結構(2)，其特征在于所述原有剛性基礎(1)的底部穿有至少一排下置抗彎鋼構件(7)，下置抗彎鋼構件(7)兩端突出于原有剛性基礎(1)底部的側邊，原有剛性基礎(1)的周圍有側置鋼筋籠(9),下置抗彎鋼構件(7)的端部與側置鋼筋籠(9)交叉、且被混凝土澆注成整體，形成一個比原有剛性基礎(1)加寬加長加高擴展的新擴展基礎(8)，基礎的加固范圍(5)根據基礎加固或增加荷載后上部結構傳至基礎頂面的豎向力設計值和基礎加固或增加荷載后作用于基礎底面的力矩設計值確定，在新舊基礎交界面(6)涂有一層界面劑，新擴展基礎(8)與原有剛性基礎(1)側面和承重結構(2)的根部澆筑為一體，新擴展基礎(8)的外形為臺狀或臺階狀。
2.根據權利要求1所述的加固基礎，其特征在于所述原有剛性基礎(1)是柱下獨立基 礎或墻下條形基礎，承重結構(2)是柱或墻體。
3.根據權利要求2所述的加固基礎，其特征在于所述新擴展基礎(8)的臺面呈平面或 呈下斜面。
4.根據權利要求2所述的加固基礎，其特征在于所述下置抗彎鋼構件(7)是鋼管或型鋼。
5.一種提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法，其特征在于步驟如下步驟1，在原有剛性基礎(1)周圍開挖操作坑(4)或操作溝，露出原有剛性基礎(1)，操 作坑(4)的深度低于原基礎的底標高，設計出擬擴展基礎的長度、寬度、高度和承載力；步驟2，將在新舊基礎交界面(6)處的原基礎界面鑿毛和刷洗干凈，在操作坑(4)或操 作溝內的地基上鋪設墊層，其材料及厚度與原基礎墊層(3)的材料及厚度相同；步驟3，進行抗彎驗算，計算下置抗彎鋼構件(7)的配置數量，在操作坑(4)原有剛性基 礎(1)之下植入下置抗彎鋼構件(7)；步驟4，在擬擴展基礎周邊支模板，在新舊基礎交界面(6)涂一層界面劑，澆筑混凝土， 與下置抗彎鋼構件(7)—起形成新擴展基礎(8)，新擴展基礎(8)的上部包在承重結構(2) 的根部呈臺狀或臺階狀。
6.根據權利要求5所述提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法，其特征在于所述 步驟1的操作坑(4)的平面尺寸要比加固基礎設計后的長、寬各邊超出50cm，新擴展基礎 (8)的長度、寬度、高度和承載力的設計步驟如下根據既有建筑地基的設計資料，得到原有地基承載力特征值，或直接確定現有實際的 地基承載力特征值；調查現有既有建筑加固改造的設計資料，得到基礎加固或增加荷載后 上部結構傳至基礎頂面的豎向力設計值，基礎加固或增加荷載后作用于基礎底面的力矩設 計值；根據得到的廠值、I值，根據現行的《既有建筑地基基礎加固技術規(guī)范》(JGJ123)和 得到的地基承載力特征值，先估算得到加固基礎的長度、寬度，再驗算地基承載力特征值， 直至滿足為止，得到需加固基礎的長度和寬度；設計基礎的高度，作抗剪驗算，驗算柱與基 礎交接處以及基礎變階處的受沖切承載力。
7.根據權利要求5所述提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法，其特征在于所述 步驟3中，下置抗彎鋼構件(7)的配置數量根據現行的《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007) 對基礎的抗彎能力計算驗算。
8.根據權利要求5所述提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法，其特征在于所述 步驟4中，對于新澆注的混凝土強度不低于C20，如果原基礎因機械損傷、不均勻沉降、凍脹等其他非荷載原因引起開裂或損壞時,需進行基礎補強注漿加固法等加固方法進行加固。
9.根據權利要求5所述提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法，其特征在于所述 步驟3，對于墻下條形基礎，在其結構墻基處下置抗彎鋼構件(7)，按長度1. 0 2. Om劃分 成單獨分段進行施工。
全文摘要
一種加固基礎及提高既有建筑剛性基礎抗彎剪能力的方法，包括原有剛性基礎和其上的承重結構，所述原有剛性基礎之下設置抗彎鋼構件，根據設計計算值對原有剛性基礎的長度和寬度進行擴展，在新舊基礎交界面上涂有一層界面劑，在原有剛性基礎的四周和承重結構的根部澆注一個比原有剛性基礎加寬加長的新擴展基礎，下置抗彎鋼構件被澆注在新擴展基礎內，原有剛性基礎的上部及側置鋼筋籠被澆注的混凝土填實，與新擴展基礎澆筑成整體。本發(fā)明適用范圍廣，對原剛性基礎材料要求不高，下置抗彎鋼構件安全可靠；基本上不影響該既有建筑居民或工作員工的正確生活或工作，操作簡單，可廣泛應用于建筑加固改造施工中。
文檔編號E02D37/00GK101994325SQ201010600110
公開日2011年3月30日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者李欽銳, 王曙光, 騰延京 申請人:建研地基基礎工程有限責任公司