CN101691765A - 复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法 - Google Patents

Abstract

一种复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，包括如下步骤：A、根据建筑物不均匀沉降的情况，设定双灰井柱挤密拱抬区和空井应力解除区；B、在建筑物的基础底面上逐个对称开挖井孔，井深超过软填土层，进入良好持力层；C、在挤密拱抬区往井孔内分层填夯配制好的双灰料形成双灰井柱，在应力解除迫降区的井孔内不填双灰料形成可径向变形的空井；D、在双灰井柱上做筏垫结构，并与建筑物的原基础结构连接；E、当建筑物应力解除区与挤密抬升区的标高达到一致时，再往应力解除区的各空井内填夯双灰料，在井孔上方继做筏垫结构，并与建筑物原基础结构连接。本发明能调整建筑物不均匀沉降、扭曲变形等病害，达到整体调整变形和建筑物纠倾扶正目的。

Description

复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法

技术领域

本发明关于一种对已建的倾斜建筑物地基和基础进行改建的方法，特别是一种对复杂地基利用双灰井柱进行抬升和空井的应力解除迫降的组合效应，以达到建筑物协调纠倾复位的方法。

背景技术

修筑在不均匀厚度软土、填土、黄土等地基上的建(构)筑物，如果设计或施工时处理不当，很容易发生不同状态的不均匀沉降、倾斜。如图1所示，建筑地基有时会在原状土层(硬土层1)上填压回填土层(软土层2)，由于软土层2较硬土层1更疏松易变形，建筑物3修筑在上面后由于自身重量或浸水可能会发生显著不均匀沉降。

由于硬土层1的表面形状不规则，其上回填的软土层2厚度并不均匀，必然导致建筑物3发生不均匀沉降。如图1-a、1-b和1-c所示，对于不同厚度情况的软土层1，建筑物可能发生两端下沉、中间下沉或倾斜等情况，严重时甚至可能开裂。

建筑物出现沉降、倾斜甚至开裂后，在很多情况下是被拆除重建，不但浪费了大量的人力物力，而且造成了资源和能源的极大消耗。并且建筑物拆除后产生的建筑垃圾不仅要运输，还要用土地堆放，拆除和重建都会对环境造成污染。

本发明针对上述的复杂地基，利用双灰井柱的膨胀、吸水、发热产生的拱抬效应和空井的径向自由变形的应力解除效应组合，可以有效的调整同一栋建筑物的不均匀沉降甚至扭曲变形，从而达到协调纠倾复位加固处理的目的，而且只需投入较小成本即解决建筑物倾斜开裂的棘手问题，避免建筑拆除重建，并且能确实取得良好效果。

发明内容

本发明提供一种用于复杂地基的双灰井柱挤密拱抬和空井的应力解除迫降组合效应协调纠倾法，以解决在复杂地基上的建筑物发生不均匀沉降、倾斜和开裂的技术难题。

一种复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，包括如下步骤：A、根据建筑物不均匀沉降的情况，设定双灰井柱挤密拱抬区和空井应力解除迫降区；B、在建筑物的基础底面地基上逐个对称开挖井径80-120cm井孔，井深超过软填土层，进入良好持力层；C、在挤密拱抬区往井孔内填夯配制好的双灰料形成可膨胀挤密拱抬的双灰井柱，应力解除迫降区的井孔内不填充双灰料而形成可径向变形的空井；D、先在双灰井柱区做筏垫结构，并将筏垫结构与建筑物的原基础结构连接，利用双灰井柱挤密抬升作用，使基础上抬，利用空井侧向挤出变形的应力解除自由变形效应，使建筑物和基础靠自重下沉；E、当建筑物在应力解除迫降区下沉与挤密抬升区的标高达到协调一致时，往应力解除迫降区的各空井内填夯双灰料，并在井孔上方继做筏垫结构，将筏垫结构与建筑物的原基础结构连接。

该双灰料的成分包括生石灰、粉煤灰和水泥，其重量比为生石灰∶粉煤灰∶水泥＝6∶3∶1。

步骤C中所述的填夯双灰料，为以30cm-50cm为一层，分层回填，分层夯实，夯锤重量为80-120kg。

在步骤C和E中所述的填夯双灰料为填充至距井顶1m处停止，然后向井孔内填夯粘性土，形成土塞。

步骤D和E中所述的做筏垫结构为：在井孔上方铺设压实的碎石或砾石的褥垫层，褥垫层上做素砼垫层，素砼垫层上做钢筋砼筏板，并与原基础结构连接成一体。

该褥垫层厚度为15-30cm，该素砼垫层厚度为10cm。

本发明通过以上的技术方案，充分利用双灰井柱具有膨胀、吸水、发热的特性，从而达到对基础的挤密抬升作用，使建筑物上抬。同时也利用空心井产生侧向挤出的应力解除自由变形效应，迫使基础沉降，从而使基础和建筑物靠自重下沉。利用地基拱抬和应力解除变形的不同处理效果，从而有效处理建筑物不均匀沉降、扭曲等病害，达到整体校正刚度，整体调整变形的作用，以较低的工程费(相当于建造时的10％-20％)，恢复建筑物正常使用条件，避免整栋建筑物拆除，取得理想的技术效果。

附图说明

图1为复杂地基上建筑物下沉倾斜示意图；

图2为建筑物两端下沉时双灰井柱布置示意图；

图3为建筑物中间下沉时双灰井柱布置示意图；

图4为房屋地基挤密拱抬区双灰井柱挤密抬升作用示意图；

图5为房屋地基应力解除迫降区空井自由变形示意图。

具体实施方式

为了使本发明的特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例并结合附图进行详细说明。

本发明的复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，首先要根据建筑物不均匀沉降的情况，设定双灰井柱挤密拱抬区4和空井应力解除迫降区5。然后在已发生裂损、沉降的建筑物首层室内铲除房心土10和上覆土，一直挖到基础底面。在按设计要求划分的挤密拱抬区4和应力解除迫降区5内，以房屋的中心轴为对称轴，前后左右对称的逐个开挖直径为80-120cm的井孔。井深应超过软土层2以下1m，进入硬土层1即良好持力层内，孔底清理干净。

在挤密拱抬区4对称的往井孔内填夯配制好的双灰料，形成双灰井柱41。以30cm-50cm为一层，分层回填，夯锤采用重量为80-120kg的三角架吊锤，分层夯实，直至距井顶1m处停止。然后向井孔内填夯粘性土，紧密夯实形成土塞6，以制止双灰料向上膨胀鼓冒。

双灰料的成分包括生石灰、粉煤灰和水泥，其中水泥也可以用粗砂代替。其重量比为生石灰∶粉煤灰∶水泥＝6∶3∶1，三者搅拌均匀。生石灰灰块不大于5cm，而且要无杂质，是新鲜的没发生吸水效应的生石灰；粉煤灰无杂质，其含水量不超过5％。

待实施双灰井柱挤密抬升区4的每个单元(或房间)施工完成后，应立即在双灰井柱上做筏垫结构，并将筏垫结构与建筑物的原基础结构连接。即立即做15-30cm压实的碎石(或砾石)褥垫层7，褥垫层7上做10cm的厚素砼垫层8。在素砼垫层8上按设计要求做钢筋砼筏板9，筏板9四周与建筑物的原条形基础(或单独基础)连接。如原基础结构已为筏板的，则应处理好后填充垫层，恢复原筏板砼结构。

按设计要求，在筏板9上密实回填房心土10，直到设计标高，再在其上完成室内地坪11。通过筏板9、房心土10和室内地坪11的压力，使地基中双灰井柱41因吸水膨胀、发热而向侧向强力挤出、压密，使原条型(或单独)基础被向上拱抬，使已下沉的建筑物基础向上抬升。在各室相继完工的情况下，把后期增加的筏板9连成整体，有利于建(构)物整体上抬。

应力解除迫降区5的井孔内先不填充双灰料而形成空井51，在建筑物压力作用下，空井51孔径逐渐缩小发生径向变形，基础可相继产生下沉，从而使建筑物在应力解除迫降区5逐渐下沉，双灰井柱挤密区4不断抬升，形成抬升和下沉的组合协调效应。

在测量仪器的严密监测下，当建筑物应力解除迫降区5与挤密抬升区4高度达到一致时，满足设计精度后，即可往应力解除迫降区5的各空井51内回填双灰料。同样要边填边夯实最后完成土塞6。铺压密褥垫层7(15-30cm)，再连接原基础与筏板9钢筋，完成筏板砼的浇注。同样要恢复房心土10和室内地坪11等工程。对建筑完成整体恢复工作。

最后再处理墙体裂缝，对上部开裂结构进行修复加固，以及对室内外地坪、室外散水等处理。一般建筑物应经过3个月的连续观测，稳定后方可停止观测。

本发明的优点在于：

1、本发明技术原理明确，抬升与迫降巧妙协调组合，构造简单，施工方便，技术可靠，经济合理，会继续延长加固处理后的建筑物使用寿命。

2、采用本发明可避免拆除重建，纠倾处理费用不超过原工程总造价的10-20％，可为国家挽回经济损失相当于原造价的80％以上。还可节省建筑物拆除后垃圾的运输和堆放垃圾的土地，有利于保护环境，节约再建时能源和人力物力耗费。

3、本发明设置的双灰井柱填料，可就地取材，价格低廉，不用或少用钢筋，施工机具简单。

4、本发明的技术最主要特征是充分利用双灰井柱挤密抬升作用，使基础上抬。同时也利用两侧空心井柱产生侧向挤出变形的应力解除自由变形迫降效应，迫使其上基础和建筑物靠自重下沉。本发明把抬升和迫降两种技术巧妙结合一起，发挥各自不同效应，从而达到建筑物的整体变形调整。利用地基拱抬和应力解除变形的不同处理效果，达到调整建筑物不均匀沉降、扭曲等病害，达到整体校正刚度，整体调整变形的作用，恢复建筑物正常使用条件。发明人利用本法处理的工程都取得圆满成功。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，其特征在于，包括如下步骤：

A、根据建筑物不均匀沉降的情况，设定双灰井柱挤密拱抬区和空井应力解除迫降区；

B、在建筑物的基础底面地基上逐个对称开挖井径80-120cm井孔，井深超过软填土层，进入良好持力层；

C、在挤密拱抬区往井孔内填夯配制好的双灰料形成可膨胀挤密拱抬的双灰井柱，应力解除迫降区的井孔内不填充双灰料而形成可径向变形的空井；

D、先在双灰井柱区做筏垫结构，并将筏垫结构与建筑物的原基础结构连接，利用双灰井柱挤密抬升作用，使基础上抬，利用空井侧向挤出的应力解除自由变形效应，使建筑物和基础靠自重下沉；

E、当建筑物在应力解除迫降区下沉与挤密抬升区的标高达到协调一致时，往应力解除迫降区的各空井内填夯双灰料，并在井孔上方继做筏垫结构，将筏垫结构与建筑物的原基础结构连接。

2.如权利要求1所述的复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，其特征在于，该双灰料的成分包括生石灰、粉煤灰和水泥，其重量比为生石灰∶粉煤灰∶水泥＝6∶3∶1。

3.如权利要求1所述的复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，其特征在于，步骤C中所述的填夯双灰料，为以30cm-50cm为一层，分层回填，分层夯实，夯锤重量为80-120kg。

4.如权利要求1所述的复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，其特征在于，在步骤C和E中所述的填夯双灰料为填充至距井顶1m处停止，然后向井孔内填夯粘性土，形成土塞。

5.如权利要求4所述的复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，其特征在于，步骤D和E中所述的做筏垫结构为：在井孔上方铺设压实的碎石或砾石的褥垫层，褥垫层上做素砼垫层，素砼垫层上做钢筋砼筏板，并与原基础结构连接成一体。

6.如权利要求5所述的复杂地基双灰井柱应力解除协调纠倾法，其特征在于，该褥垫层厚度为15-30cm，该素砼垫层厚度为10cm。

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