CN102653945B - 基础托换结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基础托换工程领域中的基础托换结构及其施工方法，该基础托换结构包括型钢(1)、水泥土搅拌体(2)、托梁(3)和支撑桩(4)四部分组成，其中型钢(1)插入水泥土搅拌体内(2)，型钢(1)、托梁(3)与支撑桩(4)牢固连接，针对不同的目的，还可以在支撑桩(4)上安装支撑桩隔离器(6)，本发明可广泛用于保护已有建筑，可用于消除工程建设活动(如打桩、基坑开挖、盾构施工、地铁运营等)对邻近房屋的影响。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程领域，特别是涉及基础托换工程领域。
背景技术
随着社会经济的发展与人民生活水平的日益改善，人们对自身居住条件的要求日益提高，对建筑物的要求越来越高，已建的建筑物往往因为沉降过大、自身倾斜、开裂及邻近工程建设的影响而影响到建筑物的正常使用与安全，目前此类事件时常引发社会纠纷。对于已建的建(构)筑物进行基础托换，改善建筑原有基础的功能，控制建筑沉降、倾斜与开裂，减小邻近工程建设对已建建(构)筑物的影响是基础工程领域中的一个新的发展方向。现有的基础托换技术主要采用逐步掏空原基础下的土体，然后置入新基础结构的形式予以实现，该方法在掏土过程中经常出现较大的沉降，对建筑物损伤严重，且在软土区域难以实现，因而在软土区域该方法一直难以使用。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供第一种基础托换结构，该基础托换结构在基础托换施工过程中对已有建筑的损伤很小，施工方便，速度快，且可在软土地区广泛使用。
该基础托换结构包括型钢、水泥土搅拌体、托梁和支撑桩四部分组成，其中的型钢与水泥土搅拌体近似水平布置，且型钢插入水泥土搅拌体内，托梁近似水平放置，托梁与型钢相交，支撑桩接近垂直放置，托梁与支撑桩、型钢牢固连接。
在上述的基础托换结构中，上述的型钢可以是工字钢或H型钢。
本发明的第二个目的在于提供第二种基础托换结构，该第二种基础托换结构可有效减小邻近工程活动(如打桩振动、打桩挤土、地铁运营振动、地面填土所引起的拖带沉降等因素)对已建建(构)筑物的影响，对于保护已建建(构)筑物具有重大工程意义。
该第二种基础托换结构包括横梁、托梁、支撑桩和支撑桩隔离器四部分组成，其中的横梁近似水平布置，托梁近似水平放置，托梁与横梁相交，支撑桩近似垂直放置，托梁与支撑桩、横梁牢固连接，支撑桩中至少有一段与其邻近的土体通过支撑桩隔离器隔离。
本发明的第三个目的在于提供第一种基础托换结构的施工方法，该方法可顺利完成本发明的第一种基础托换结构的施工，且在施工过程对已建建(构)筑物的影响很小，工艺简单，造价低。
该第一种基础托换结构施工方法包括以下步骤：
a)根据设计图纸，对基础托换结构进行现场定位；
b)施工支撑桩；
c)以近似水平的角度在已建建(构)筑物基础下方施工水泥土搅拌体；
d)在水泥土搅拌体内插入型钢；
e)施工托梁，并使托梁与支撑桩牢固连接，将型钢与托梁牢固连接，完成基础托换施工。
附图说明
图1为本发明的第一个实施例所用的基础托换结构平面布置示意图。
图2为本发明的第一个实施例所用的基础托换结构A-A剖面结构示意图。
图3为本发明的第二个实施例所用的基础托换结构平面布置示意图。。
图4为本发明的第二个实施例所用的基础托换结构B-B剖面结构示意图。
具体实施方式
作为本发明的第一个实施例，结合图1与图2介绍第一种基础托换结构的结构构造、工作原理及其施工方法。首先介绍第一种基础托换结构的结构构造与工作原理，如图1与图2所示，该基础托换结构包括型钢(1)、水泥土搅拌体(2)、托梁(3)和支撑桩(4)四部分组成，在本实施例中，其中的型钢(1)与水泥土搅拌体(2)水平布置在已建建(构)筑物(5)的基础下方，且型钢(1)插入水泥土搅拌体(2)内，托梁(3)水平放置，托梁(3)与型钢(1)垂直相交，亦可根据设计需要做成以斜交方式相交，支撑桩(4)垂直放置，托梁(3)与支撑桩(4)牢固连接，型钢(1)与托梁(3)牢固连接，这样，由型钢(1)、水泥土搅拌体(2)、托梁(3)和支撑桩(4)组成结构体系，待该结构体系施工完成后，已建建(构)筑物(5)的重量可通过该结构体系顺利地传递至深层土体，可有效控制已建建(构)筑物(5)的后期沉降。本实施例以下部分主要介绍第一种基础托换结构的施工方法。在第一种基础托换结构的施工方法的第一步，根据设计图纸，对各构件进行现场定位，完成第一步，进入第二步。在第二步中，根据设计图纸要求的工艺施工支撑桩(4)，支撑桩(4)可以是钻孔灌注桩，也可以是施工过程对已建建(构)筑物(5)影响较小的其他桩型。从而完成本实施例的基础托换结构的施工方法的第二步，进入第三步。在本步骤中以近似水平的角度在已建建(构)筑物基础下方施工水泥土搅拌体(2)，为了减小水泥土搅拌体(2)的施工对已建建(构)筑物(5)的影响，可间隔施工，并在施工过程中采取措施防止未凝固的水泥土搅拌体(2)外流。从而完成第三步，进入第四步。在本步骤中，在施工操作面位置开槽，便于水平放置型钢(1)，在水泥土搅拌体(2)凝固前采用推或拉的方式将型钢(1)插入水泥土搅拌体(2)中，从而完成第四步，进入第五步。本步骤的具体的施工方法可以是这样的，在托梁(3)位置开槽，将支撑桩(4)的桩顶混凝土凿除，露出支撑桩(4)的主筋，并将型钢(1)挖出，然后在支撑桩(4)顶部浇筑钢筋混凝土托梁(3)，并将型钢(1)包入其中，待钢筋混凝土凝固后，托梁(3)、支撑桩(4)型钢(1)之间便形成牢固连接从而完成本实施例的基础托换结构的施工方法的第五步，完成本发明的第一种基础托换结构的施工。
作为本发明的第二个实施例，结合图3与图4介绍第二种基础托换结构的结构构造、工作原理及其施工方法。本实施例介绍的第二种基础托换结构与第一个实施例总体相似，不同点在于以下两方面。第一个不同点是，去除第一个实施例中的水泥土搅拌体(2)与型钢(1)，直接采用横梁(7)予以代替，横梁(7)可以是钢结构梁，也可以是钢筋混凝土梁，横梁(7)的施工方法可以是采用近似水平方向压入土体，也可以是在已建建(构)筑物(5)的基础下方开槽施工完成。第二个不同点是，在支撑桩(4)中，至少有一段设置有支撑桩隔离器(6)，使其与其邻近的土体通过支撑桩隔离器(6)隔离，针对不同目的，可设置不同材料与构造的支撑桩隔离器(6)，可减小邻近工程建设(如打桩施工、基坑施工、地铁隧道等施工与运营等)对已建建(构)筑物(5)的影响。例如，为了减小打桩挤土对已建建(构)筑物(5)的影响，可在支撑桩(4)上设置支撑桩隔离器(6)，支撑桩隔离器(6)可采用可消除挤压的材料制作(如易压缩多孔材料)。再如，为了减小地铁运营振动对已建建(构)筑物(5)的影响，可在支撑桩(4)的部分段(振动影响范围内)设置支撑桩隔离器(6)，支撑桩隔离器(6)可采用减振材料(如泡沫塑料等)制作，使支撑桩(4)不受振动影响，并使已建建(构)筑物(5)支撑在支撑桩(4)上，使已建建(构)筑物(5)与周边可能振动固体隔离，达到减振目的。支撑桩隔离器(6)的施工方法可以是这样的，在施工支撑桩(4)时同时放置支撑桩隔离器(6)。如支撑桩(4)为钻孔灌注桩，可在钻孔灌注桩施工过程中下钢筋笼的同时，将支撑桩隔离器(6)绑扎在钢筋笼的外围，然后再浇筑混凝土，即可完成支撑桩隔离器(6)的施工。再如支撑桩(4)为预制桩，可在支撑桩(4)打桩施工过程桩，将支撑桩隔离器(6)包在支撑桩(4)的外围，并在支撑桩隔离器(6)的外侧套钢管予以保护，打桩后将钢管拔出，即可完成支撑桩隔离器(6)的施工。其他方面同第一个实施例。
本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。
Claims (4)
1.一种基础托换结构，其特征是包括型钢(1)、水泥土搅拌体(2)、托梁(3)和支撑桩(4)四部分组成，其中的型钢(1)与水泥土搅拌体(2)近似水平布置，且型钢(1)插入水泥土搅拌体(2)内，托梁(3)近似水平放置，托梁(3)与型钢(1)相交，支撑桩(4)接近垂直放置，托梁(3)与支撑桩(4)、型钢(1)牢固连接。
2.根据权利要求1所述的基础托换结构，其特征是上述的型钢(1)可以是工字钢或H型钢。
3.一种基础托换结构，其特征是包括横梁(7)、托梁(3)、支撑桩(4)和支撑桩隔离器(6)四部分组成，其中的横梁(7)近似水平布置，托梁(3)近似水平放置，托梁(3)与横梁(7)相交，支撑桩(4)近似垂直放置，托梁(3)与支撑桩(4)、横梁(7)牢固连接，支撑桩(4)中至少有一段与其邻近的土体通过支撑桩隔离器(6)隔离。
4.一种基础托换结构施工方法，其特征是包括以下步骤：
a)根据设计图纸，对基础托换结构进行现场定位；
b)施工支撑桩(4)；
c)以近似水平的角度在已建建(构)筑物(5)基础下方施工水泥土搅拌体(2)；
d)在水泥土搅拌体(2)内插入型钢(1)；
e)施工托梁(3)，并使托梁(3)与支撑桩(4)牢固连接，将型钢(1)与托梁(3)牢固连接，完成基础托换施工。
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