CN102704705B - 建筑物长行程无回降多点同步顶升方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑物长行程无回降多点同步顶升方法，包括以下步骤：（一）地基处理：对建筑物周围地基进行加固处理，并设置下部支撑点；（二）刚性托盘施工：采用人工盾构钢筋混凝土箱梁法在建筑物底部制作刚性托盘；（三）端部支撑梁施工：钢筋混凝土箱梁两端分别浇筑端部支撑梁；（四）安装短行程机械自锁千斤顶；（五）顶升：采用多点同步无回降顶升法向上顶升建筑物；（六）卸载：采用替换方式拆除全部千斤顶，并浇筑地基；其优点在于：（1）通过采用分批替换千斤顶的方式，实现无回降顶升，保证上部建筑物在顶升过程中不产生不均匀沉降；（2）短行程机械自锁千斤顶可长时间无回降支撑，确保下部支撑体系施工过程中上部建筑安全。

Description

建筑物长行程无回降多点同步顶升方法

技术领域

本发明涉及建筑物顶升施工方法技术领域。

背景技术

中国古代建筑是中国古代文化的宝贵遗产，数千年来，一以贯之，成就辉煌，形成了博大精深的独特体系，成为东方建筑文化的代表，在世界建筑史上占有重要地位。随着社会的发展城市建设的规划经常会遇到一些有人文价值的古建筑由于地质条件变迁和文物周围地势抬高，原基础已明显低于现有底面，致使其基础长期浸于水下，酥碱严重，承载能力降低。通过整体顶升，使之高度提升是解决这类结构病害的有效手段，随着经济和技术的不断发展，针对古建筑的大尺度整体顶升保护技术已付诸于实施。

另外对于既有建筑的结构顶升作为一种改造建筑物功能的一种有效手段，从一出现就受到了社会和工程界的极大关注，并为既有建筑物的改造开创了新的局面。实践证明，与新建建筑物相比，既有建筑物的结构顶升具有三个突出的优势，投资少，工期短，效益高。因此，既有建筑物的结构托换、顶升作为改造工程技术的有效手段之一，一方面可以节约宝贵的城市用地，有利于商界或者金融界占住黄金地段；另一方面也节省征地投资和征地工作量，节省管网建设，减少用户的搬迁，通过对既有建筑物的结构托换和提升改造，可彻底改善原有建筑的面积，满足新的需求，并延长原建筑物的建筑寿命，降低建筑物的全寿命成本。

目前所采用的建筑物顶升方法在千斤顶完成一个行程的顶升以后，分批次使用垫块更换千斤顶，并用垫块支撑建筑物重量，由于垫块顶面不能与托盘底面紧密接触，所以，当千斤顶拆下以后，建筑物会存在一定的回降，在回降过程中由于各个垫块受力不均匀，容易对建筑物造成结构性破坏，造成一定的损失；另外一方面在浇筑底部混凝土的时候，由于现有技术中所使用的千斤顶不是机械自锁式结构，只靠液压站自锁实现建筑物重量的支撑，当出现千斤顶泄露或者断电等故障时，会对建筑物造成直接的损害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种建筑物长行程无回降多点同步顶升方法，通过在顶升过程中采用分组法替换千斤顶，垫块加高后千斤顶仍然保持与增加垫块前的压力一致，整个过程无回降，效率高，能够实现长行程无回降顶升。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种建筑物长行程无回降多点同步顶升方法，包括以下步骤：

（一）地基处理：对建筑物周围地基进行加固处理，并设置下部支撑点；（二）刚性托盘施工：采用人工盾构钢筋混凝土箱梁法在建筑物底部制作刚性托盘；

（三）端部支撑梁施工：钢筋混凝土箱梁两端分别浇筑端部支撑梁；

（四）安装短行程机械自锁千斤顶，在端部支撑梁和下部支撑点之间沿端部支撑梁长度方向均匀固定安装短行程机械自锁千斤顶，所述短行程机械自锁千斤顶倒置安装；

（五）顶升：采用多点同步无回降顶升法向上顶升建筑物至设计标高；

（六）卸载：采用替换方式拆除全部千斤顶，并浇筑地基。

所述步骤（五）采用短行程机械自锁千斤顶分批次卸荷无回降顶升法逐步顶升建筑物。

所述短行程机械自锁包括底座、缸体、活塞杆以及自锁螺母，所述活塞杆上段设置外螺纹，所述自锁螺母与所述活塞杆螺纹配合。

所述短行程机械自锁千斤顶分批次卸荷无回降顶升法包括以下步骤：（1）在全部短行程机械自锁千斤顶对应的下部支撑点水平放置垫块，启动液压站，使全部千斤顶同步顶升，当全部短行程机械自锁千斤顶的活塞杆与垫块顶面接触时，停止顶升，调整全部短行程机械自锁千斤顶，使全部短行程机械自锁千斤顶顶升压力保持一致；（2）再次启动液压站，同步顶升至短行程机械自锁千斤顶完成一个行程的顶升，并实时监测建筑物水平度和垂直度；（3）液压站保压，并缩回总数量20%的短行程机械自锁千斤顶的活塞杆，在缩回的短行程机械自锁千斤顶垫块顶部增加相同高度的垫块，操作液压站，使得缩回的短行程机械自锁千斤顶顶杆端部与新增加的垫块顶面接触，并加压至原有压力；（4）以此方法分批次增加剩余80%短行程机械自锁千斤顶对应下部支撑点上的垫块，完成一次顶升；（5）继续采用上述方法进行第二阶段顶升，当垫块高度为1-1.2米时，利用短行程机械自锁千斤顶的自锁螺母将活塞杆与缸体锁紧，形成机械连接，在最上部垫块底面以下和下部支撑点所在平面以上浇筑混凝土基础；依次采用上述方法分阶段循环施工，直至建筑物底面标高达到设计要求。

所述步骤（一）包括在建筑物周围0.5-1.5米范围内进行桩基施工，待桩基强度达到设计要求时，在桩基顶部浇筑桩承台及承台梁作为下部支撑点、且所有桩承台及承台梁顶面位于同一水平面内，所述桩承台及承台梁顶面低于建筑物刚性托盘底面0.5-1.2米。

所述步骤（二）中采用的人工盾构钢筋混凝土箱梁法包括在建筑物底部采用人工挖掘盾构方式水平穿设截面为矩形环状结构的钢筋混凝土箱梁，所述钢筋混凝土箱梁从左右两端对称、间隔设置，最后形成满铺、且铺设面积大于等于建筑物底面积；所述相邻混凝土箱梁侧壁相贴合；混凝土箱梁穿设完毕后在其内孔中穿设预先制作钢筋笼，并用混凝土封灌。

所述步骤（六）包括当建筑物底面标高达到设计要求时，采用分步卸载的方式拆下所有千斤顶，并分批次在下部支撑点与刚性底盘之间浇筑混凝土。

本发明的设计构思是这样实现的，在现有的建筑物顶升施工过程中，普遍采用垫块加高以后分批次替换千斤顶，然后分批次更换加高垫块的方法，而且现有技术中将千斤顶正向固定，一方面由于垫块不能与托盘底部紧密接触，垫块荷载不均匀，容易使建筑物受力不均而造成建筑物结构性破坏，同时千斤顶正向固定，在替换垫块过程中要多次搬运千斤顶，劳动强度大，施工效率低，在本发明所采用的技术方案中首先改变千斤顶的固定方式，将千斤顶倒置，并将其底座与端部支撑梁底面固定连接，而将垫块防止在下部支撑点上方，在顶升过程中千斤顶随着建筑物同步上升，在更换垫块过程中，施工人员无需搬运千斤顶，只需更换垫块或者增加垫块即可，大大提高施工效率；另外一方面，本发明采用千斤顶交替卸荷的方式，始终使用千斤顶来支撑建筑物的重量，在千斤顶完成一个行程的顶升以后，分批次进行垫块加高，在加高过程中先将一部分千斤顶的活塞杆缩回，然后更换对应下部支撑点上的垫块，待垫块调整好以后，再将该部分千斤顶重新加压，将所有千斤顶调整至卸荷前压力，然后再进行下一批次千斤顶的更换，在整个垫块更换过程中始终使用千斤顶支撑建筑物重量，避免建筑物因回降产生变形，有效保护建筑物安全；本发明中还采用短行程机械自锁千斤顶作为顶升设备，在垫块高度达到稳定极限需要浇筑混凝土基础时，用自锁螺母进行自锁，短行程机械自锁千斤顶形成刚性支撑，可以有效避免千斤顶液压系统故障时产生的安全隐患，而且短行程自锁千斤顶活塞伸出缸体长度小，其自身稳定安全性高。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明通过采用短行程机械自锁千斤顶分批次卸荷无回降顶升法，始终使用千斤顶支撑建筑物重量，防止更换垫块以及浇筑混凝土基础时，建筑物回降，能够保证上部建筑物在顶升过程中不因不均匀沉降而造成建筑物损坏；

（2）短行程机械自锁千斤顶自锁以后形成刚性支撑，可长时间无回降支撑，确保下部支撑体系施工过程中上部建筑安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的施工状态示意图一（千斤顶顶升至满行程）；

图2是本发明的施工状态示意图二（部分千斤顶回油卸载）；

图3是本发明的施工状态示意图三（部分回油千斤顶对应位置更换垫块）

图4是本发明的施工状态示意图四（更换垫块对应的千斤顶加载）

图5是本发明的施工状态示意图五（更换剩余垫块）

图6是本发明的施工状态示意图六（垫块全部更换完毕，达到相同高度）

图7是本发明的施工状态示意图七（混凝土基础浇筑状态）；

图8是本发明中使用的短行程机械自锁千斤顶构造示意图；

在附图中：1、刚性托盘；2、短行程机械自锁千斤顶；3、垫块；4、端部支撑梁；5、混凝土基础；2-1、底座；2-2、缸体；2-3、活塞杆；2-4、自锁螺母。

具体实施方式

综上所述，本发明公开一种建筑物长行程无回降多点同步顶升方法，包括以下步骤：本发明相对于现有技术的关键创新点在于其顶升方法和所采用的顶升设备，即短行程机械自锁千斤顶2，具体包括以下步骤：

（一）地基处理：对建筑物周围地基进行加固处理，并设置下部支撑点；包括在建筑物周围0.5-1.5米范围内进行桩基施工，待桩基强度达到设计要求时，在桩基顶部浇筑桩承台及承台梁作为下部支撑点、且所有桩承台及承台梁顶面位于同一水平面内，所述桩承台及承台梁顶面低于建筑物刚性托盘1底面0.5-1.2米。本发明采用的桩基为钻孔灌注桩或者静压桩，桩基一方面作为顶升过程的支撑点，另一方面在顶升完成后作为建筑物的桩基础，支撑建筑物的荷载，在具体施工过程中，桩基之间还可以设置横向支撑梁，增加桩基的稳定性，桩基施工过程中，首先在建筑物周围打桩，桩基的间距根据顶升点的多少进行设计，然后在桩基附近开挖，并破桩头，最后在桩基顶部浇筑桩承台及承台梁；桩基一般用于结构体积较大建筑物的顶升施工中，体积较小或者重量较小的建筑物顶升还可以采用钢筋混凝土地基，即在建筑物周围开挖基坑以后，在基坑内浇筑大体积混凝土作为下部支撑点。

（二）刚性托盘施工：采用人工盾构钢筋混凝土箱梁法在建筑物底部制作刚性托盘1；采用的人工盾构钢筋混凝土箱梁法包括在建筑物底部采用人工挖掘盾构方式水平穿设截面为矩形环状结构的钢筋混凝土箱梁，所述钢筋混凝土箱梁从左右两端对称、间隔设置，最后形成满铺、且铺设面积大于等于建筑物底面积；所述相邻混凝土箱梁侧壁相贴合；混凝土箱梁穿设完毕后在其内孔中穿设预先制作钢筋笼，并用混凝土封灌。在具体施工过程中还可以根据建筑物重量和体积选择采用钢质箱梁，在顶进过程中从建筑物一侧开始顶进，顶进的混凝土箱梁或者钢质箱梁底面高于桩承台及承台梁顶面，且两者之间的距离大于所选用短行程机械自锁千斤顶2缩回状态时候的高度，顶进完成以后，在混凝土箱梁或者钢质箱梁内放置预制好的钢筋笼，并在其内部高压灌注混凝土，增加其抗弯强度及刚度，采用本发明中的刚性托盘1结构，在顶升过程中，所有混凝土箱梁或者钢质箱梁构成一块完整的刚性托盘1，整体承载建筑物重量，只要保证垂直向上顶升，即可确保建筑物均匀受力，防止建筑物的破坏。

（三）端部支撑梁施工：刚性托盘1施工完毕以后进行端部支撑梁4施工 在穿设好的钢筋混凝土箱梁两端分别浇筑通长的端部支撑梁4，并沿端部支撑梁4长度方向均匀预埋开放端向下的螺栓；本发明所说的端部支撑梁44实际上是用于连接全部混凝土箱梁或者钢质箱梁端部的端梁，端梁的作用在于将全部混凝土箱梁或钢质箱梁连接成一体，形成整体板状结构，受力更加均匀。

（四）安装短行程机械自锁千斤顶，在端部支撑梁4和下部支撑点之间沿端部支撑梁4长度方向均匀固定安装短行程机械自锁千斤顶2，所述短行程机械自锁千斤顶2倒置安装；所述短行程机械自锁千斤顶2包括底座2-1、缸体2-2、活塞杆2-3以及自锁螺母2-4，所述活塞杆2-3上段设置外螺纹，所述自锁螺母2-4与所述活塞杆2-3螺纹配合（参见附图8），本发明中使用短行程机械自锁千斤顶2的目的在于提高千斤顶支撑建筑物整体重量时的稳定性，当利用自锁螺母2-4实现自锁时，活塞杆2-3借助于自锁螺母2-4和缸体2-2之间形成刚性连接，防止意外情况发生而影响建筑物安全。

（五）顶升：采用多点同步无回降顶升法向上顶升建筑物至设计标高；本步骤是本发明的核心所在，也是本发明所披露的施工方法区别与现有技术的关键点所在，在顶升过程中采用短行程机械自锁千斤顶2分批次卸荷无回降顶升法逐步顶升建筑物，具体包括以下步骤：（1）在全部短行程机械自锁千斤顶2对应的下部支撑点水平放置垫块3，启动液压站，使全部短行程机械自锁千斤顶2同步顶升，当全部短行程机械自锁千斤顶2的活塞杆2-3与垫块3顶面接触时，停止顶升，调整全部短行程机械自锁千斤顶2，使全部短行程机械自锁千斤顶2顶升压力保持一致；（2）再次启动液压站，同步顶升至短行程机械自锁千斤顶2完成一个行程的顶升（参见附图1），并实时监测建筑物水平度和垂直度；（3）液压站保压，并缩回总数量20%的短行程机械自锁千斤顶2的活塞杆2-3（参见附图2），在缩回的短行程机械自锁千斤顶2垫块3顶部增加相同高度的垫块3（参见附图3），操作液压站，使得缩回的短行程机械自锁千斤顶2活塞杆2-3端部与新增加的垫块3顶面接触，并加压至原有压力（参见附图4）；（4）以此方法分批次增加剩余80%短行程机械自锁千斤顶2对应下部支撑点上的垫块3，完成一次顶升（参见附图5和附图6）；（5）继续采用上述方法进行第二阶段顶升，当垫块3高度为1-1.2米时，利用短行程机械自锁千斤顶2的自锁螺母2-4将活塞杆2-3与缸体2-2锁紧，形成机械连接，在最上部垫块3底面以下和下部支撑点所在平面以上浇筑混凝土基础5（参见附图7）；依次采用上述方法分阶段循环施工，直至建筑物底面标高达到设计要求。

（六）卸载：采用替换方式拆除全部短行程机械自锁千斤顶2，并浇筑混凝土基础5；本步骤包括当建筑物底面标高达到设计要求时，采用分步卸载的方式拆下所有短行程机械自锁千斤顶2，并分批次在下部支撑点与刚性托盘1之间浇筑混凝土基础5，混凝土基础5的高度与刚性托盘1的底标高相同，最后将所浇筑的混凝土基础5与建筑物基础连接形成整体基础。

本发明通过在顶升过程中采用交替更换垫块3的方法，在更换过程中一直由短行程机械自锁千斤顶2支撑建筑物整体重量，无需采用其他转换支撑点支撑建筑物重量，避免了由于转换支撑点高低不一致而造成建筑物底部受力不均匀的现象发生，防止顶升过程中上部建筑物回降，确保建筑物安全。

在具体施工过程中当垫块3高度超过稳定极限时，就在建筑物底部浇筑混凝土基础5，将垫块3浇入混凝土中，在循环顶升过程中逐步提高混凝土基础5，最后一次顶升完成后，分批次将支撑点与刚性底盘采用混凝土连接，形成建筑物基础，有效加强建筑物基础，延长建筑物使用寿命。

Claims (4)

1.一种建筑物长行程无回降多点同步顶升方法，其特征在于：包括以下步骤：

（一）地基处理：对建筑物周围地基进行加固处理，并设置下部支撑点；（二）刚性托盘施工：采用人工盾构钢筋混凝土箱梁法在建筑物底部制作刚性托盘；

（三）端部支撑梁施工：钢筋混凝土箱梁两端分别浇筑端部支撑梁；

（四）安装短行程机械自锁千斤顶，在端部支撑梁和下部支撑点之间沿端部支撑梁长度方向均匀固定安装短行程机械自锁千斤顶，所述短行程机械自锁千斤顶倒置安装；所述短行程机械自锁千斤顶包括底座、缸体、活塞杆以及自锁螺母，所述活塞杆上段设置外螺纹，所述自锁螺母与所述活塞杆螺纹配合；

（五）顶升：采用多点同步无回降顶升法向上顶升建筑物至设计标高,本步骤采用短行程机械自锁千斤顶分批次卸荷无回降顶升法逐步顶升建筑物；所述短行程机械自锁千斤顶分批次卸荷无回降顶升法包括以下步骤：（1）在全部短行程机械自锁千斤顶对应的下部支撑点水平放置垫块，启动液压站，使全部千斤顶同步顶升，当全部短行程机械自锁千斤顶的活塞杆与垫块顶面接触时，停止顶升，调整全部短行程机械自锁千斤顶，使全部短行程机械自锁千斤顶顶升压力保持一致；（2）再次启动液压站，同步顶升至短行程机械自锁千斤顶完成一个行程的顶升，并实时监测建筑物水平度和垂直度；（3）液压站保压，并缩回总数量20%的短行程机械自锁千斤顶的活塞杆，在缩回的短行程机械自锁千斤顶垫块顶部增加相同高度的垫块，操作液压站，使得缩回的短行程机械自锁千斤顶顶杆端部与新增加的垫块顶面接触，并加压至原有压力；（4）以此方法分批次增加剩余80%短行程机械自锁千斤顶对应下部支撑点上的垫块，完成一次顶升；（5）继续采用上述方法进行第二阶段顶升，当垫块高度为1-1.2米时，利用短行程机械自锁千斤顶的自锁螺母将活塞杆与缸体锁紧，形成机械连接，在最上部垫块底面以下和下部支撑点所在平面以上浇筑混凝土基础；依次采用上述方法分阶段循环施工，直至建筑物底面标高达到设计要求；

（六）卸载：采用替换方式拆除全部千斤顶，并浇筑地基。

2.根据权利要求1所述的建筑物长行程无回降多点同步顶升方法，其特征在于：所述步骤（一）包括在建筑物周围0.5-1.5米范围内进行桩基施工，待桩基强度达到设计要求时，在桩基顶部浇筑桩承台及承台梁作为下部支撑点、且所有桩承台及承台梁顶面位于同一水平面内，所述桩承台及承台梁顶面低于建筑物刚性托盘底面0.5-1.2米。

3.根据权利要求2所述的建筑物长行程无回降多点同步顶升方法，其特征在于：所述步骤（二）中采用的人工盾构钢筋混凝土箱梁法包括在建筑物底部采用人工挖掘盾构方式水平穿设截面为矩形环状结构的钢筋混凝土箱梁，所述钢筋混凝土箱梁从左右两端对称、间隔设置，最后形成满铺、且铺设面积大于等于建筑物底面积；所述相邻混凝土箱梁侧壁相贴合；混凝土箱梁穿设完毕后在其内孔中穿设预先制作钢筋笼，并用混凝土封灌。

4.根据权利要求3所述的建筑物长行程无回降多点同步顶升方法，其特征在于：所述步骤（六）包括当建筑物底面标高达到设计要求时，采用分步卸载的方式拆下所有千斤顶，并分批次在下部支撑点与刚性托盘之间浇筑混凝土。