CN103711154B - 负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法，涉及既有的螺纹钻杆，其特征在于所述纠偏方法至少包括如下步骤：在倾斜的所述建筑物基础较高一侧通过螺纹钻杆进行成孔施工，以形成斜向深入至所述建筑物下方的钻孔；通过所述螺纹钻杆上的螺旋叶片自所述钻孔底端开始进行回转式掏土，从而在回转掏土过程，在钻杆前部的掏土孔段形成短时负压状态，以实现所述建筑物基础较高一侧的快速沉降。本发明的优点是，通过在掏土孔内形成负压纠偏，回倾过程中，建筑物变形均匀，速率较快，纠偏效果较好，达到纠偏设计要求；并通过在侧向土体非扰动段设置等直径的钢套管，在对掏土孔多次循环掏土过程中，达到有效保护侧向土体的作用。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法。
背景技术
在上世纪初，由于我国房地产业的蓬勃发展，城市进行区域性规划，兴建了大量2～4层的别墅，由于别墅结构自重较轻，基本均采用天然地基形式。但对于软土地区，由于浅部土层较软，在别墅周边进行人工造景时常引起不均匀堆土等不利因素，因此导致大量别墅产生明显倾斜。
为了对产生倾斜的别墅进行纠偏矫正，常采用在建筑物下方钻孔掏土进行纠偏，但由于别墅的结构自重较轻、荷载分布不均匀等因素，常常发生纠偏迫沉量不明显，纠偏速率较低，难以达到规定的纠偏效果。
如图1所示，上述常规钻孔掏土过程中，通过自然泥浆护壁，进行成孔保护，然后通过螺纹钻杆4上的螺旋叶片5分回次回转式钻进掏土，每回次进尺不宜超过1.0m；在掏土过程中，螺纹钻杆4下端掏土孔7通过活络针头6与上部水位（泥浆）连通，在水压的作用下，使掏土孔7中的孔壁直立稳定，从而使侧向土体不易受到扰动，对建筑物1的纠偏效果产生了极大的影响。
针对别墅等轻型建（构）筑物在采用常规钻孔掏土纠偏工艺不理想的状况，在纠偏过程中充分利用土体固结原理，对螺纹钻头进行改良是十分必要的，从而达到合理速率的纠偏目的。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法，该建筑物纠偏方法通过使螺纹钻杆下方形成的掏土孔与上部水位隔绝，使掏土孔处于负压状态，破坏局部土体结构平衡，加速建筑物基础以下土体沉降变形，从而达到对建筑物顺利纠偏的效果。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法，涉及既有的螺纹钻杆，其特征在于所述纠偏方法至少包括如下步骤：在倾斜的所述建筑物基础较高一侧通过螺纹钻杆进行成孔施工，以形成斜向深入至所述建筑物下方的钻孔；通过所述螺纹钻杆上的螺旋叶片自所述钻孔底端开始进行回转式掏土，从而在回转掏土过程，在钻杆前部的掏土孔段形成短时负压状态，以实现所述建筑物基础较高一侧的快速沉降。
所述建筑物基础以外范围的钻孔内设置有钢套管以护壁，所述钢套管与所述钻孔等直径。
所述螺纹钻杆包括杆体、位于所述杆体顶端的活络顶针、位于所述杆体头部外侧面的螺旋叶片以及位于所述杆体尾部外侧面的通孔，所述通孔与所述活络顶针连通，所述螺纹钻杆的顶端活络顶针通过满焊实现全封闭状态。
所述钻孔与水平面之间的夹角为45°～55°。
本发明的优点是，通过在掏土孔内形成负压纠偏，回倾过程中，建筑物变形均匀，速率较快，纠偏效果较好，达到纠偏设计要求；并通过在侧向土体非扰动段设置等直径的钢套管，在对掏土孔多次循环掏土过程中，达到有效保护侧向土体的作用。
附图说明
图1为常规钻孔掏土的建筑物纠偏示意图；
图2为本发明中钻孔相对于建筑物位置的示意图；
图3为既有的螺纹钻杆示意图；
图4为本发明中形成负孔压钻孔掏土的示意图；
图5为本发明中用于形成负孔压的螺纹钻杆示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-5，图中标记1-16分别为：建筑物1、钻杆连接件2、通孔3、螺纹钻杆4、螺旋叶片5、活络顶针6、掏土孔7、室内地坪8、室外地坪9、钢套管10、掏土槽11、钻孔12、杆体13、原动件14、泥浆15、区域16。
实施例：本实施例具体涉及一种负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法，尤其适用于别墅等自重较轻的建筑物，针对目前常规钻孔掏土纠偏效果不理想的状况，充分利用纠偏过程中的土体固结原理，对螺纹钻杆进行适当的改良，从而达到合理速率的纠偏目的。
如图1、3所示，图中涉及一种既有的螺纹钻杆4，该螺纹钻杆4的主体为杆体13，在杆体13的顶端设置有活络顶针6，杆体13的头部外侧面设置有螺旋叶片5，杆体13的尾部外侧面设置有若干个通孔3，其中通孔3与活络顶针6之间相互连通，以使杆体13、活络顶针6与内外水体连通。
如图2所示，待纠偏建筑物1发生较为明显的倾斜，其一侧的室内地坪8高于室外地坪9，而其另外一侧的室内地坪8则与室外地坪9齐平，为对该建筑物1的倾斜状态进行纠偏，采用本实施例中负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法，具体包括如下步骤：
（1）如图2、4所示，在倾斜的建筑物1基础较高的一侧，通过螺纹钻杆4进行泥浆护壁成孔施工，以形成一排斜向深入至建筑物1下方的钻孔12，钻孔12的孔径为150～200mm之间，各钻孔之间的孔距为2m，此外钻孔12与水平面之间的夹角处于45°～55°之间，本实施例中优选45°斜向夹角；其中泥浆护壁成孔施工属于本领域常规技术，故不予赘述；其中钻孔位置、夹角根据场地环境、结构形式及土层特点综合确定。
（2）如图2、4所示，将钻孔12分为两段，具体为侧向土体扰动段和侧向土体非扰动段，其中侧向土体扰动段为位于建筑物1基础以下范围内的钻孔12，侧向土体非扰动段为位于建筑物1基础以外范围内的钻孔12；在侧向土体非扰动段区域内的钻孔12中设置与其等直径的钢套管10以护壁，钢套管10外露于掏土槽11中，可在后续多次循环掏土过程中达到有效保护侧向土体的作用，防止钻孔掏土对建筑物外侧地下铺设的管线的变形影响；
（3）由于本实施例采用负孔压钻孔掏土的方法，因此需对既有的螺纹钻杆4进行一定的改良，如图5中所示的螺纹钻杆4，对杆体13顶端与活络顶针6之间的区域16通过满焊实现全封闭状态；
（4）如图2、4、5所示，螺纹钻杆4与原动件14之间通过钻杆连接件2连接，在原动件14的驱动下，螺纹钻杆4自钻孔12底端开始进行回转式掏土，螺旋叶片5向上取土，从而在螺纹钻杆4的下方形成掏土孔7，由于改良后的螺纹钻杆4的活络顶针6处于全封闭状态，掏土孔7中与上部泥浆15以及上部水源中的水位隔绝，因此掏土孔7处于短时负压状态，继续通过螺旋叶片5向上取土直至取净，在土体总应力不变的情况下,土体有效应力增加，从而加速土体局部扰动失稳，加速其变形固结，达到土体沉降的效果；
（5）如图2、4、5所示，依步骤（4）中所述，分别对该排钻孔12进行负孔压钻孔掏土作业，以使建筑物1达到理想的纠偏效果。
如图1、3所示，目前常规的掏土模式如“背景技术”中所述，在常规钻孔掏土过程中，通过自然泥浆护壁，进行成孔保护，然后通过螺纹钻杆4上的螺旋叶片5分回次回转式钻进掏土，每回次进尺不宜超过1.0m；在掏土过程中，螺纹钻杆4下端掏土孔7通过活络针头6与上部泥浆以及上部水源中的水位连通，在水压的作用下，使掏土孔7中的孔壁直立稳定，从而使侧向土体不易受到扰动，对建筑物1的纠偏效果产生了极大的影响。
将本实施例中负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法与采用常规钻孔掏土的建筑物纠偏方法进行比较，具体参数和使用效果如下表中所示：
从上表可知，本实施例中所采用的负孔压钻孔掏土工艺，通过破坏局部土体结构平衡，加速基底以下土体沉降变形，从而在上部结构负重的情况下，达到顺利纠偏的效果，该种施工工艺，对掏土孔周边土体扰动明显，有利于建筑物纠偏过程，均匀回倾，相对于常规掏土模式，工效更快、效果理想，沉降速率约提高了2～4倍。
本实施例中所提出的形成负孔压钻孔掏土纠偏工艺主要是基于土体应力平衡法则，通过在掏土范围内形成负压，使该掏土孔区域孔壁周围土体应力松弛，形成塑性区，根据理论计算可计算出土体扰动度SD，，其中Eut和Eu分别代表原状土和扰动土的弹性模量，当扰动度SD越大时，土体弹性模量越小，土体弹性模量的减小将引起建筑物沉降，以达到建筑物沉降纠偏的目的。
Claims (3)
1.一种负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法，涉及既有的螺纹钻杆，其特征在于所述纠偏方法至少包括如下步骤：在倾斜的所述建筑物基础较高一侧通过螺纹钻杆进行成孔施工，以形成斜向深入至所述建筑物下方的钻孔；通过所述螺纹钻杆上的螺旋叶片自所述钻孔底端开始进行回转式掏土，从而在回转掏土过程，在钻杆前部的掏土孔段形成短时负压状态，以实现所述建筑物基础较高一侧的快速沉降，所述螺纹钻杆包括杆体、位于所述杆体顶端的活络顶针、位于所述杆体头部外侧面的螺旋叶片以及位于所述杆体尾部外侧面的通孔，所述通孔与所述活络顶针连通，所述螺纹钻杆的顶端活络顶针通过满焊实现全封闭状态。
2.根据权利要求1所述的一种负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法，其特征在于所述建筑物基础以外范围的钻孔内设置有钢套管以护壁，所述钢套管与所述钻孔等直径。
3.根据权利要求1所述的一种负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法，其特征在于所述钻孔与水平面之间的夹角为45°～55°。
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