CN104846856A - 一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，属于工程建筑施工领域。本发明步骤为：挖除基础四周及垫层回填土；加固倾斜独立排架柱根部；挂设扶正装置：在倾斜柱两侧分别设吊带、钢丝绳，上部设起吊绳索；安装倾斜校正装置：在柱子倾斜一侧基础底部边缘安放端部带楔子的钢板，并在楔子后安装有千斤顶；倾斜校正施工：压动千斤顶，启动吊车，待千斤顶将铁楔子挤进垫层底部将柱子校正达到倾斜基础原设计位置范围内时，停止压动千斤顶，同时往基础垫层底面及基础四周灌入混凝土，然后撤离吊车，等混凝土达到一定强度后，回填土并压实；稳固观测。本发明能快速精准纠正大吨位混凝土柱的倾斜且不易对混凝土柱造成裂纹，破坏柱内部结构。

Description

一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法

技术领域

本发明涉及工程建筑施工领域，更具体地说，涉及一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法。

背景技术

工业生产装置管廊结构一般多为现浇钢筋混凝土排架结构，常布置在装置区边侧或厂外，一般为多排连续平行独立布置，排架间连接多为钢结构，作为化学介质工艺管道等运输通道。根据装置区地理环境变化，基础地基一般会进行地基处理，但是在独立排架结构施工完后，由于地基处理的缺陷，比如在柱子周围开挖井、池、单侧堆积土、重载施工机械在柱子周围的堆积土上施工作业等，扰动独立排架柱周围地基土使得其地基单侧受到不均匀荷载影响，独立排架柱的倾斜较为多发。无论倾斜发生在工艺管道安装前还是钢结构连接时，都会带来钢结构无法安装、钢结构变形，工艺管道变形的问题，从而引发介质泄露等安全事故，因此，倾斜的排架柱校正是很必要的。独立排架柱传统的倾斜校正方法多采用在倾斜相反方向顶部水平拉拽，配合下部千斤顶水平顶推的方法，其缺点是不能移动大吨位排架结构，定位困难，且易造成柱根部产生裂纹，甚至排架柱会产生结构破损，失去其承载功能而报废，且采取拖拽方法也会产生倾覆等不安全因素。因此提供一种高效、安全稳妥、经济的校正倾斜独立排架柱的方法，是施工企业必须要面对的施工难题。

经检索，专利申请号：201310155928.2，申请日：2013.04.28，专利名称：一种管桩纠偏复位的方法，该方法包括以下步骤：(1)垫层修复；(2)桩身清孔；(3)倾斜度及偏位测量；(4)纠偏定位；(5)冲水取土；(6)推桩移位；(7)复测倾斜度；(8)桩内填芯；(9)装填混凝土，其中推桩移位过程如下：用千斤顶顶住需纠偏的管桩，千斤顶尾端设钢垫板抵住垫层，顶端设圆弧托板抵住管桩，千斤顶推动管桩将管桩推至复位。在将管桩推至复位的过程中，在管桩四周的孔穴内，逐步灌入5-25mm的碎石和细沙，直到管桩复位。该方法利用千斤顶直接顶推倾斜管桩的侧壁，仅仅适合较小吨位的管桩的纠偏，不适用大吨位柱子，且混凝土排架柱如果用这种方法，定位困难，顶推力容易使排架柱产生裂纹甚至断裂。事实上，混凝土独立排架柱倾斜后的纠偏过程很容易使得排架柱底部产生细小裂纹，为后期埋下隐患。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明提出了一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其一，为提出一种快速精准的独立排架柱倾斜校正的方法，其二，为提出一种防止在独立排架柱倾斜校正过程中对独立排架柱造成裂纹，破坏排架柱内部结构的方法。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其特征在于：其步骤为：

步骤一、挖除基础四周及垫层回填土

将基础四周及垫层上部回填土挖除，原土夯实整平；

步骤二、加固倾斜独立排架柱根部

在倾斜的独立排架柱根部沿柱截面四周对称设置组合型钢结构，用于加固独立排架柱；

步骤三、挂设扶正装置

将待校正的倾斜独立排架柱记为0轴，位于0轴倾斜一侧并与0轴相邻的独立排架柱依次记为-1轴、-2轴，位于0轴倾斜另一侧并与0轴相邻的独立排架柱依次记为1轴、2轴；在1轴、2轴间焊接上加固钢梁，加固钢梁一端与1轴焊接、加固钢梁另一端与2轴焊接，将吊带一端挂在0轴中部，吊带另一端挂在1轴的的柱子根部，将钢丝绳一端挂在0轴中部，钢丝绳另一端挂在-2轴柱子根部；在0轴上部挂设有起吊绳索，起吊绳索与吊车相连；

步骤四、安装倾斜校正装置

将0轴倾斜一侧回填土挖至基础垫层底，在基础四周安装型钢后背整体受力框，在倾斜一侧的基础底部边缘放上钢板，在钢板前口切个坡口，钢板上焊有楔子，并在楔子后焊千斤顶托子，所述的千斤顶托子上水平安装有千斤顶，所述的千斤顶的顶出端抵在钢楔子竖直直边上；

步骤五、倾斜校正施工

上述所有步骤完成后，开始压动千斤顶，同时启动吊车，起吊绳索处于拉紧状态，当0轴开始出现偏动时，拉动钢丝绳和吊带，使钢丝绳和吊带也处于拉紧状态，由测量员在旁边架设全站仪，注意随时观察柱子偏动情况，待千斤顶将楔子挤进垫层底部将柱子校正达到倾斜基础原设计位置范围内时，停止压动千斤顶，同时往基础垫层底面及基础四周灌入细石混凝土或无收缩混凝土灌浆料，然后撤离吊车，等混凝土强度达设计强度75％后，回填土并压实；

步骤六、稳固观测

在0至-1轴之间焊上加固钢梁，撤下钢丝绳和吊带，在0轴上设置沉降观测点，每两天观测沉降情况及垂直度，并做好记录，观察一个月后，基础稳定无倾斜变化，倾斜矫正结束。

作为本发明的进一步的改进，步骤四安装倾斜校正装置还包括在基础四周焊上支架，所述的支架为框形，用于防止基础被挤走，在支架内部的排架柱倾斜一侧基础底部边缘放上钢板，千斤顶尾部焊接在支架内侧。

作为本发明的进一步的改进，所述的步骤二中组合型钢结构板选用槽钢，倾斜独立排架柱的每一侧底部竖直设立2根槽钢，并在8根槽钢的下部、中部和上部均设置有紧固箍。

作为本发明的进一步的改进，所述的步骤三中将起吊绳索挂在0轴最上方的梁柱中心处。

作为本发明的进一步的改进，所述的钢丝绳和吊带上均设有倒链。

作为本发明的进一步的改进，所述的支架为H型钢支架。

作为本发明的进一步的改进，所述的步骤四中的楔子为铁楔子或钢楔子，每个单轴对应的钢板上焊接有3个钢楔子。

3.有益效果

采用本发明的技术方案，与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)本发明的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，在倾斜待校正的独立排架柱最上方的梁柱中心处挂设有起吊绳索，倾斜校正施工时，在压动千斤顶的同时启动吊车，使得起吊绳索处于拉紧状态，竖直方向上降低了独立排架柱的荷载，减轻倾斜柱底部的压力，针对大吨位混凝土排架柱的校正能够预防底部裂纹的产生，保证混凝土柱的结构稳定，且起吊绳索能够配合钢丝绳和吊带保持倾斜待校正的独立排架柱在纠偏过程中的稳定，防止结构侧向倾覆，提高了施工安全。

(2)本发明的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，根据现浇独立排架柱的结构特点，对每根排架柱根部采用8根槽钢加固，并打上3道紧固箍，增大结构柱截面抵抗矩，进一步预防底部裂纹的产生，保证混凝土柱的结构稳定；且加固材料的槽钢与紧固箍均可以重复周转使用，完全回收利用，节约材料。

(3)本发明的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，采用千斤顶横向顶推楔子挤进垫层底部的方法来代替传统直接用千斤顶纵向顶推柱子来进行倾斜校正，柱子在校正过程受力均衡冲击小，且多排楔子的设置，提高了整体协调性，不会使顶推力集合在一点，损坏其内部结构产生裂纹，且动力够大足以顶推大吨位排架柱。

(4)本发明的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，基础四周焊上H型钢支架，用于千斤顶的受力支撑点，使得楔子水平向倾斜侧基础垫层下部嵌入顶起倾斜基础时预防基础被挤走，保证了倾斜柱子校正后排架柱结构的稳定。

(5)本发明的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，校正过程前在1轴与2轴之间焊接加固钢梁，校正过程之后在0至1轴之间焊上加固钢梁，充分利用了管廊中独立排架柱前后均有排架柱这一特点，将倾斜排架柱与临近的柱子临时组成整体，增加倾斜柱子的稳定性。

(6)本发明的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其方法施工简便，传力清晰，安全稳定。

附图说明

图1为步骤二中倾斜独立排架柱下部采取加固措施后的结构示意图；

图2为步骤二中倾斜独立排架柱下部采取加固措施后的横向截面图；

图3为步骤五中倾斜校正施工过程示意参考图；

图4为倾斜校正装置中钢板上焊接楔子的俯视结构示意图；

图5为倾斜校正装置中钢板上焊接楔子的正视结构示意图；

图6为步骤四中倾斜校正装置安装示意参考图；

图7为图6的俯视图。

示意图中的标号说明：

1、槽钢；2、紧固箍；3、钢丝绳；4、吊带；5、倒链；6、起吊绳索；7、钢板；8、楔子；9、千斤顶；10、支架。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

实施例1

申请人在某项目的厂区外管A#管廊土建单位工程施工过程中，A060/1037～1038轴地基开挖至设计标高时，经现场钎探，不符合设计地基承载力，地勘要求继续超挖，至老土层，然后采用级配砂石换填至设计基底标高，申请人按要求进行了换填，并做了级配砂石的压实度试验，均合格后，进行了基础垫层的施工。A060/1037～1038轴基础垫层截面尺寸为3.8m*3.0m，100mm厚；基础一阶承台截面为3.6m*2.8m，400mm高；二阶承台截面尺寸为2.2m*1.6m，400mm高，上部结构柱子截面尺寸为600*700mm，梁的截面尺寸为350*700mm，按钢筋混凝土的重2.5t/m³计算，A060轴基础和主体结构合计重量为106.58t(垫层与地基之间的吸附力取1.1系数)。后期观测，A060轴/1037轴柱顶向南偏490，倾斜角度为1.34，A060轴/1038轴柱顶向南偏400，倾斜角度为1.24，经现场测量，柱并未产生弯曲变形，只是发生偏移。

经现场观察，造成A060/1037～1038倾斜原因是A060轴西侧事故油池施工开挖深度3m左右，设置一集水坑靠近A060西侧1m左右基础边，雨季施工，且未事先通知申请人的情况下，也未采取任何防护措施，致使A060轴地基土侵袭扰动、沉降，事故油池开挖大量土方长期堆放在A060轴北侧，单侧堆放高度从管廊回填土标高往上3m左右，土的侧压力致使柱子发生侧偏。

下面采用本发明的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法对倾斜的A060轴独立排架柱进行倾斜矫正。

步骤一、挖除基础四周及垫层回填土

将被扰动而造成独立排架柱倾斜的地基土整平压实；针对产生倾斜的原因，具体措施为1、将A060轴西侧井池基坑回填压实完毕；2、清理A060轴北侧堆积的土和钢筋，地基土整平压实；3、挖除基础四周及垫层以上回填土，基底原土夯实整平，预留操作工作面；4、设计放置千斤顶位置的基础底部承载底板施工，底板混凝土强度满足上部千斤顶承载要求。

步骤二、加固倾斜独立排架柱下部

在倾斜的独立排架柱A060/1037～1038轴基础顶面往上2.5m高范围内竖立组合型钢结构用于加固独立排架柱；本实施例中组合型钢结构选用200mm槽钢1，A060/1037～1038轴的每一侧竖直设立2根槽钢1，并在8根槽钢1的下部、中部和上部均设置有紧固箍2，如图1、图2所示，其中第一道紧固箍2设置在基础顶面往上100mm处，保护基础顶面处的施工缝，第二道紧固箍2设置在基础短柱的施工缝处，此加固措施是为防止校正过程中，这些受力较大部分产生裂缝等，待校正之后拆除。

步骤三、挂设扶正装置

将待校正的倾斜独立排架柱记为0轴，位于0轴倾斜一侧并与0轴相邻的独立排架柱依次记为-1轴、-2轴，位于0轴倾斜另一侧并与0轴相邻的独立排架柱依次记为1轴、2轴；本实施例中与0轴、-1轴、-2轴、1轴、2轴相对应的排架柱分别为A060轴、A061轴、A062轴A058轴、A059轴，将A058～A059轴之间焊接上340mm的加固钢梁四道，加固钢梁一端与A058轴焊接、加固钢梁另一端与A059轴焊接；将四根10t吊带4一端挂到60轴第三层梁柱节点处，吊带4另一端挂在59轴的柱子根部，将19.5mm的钢丝绳3一端挂在60轴第四层梁柱节点处，钢丝绳3另一端挂在62轴柱子根部，所述的钢丝绳3和吊带4上均设有倒链5，60轴两侧拉起的钢丝绳3和吊带4只作为揽风绳的作用，不让其受力拉动柱子。在60轴五层梁柱处挂设有起吊绳索6，100t汽车吊就位与起吊绳索6相连(如图3所示)，此处注意将起吊绳索6挂在60轴五层梁柱中心处，保证独立排架柱的竖向荷载均衡，最大程度的减少60轴竖向荷载对柱根部的压力，预防底部裂纹的产生。

其中，钢丝绳3和吊带4作为揽风绳在拉设的过程中，不能用力过猛，为防止拉力过大，柱根部被拉裂，具体北侧吊带4拉力F1和南侧钢丝绳3拉力F2允许值见如下计算：

经抗弯强度计算及裂缝宽度验算复核，南侧揽风绳上的拉力不应超过5.0t，北侧揽风绳上的拉力不应超过4.0t。

步骤四、安装倾斜校正装置

将60轴基础南侧回填土挖至基础垫层底(基础挖开时，检查基础、柱根是否有贯通的裂缝等，确保原结构满足正常使用的要求)，在基础四周焊上400*400mm的支架10，所述的支架10为4根H型钢焊接成的框形架，焊接处采用满焊，在支架10内部的排架柱倾斜一侧基础底部边缘放上钢板7，钢板7尺寸为2200*600mm，在钢板7前口切个坡口，钢板7上焊三个楔子8，楔子8可为铁质或钢质的，具体在本实施例中，选用铁质，在铁楔子8后焊千斤顶托子(所用钢板及铁楔子全部进行打磨防锈处理)，所述的千斤顶托子上水平安装有千斤顶9，千斤顶9尾部焊接在支架10内侧，千斤顶9的顶出端抵在铁楔子8竖直直边上，千斤顶9尾端与对应的H型钢支架10以及H型钢支架10焊接处均设有加强板，如图4、图5、图6、图7所示。型钢支架10作为临时千斤顶9的着力点，待千斤顶9将铁楔子8挤进垫层底部将柱子校正时，将型钢支架10全部拆除移走。

步骤五、倾斜校正施工

上述所有步骤完成后，开始压动南侧底部的千斤顶9，同时启动吊车，起吊绳索6处于拉紧状态，当60轴开始出现偏动时，人工控制倒链5拉动钢丝绳3和吊带4，使钢丝绳3和吊带4也处于拉紧状态，如图3所示，由测量员在旁边架设全站仪，注意随时观察柱子偏动情况，待千斤顶9将铁楔子8挤进垫层底部将柱子校正达到倾斜基础原设计位置范围内时，停止压动千斤顶9，同时往基础垫层底面及基础四周灌入细石混凝土或无收缩混凝土灌浆料，本实施例中，选用细石混凝土，然后撤离吊车，等混凝土达设计强度75％后，回填土并压实。

步骤六、稳固观测

在60至61轴之间焊上340mm加固钢梁4根，撤下钢丝绳3和吊带4，在60轴上设置沉降观测点，每两天观测沉降情况及垂直度，并做好记录，观察一个月后，基础沉降及倾斜无变化，倾斜校正结束。

本发明针的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，针对大吨位混凝土独立排架柱倾斜后的校正困难、定位不准、易在校正过程中使得排架柱底部产生细小裂纹，改变其内部结构等难题，充分利用混凝土排架柱的特点，将倾斜排架柱借用周围相邻的排架柱形成一个力的整体，稳固待校正的排架柱，对易产生裂纹的柱根部进行加固防护，采用起吊绳索竖向减少柱子荷载，减轻柱根部的剪切力，采用千斤顶横向顶推多排楔子挤进基础垫层底的方式分散均衡顶升力，本发明从外部加固设计、内部对力作用的设计方面，共同配合互相增益，以最简方式精准纠偏、保护柱子不产生裂纹。

本发明在实施过程中需要注意的问题如下：

1、H型钢支架焊接一定要牢靠，为防止千斤顶将工字钢顶坏，在型钢着力点及焊接处焊上加强板。

2、铁楔子的坡度不能太陡，且铁楔子要有足够的宽度，保证与基础底面的接触面，尽量少破坏基础砼。

3、在灌浆料灌入前，一定要确保纠正后的柱子的垂直度满足规范要求，即H/1000且≤30mm。

4、灌入的灌浆料一定要振捣密实。

5、揽风绳拉结在柱子上，一定要有保护措施，避免将成品柱子棱边破坏。

6、采用的吊带和钢丝绳必须完好无损，吊车司机、挖机司机、起重工等必须持证上岗。

7、在栓钢丝绳和吊带时，采用装人的吊篮必须经报验合格之后，方可使用。

8、在挖基础四周土的时候，不要碰坏地下的管线

9、压千斤顶和拉倒链的人，一定要缓慢，旁边设置安全监护人员，如若发生倒塌，操作人员一定要立即撤离安全地带，避免砸伤等意外事故发生。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其特征在于：其步骤为：

步骤一、挖除基础四周及垫层回填土

将基础四周及垫层上部回填土挖除，原土夯实整平。

步骤二、加固倾斜独立排架柱根部

在倾斜的独立排架柱根部沿柱截面四周对称设置组合型钢结构，用于加固独立排架柱。

步骤三、挂设扶正装置

将待校正的倾斜独立排架柱记为0轴，位于0轴倾斜一侧并与0轴相邻的独立排架柱依次记为-1轴、-2轴，位于0轴倾斜另一侧并与0轴相邻的独立排架柱依次记为1轴、2轴；在1轴、2轴间焊接上加固钢梁，加固钢梁一端与1轴焊接、加固钢梁另一端与2轴焊接，将吊带(4)一端挂在0轴中部，吊带(4)另一端挂在1轴的的柱子根部，将钢丝绳(3)一端挂在0轴中部，钢丝绳(3)另一端挂在-2轴柱子根部；在0轴上部挂设有起吊绳索(6)，起吊绳索(6)与吊车相连。

步骤四、安装倾斜校正装置

将0轴倾斜一侧回填土挖至基础垫层底，在倾斜一侧的基础底部边缘放上钢板(7)，在钢板(7)前口切个坡口，钢板(7)上焊有楔子(8)，并在楔子(8)后焊千斤顶托子，所述的千斤顶托子上水平安装有千斤顶(9)，所述的千斤顶(9)的顶出端抵在楔子(8)竖直直边上。

步骤五、倾斜校正施工

上述所有步骤完成后，开始压动千斤顶(9)，同时启动吊车，起吊绳索(6)处于拉紧状态，当0轴开始出现偏动时，拉动钢丝绳(3)和吊带(4)，使钢丝绳(3)和吊带(4)也处于拉紧状态，由测量员在旁边架设全站仪，注意随时观察柱子偏动情况，待千斤顶(9)将楔子(8)挤进垫层底部将柱子校正达到倾斜基础原设计位置范围内时，停止压动千斤顶(9)，同时立即往基础垫层底面及基础四周灌入细石混凝土或无收缩混凝土灌浆料，然后撤离吊车，等混凝土强度达设计强度75％后，回填土并压实。

步骤六、稳固观测

在0至-1轴之间焊上加固钢梁，撤下钢丝绳(3)和吊带(4)，在0轴上设置沉降观测点，每两天观测沉降情况及垂直度，并做好记录，观察一个月后，基础稳定无倾斜变化，倾斜矫正结束。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其特征在于：步骤四安装倾斜校正装置还包括在基础四周焊上支架(10)，所述的支架(10)为框形，用于防止基础被挤走，在支架(10)内部的排架柱倾斜一侧基础底部边缘放上钢板(7)，千斤顶(9)尾部焊接在支架(10)内侧。

3.根据权利要求2所述的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其特征在于：所述的步骤二中组合型钢结构选用槽钢(1)，倾斜独立排架柱的每一侧底部竖直设立2根槽钢(1)，并在8根槽钢(1)的下部、中部和上部均设置有紧固箍(2)。

4.根据权利要求3所述的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其特征在于：所述的步骤三中将起吊绳索(9)挂在0轴最上方的梁柱中心处。

5.根据权利要求4所述的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其特征在于：所述的钢丝绳(3)和吊带(4)上均设有倒链(5)。

6.根据权利要求5所述的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其特征在于：所述的支架(10)为H型钢支架。

7.根据权利要求6所述的一种倾斜独立排架柱水平顶推校正的方法，其特征在于：所述的步骤四中的楔子(8)为铁楔子或钢楔子，每个单轴对应的钢板(7)上焊接有3个楔子(8)。