CN105133641A - 一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构及方法，包括钻孔、灌浆管，注浆完成后形成的薄壁型连续墙由注浆材料、灌浆管、连续墙底部的均匀连续的墙体以及钻孔之间的水泥土组成。本发明操作性更强、适用性更广泛，可在提供较高的承载力增量的同时，将加固范围集中在需要加固的承台范围内，避免承台的加厚、加大，技术可靠且经济合理。

Description

一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构及方法
技术领域
本发明涉及既有建筑结构加固的技术领域，尤其是指一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构及方法。
背景技术
随着我国经济高速发展，尤其是一二线城市经济发展日益增速，许多已经建成的建筑结构常常由于使用者的特殊要求，需要改变其原始的设计使用功能，从而需要对既有建筑进行结构改造或者加固。由于上部结构使用荷载的变化，导致地基基础必然需要加固。而地基基础与上部结构不同，常常由于地下空间有限，极大地限制了加固技术的应用。
在本专利作出以前，锚杆静压桩、树根桩、高压旋喷桩等加固方法在地基基础加固中应用广泛，现有的加固技术对大部分的加固工程都能够适用，但是在某些工程中，却由于加固带来的承载力增量不足，无法满足加固要求，其主要原因是小直径桩承载能力低。如深圳某建筑，采用桩基础，原设计为办公楼，在交付某商业银行使用时，使用方提出，需要在其中3层设置机房，其活荷载由原来每层2kPa增加至每层8kPa，由于荷载大幅增加，需要对地基基础进行加固。若采用传统的锚杆静压桩、树根桩等加固方法，存在桩数多而密，造价高，加固范围过大涉及承台结构加厚、加大而导致地下室空间变小等一系列问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全可靠的薄壁型连续墙式地基基础加固结构及方法，将加固范围集中在原有承台下，在提供足够的承载力增量的情况下，避免承台加厚及由此引起的其他问题。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案其薄壁型连续墙式地基基础加固结构，包括有加固桩基础，该加固桩基础分为上、下两段，其下段伸进地基土中，其上段固定有承台，且所述承台的底面与地基土面相抵触；还包括有管身带灌浆孔的灌浆管，在所述承台的顶面围绕加固桩基础进行钻孔，钻孔从上往下经承台钻进地基土中至预设深度，并要求所有钻孔底部扩孔相通，进而使得所有钻孔连通成一整体；所述灌浆管的数量与钻孔相一致，分别插装入相应钻孔中，并与各自钻孔之间保持间隙，且在灌浆前，该灌浆管与钻孔间的上段间隙采用密封材料进行密封，密封后通过在钻孔内高压灌浆，利用钻孔间的窜浆将形成有均匀连续的薄壁型连续墙，所述灌浆管固定于该薄壁型连续墙的墙体内，并等效作为该墙体内的钢筋，而地基土中钻孔之间的土体由于浆液的渗透会形成为水泥土，这部分水泥土亦构成为上述薄壁型连续墙的一部分，注浆完成后，承台面上的所有钻孔用混凝土密封，最终通过墙体两侧的侧摩阻力和墙体端部的端阻力同时提供承载力，达到地基基础加固的效果。
所有钻孔围绕着加固桩基础呈圆形或者矩形均匀分布，每个钻孔直径为150～200mm，两相邻钻孔中心间的距离为180～300mm，扩孔直径为180～300mm，扩孔段的深度为50cm～80cm。
所述灌浆孔沿灌浆管的管身均匀分布，灌浆孔直径为10mm，两孔中心的间距沿管身30～50cm。
所述灌浆管与钻孔之间密封的上段间隙长度为承台面以下50cm。
所述密封材料为粘土球。
所述灌浆管为灌浆钢管。
本发明所述的薄壁型连续墙式地基基础加固方法，如下：
在原有承台下围绕原有加固桩基础钻孔灌浆，利用钻孔之间的窜浆形成薄壁型连续墙，并利用钻孔底扩孔连通实现桩底应力扩散，充分发挥墙底承载力以提高连续墙整体承载力；其包括以下步骤：
1)在需要加固的承台顶面上围绕加固桩基础呈圆形或者矩形均布钻孔，采用机械成孔，成孔直径约150～200mm，孔中心间距根据地基土的性质取180～300mm；钻孔钻进地基土中，并在钻至距离预设深度50cm～80cm时，采用扩孔钻头将钻孔扩孔为直径180～300mm，并使所有钻孔底部连通成一整体；为保证钻孔孔壁的稳定性，应跳孔施工；
2)选取直径比上述钻孔小的灌浆管，并在灌浆管管身上开灌浆孔，开孔直径10mm，两开孔中心的间距沿管身30～50cm；将灌浆管插入所述钻孔中；
3)采用密封材料将灌浆管与钻孔间的上段间隙密封，该上段间隙的长度为承台面以下50cm，密封后，连接灌浆管至压灌设备；
4)对已经密封间隙的钻孔进行两次压力注浆，利用钻孔之间的窜浆形成有均匀连续的薄壁型连续墙，墙体内的灌浆管作为等效钢筋，通过墙体两侧的侧摩阻力和墙体端部的端阻力同时提供承载力，达到加固的效果；
5)采用混凝土密封承台面上的所有钻孔，完成加固过程。
在注浆时，注浆压力不大于1.5Mpa，水灰比根据地质情况选取0.4～0.65。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、利用墙体的侧阻力、端阻力提供承载力，较传统的加固方法能够提供更高的承载力。
2、墙底连通成整体，而墙身范围内为桩体和水泥土交替而形成的材料，有利于充分发挥墙身材料的强度，又在墙底形成有效的应力扩散，充分发挥端阻力，技术可靠且经济合理。
3、将加固范围限制在需要加固的承台范围内，避免因承台加厚加大引起的占用地下空间问题。
附图说明
图1为钻孔及灌浆管的平面布置形式图。
图2为钻孔及灌浆管的另一平面布置形式图。
图3为加固完成以后连续墙的立面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本实施例所述的薄壁型连续墙式地基基础加固结构，实际上是在原有承台下围绕原有加固桩基础钻孔灌浆，利用钻孔之间的窜浆形成薄壁型连续墙，并利用钻孔底扩孔连通实现桩底应力扩散，充分发挥墙底承载力以提高连续墙整体承载力。
如图1至图3所示，所述的薄壁型连续墙式地基基础加固结构包括有带承台4的加固桩基础1及管身带灌浆孔的灌浆管2，其中，所述加固桩基础1分为上、下两段，其下段伸进地基土中，其上段固定有承台4，所述承台4的底面与地基土面相抵触；在所述承台4的顶面围绕着加固桩基础1进行钻孔，钻孔从上往下经承台4钻进地基土中至预设深度，并要求所有钻孔3底部扩孔相通，进而使得所有钻孔3能够连通成一整体，而在本实施例中，所有钻孔3在承台面上可以呈圆形或者矩形均匀分布，如图1和图2所示，每个钻孔直径为150～200mm，两相邻钻孔中心间的距离为180～300mm，扩孔直径为180～300mm，扩孔段的深度为50cm～80cm。所述灌浆管2为灌浆钢管，灌浆孔沿灌浆管管身均匀分布，灌浆孔直径为10mm，两孔中心的间距沿管身30～50cm，该灌浆管2的数量与钻孔3相一致，一个钻孔3中竖直插入一条灌浆管2，且插入后，该灌浆管2与钻孔3之间保持间隙，在灌浆前，该灌浆管2与钻孔3间的上段间隙(在本实施例中，具体是承台面以下50cm)采用密封材料(如粘土球等)进行密封，密封后通过在钻孔3内高压灌浆，利用钻孔间的窜浆将形成有均匀连续的具有较高强度的薄壁型连续墙，所述灌浆管2固定于该薄壁型连续墙的墙体内，并等效作为该墙体内的钢筋，而地基土中钻孔3之间的土体由于浆液的渗透会形成为水泥土，这部分水泥土亦构成为上述薄壁型连续墙的一部分，如图3所示。在注浆完成后，承台面上的所有钻孔3将采用混凝土进行密封。以上设计使得本加固结构的承载力来源于墙体侧面与原位土体之间的侧摩阻力，以及墙体底部与原位土体之间的端阻力。由于充分利用了墙身材料的强度，并在墙底形成有效的应力扩散，故而可获得较高的承载力，进而达到更好地加固地基基础的目的。
下面为本实施例上述薄壁型连续墙式地基基础加固结构的加固施工过程，其包括以下步骤：
1)在需要加固的承台顶面上围绕加固桩基础1呈圆形或者矩形均布钻孔3，采用机械成孔，成孔直径约150～200mm，孔中心间距根据地基土的性质取180～300mm；钻孔钻进地基中，并在钻至距离预设深度50cm～80cm时，采用扩孔钻头将钻孔扩孔为直径180～300mm，并使所有钻孔底部连通成一整体；为保证钻孔孔壁的稳定性，应选择跳孔施工。
2)选取直径比上述钻孔3小的灌浆管2，并在灌浆管管身上开灌浆孔，开孔直径10mm，两开孔中心的间距沿管身30～50cm；将灌浆管2插入所述钻孔3中。
3)采用粘土球等密封材料将灌浆管2与钻孔3间的上段间隙(承台面以下50cm)密封，密封后，连接灌浆管2至灌浆泵等压灌设备。
4)对已经密封间隙的钻孔进行两次压力注浆(两次注浆之间间隔一定时间，且注浆时，注浆压力不大于1.5Mpa，水灰比根据地质情况选取0.4～0.65)，利用钻孔之间的窜浆形成有均匀连续的薄壁型连续墙，墙体内的灌浆管2作为等效钢筋，通过墙体两侧的侧摩阻力和墙体端部的端阻力同时提供承载力，达到加固的效果。
5)采用混凝土密封承台面上的所有钻孔3，完成加固过程。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构，包括有加固桩基础，该加固桩基础分为上、下两段，其下段伸进地基土中，其上段固定有承台，且所述承台的底面与地基土面相抵触；其特征在于：还包括有管身带灌浆孔的灌浆管，在所述承台的顶面围绕加固桩基础进行钻孔，钻孔从上往下经承台钻进地基土中至预设深度，并要求所有钻孔底部扩孔相通，进而使得所有钻孔连通成一整体；所述灌浆管的数量与钻孔相一致，分别插装入相应钻孔中，并与各自钻孔之间保持间隙，且在灌浆前，该灌浆管与钻孔间的上段间隙采用密封材料进行密封，密封后通过在钻孔内高压灌浆，利用钻孔间的窜浆将形成有均匀连续的薄壁型连续墙，所述灌浆管固定于该薄壁型连续墙的墙体内，并等效作为该墙体内的钢筋，而地基土中钻孔之间的土体由于浆液的渗透会形成为水泥土，这部分水泥土亦构成为上述薄壁型连续墙的一部分，注浆完成后，承台面上的所有钻孔用混凝土密封，最终通过墙体两侧的侧摩阻力和墙体端部的端阻力同时提供承载力，达到地基基础加固的效果。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构，其特征在于：所有钻孔围绕着加固桩基础呈圆形或者矩形均匀分布，每个钻孔直径为150～200mm，两相邻钻孔中心间的距离为180～300mm，扩孔直径为180～300mm，扩孔段的深度为50cm～80cm。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构，其特征在于：所述灌浆孔沿灌浆管的管身均匀分布，灌浆孔直径为10mm，两孔中心的间距沿管身30～50cm。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构，其特征在于：所述灌浆管与钻孔之间密封的上段间隙长度为承台面以下50cm。
5.根据权利要求1所述的一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构，其特征在于：所述密封材料为粘土球。
6.根据权利要求1或3所述的一种薄壁型连续墙式地基基础加固结构，其特征在于：所述灌浆管为灌浆钢管。
7.一种薄壁型连续墙式地基基础加固方法，其特征在于：在原有承台下围绕原有加固桩基础钻孔灌浆，利用钻孔之间的窜浆形成薄壁型连续墙，并利用钻孔底扩孔连通实现桩底应力扩散，充分发挥墙底承载力以提高连续墙整体承载力；其包括以下步骤：
1)在需要加固的承台顶面上围绕加固桩基础呈圆形或者矩形均布钻孔，采用机械成孔，成孔直径约150～200mm，孔中心间距根据地基土的性质取180～300mm；钻孔钻进地基土中，并在钻至距离预设深度50cm～80cm时，采用扩孔钻头将钻孔扩孔为直径180～300mm，并使所有钻孔底部连通成一整体；为保证钻孔孔壁的稳定性，应跳孔施工；
2)选取直径比上述钻孔小的灌浆管，并在灌浆管管身上开灌浆孔，开孔直径10mm，两开孔中心的间距沿管身30～50cm；将灌浆管插入所述钻孔中；
3)采用密封材料将灌浆管与钻孔间的上段间隙密封，该上段间隙的长度为承台面以下50cm，密封后，连接灌浆管至压灌设备；
4)对已经密封间隙的钻孔进行两次压力注浆，利用钻孔之间的窜浆形成有均匀连续的薄壁型连续墙，墙体内的灌浆管作为等效钢筋，通过墙体两侧的侧摩阻力和墙体端部的端阻力同时提供承载力，达到加固的效果；
5)采用混凝土密封承台面上的所有钻孔，完成加固过程。
8.根据权利要求7所述的一种薄壁型连续墙式地基基础加固方法，其特征在于：在注浆时，注浆压力不大于1.5Mpa，水灰比根据地质情况选取0.4～0.65。
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