CN105178368A - 微型桩桩孔取土建筑物纠倾法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型桩桩孔取土建筑物纠倾法，包括如下步骤：(1)在沉降较大侧的建筑物基础上方，钻取微型桩桩孔；(2)在钻好的钻孔内吊放钢筋笼或钢管并灌注水泥砂浆；(3)在沉降较小侧的建筑物基础上方，钻取微型桩桩孔，同时用钢套管护壁；当钻至软弱土层时，钢套管跟进至软弱土层的顶部，取土，使周围软弱土体向钻孔内塌陷。(4)在步骤(3)取土迫降的同时，观测建筑物整体的沉降变化，待迫降侧的基础沉降至与已封口处基础标高相近时，继续钻孔至坚硬土层；(5)在该钻孔内吊放钢筋笼或钢管、灌注水泥砂浆并且封口，中止该侧基础迫降过程。利用微型桩上端封口后即可中止继续沉降的特点，保证纠倾过程精确、易控制。

Description

微型桩桩孔取土建筑物纠倾法

技术领域

本发明属于土木建筑领域，具体涉及一种微型桩桩孔取土建筑物纠倾法。

背景技术

建筑物纠倾系指建筑物由于地基、基础或建筑物本身的某种原因造成基础不均匀沉降，其上部结构偏离垂直位置而发生倾斜。当建筑物倾斜超过国家有关规范要求、严重影响正常使用功能时所采取的以期恢复其正常使用功能的纠倾扶正、加固稳定的措施。

建筑物纠倾的工作原理是改变地基土受力状态，即应用应力释放或应力转移原理使建筑物沉降较小的一侧被动迫降；同时对沉降较大的一侧的上部荷载进行基础托换或主动顶升。纠倾的常用方法有：掏土纠倾法、掏土灌水法、辐射井法和堆载加压纠倾法等。掏土纠倾法是在倾斜建筑物沉降量较小一边的基础下方掏出部分土，造成基底下土体部分临空，使该部分基础与土的接触面积减少，导致侧向挤土变形，迫使基底下的土在建筑物自重作用下产生一定的压密下沉或侧向挤出变形，借以调整整个基础的差异沉降，从而起到矫正建筑物倾斜的目的。传统的掏土纠倾和掏土灌水纠倾法要在建筑物外侧挖一深坑，然后成水平孔至基础下方，挖土的工作量大且易受场地条件限制——当建筑物沉降小的一侧无施工场地时则无法采用该方法纠倾。同时该方法又是一项风险较大的工作，一旦纠倾的措施失控或加固措施不当，很难阻止其继续倾斜，这种倾斜往往是加速进行的。而辐射井法则需要在建筑物内挖孔，当建筑物采用筏板基础或当条形基础、独立基础间的净距较小时，同样无法进行纠倾施工。另外，建筑物出现倾斜的原因大多是地基不均匀或上部结构荷载不均匀，同时地基承载力不足导致；因此，倾斜建筑物纠倾时往往要进行地基加固或基础托换。因此，寻找一种安全可控的地基加固和纠倾方法是工程技术人员急需解决的问题。

微型桩一般是指桩径小于300mm，采用钻孔、强配筋和灌注水泥砂浆施工工艺的灌注桩。其主要特点有：施工机具小，适用于狭窄的施工作业区；施工振动、噪声小；适合既有建筑的地基加固；且微型桩承载力高、沉降小，是一种很好的地基加固或基础托换方法。另外，微型桩本身是一种取土桩，在沉降小的一侧的微型桩钻孔过程中取土迫降，同时达到了纠倾和地基加固两个目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能钻孔取土迫降，又能根据沉降变化的趋势灌筑桩孔水泥砂浆稳定其沉降的微型桩加固纠倾方法。本发明是通过以下技术方案实现的：

微型桩桩孔取土建筑物纠倾法，包括如下步骤：

(1)在沉降较大侧的建筑物基础上方，钻取微型桩桩孔；桩孔穿过基础和中间各层地基土层，直至下方的坚硬土层；为防止塌孔，同时对桩孔采取护壁措施。

(2)在钻好的钻孔内吊放钢筋笼或钢管并灌注水泥砂浆；整个桩体内水泥砂浆浇注完成后，在基础顶部施工封口，使桩与基础形成一个整体；

该侧上部荷载通过微型桩传递到坚硬土层，阻止该侧基础继续沉降。

(3)在沉降较小侧的建筑物基础上方，钻取微型桩桩孔，同时用钢套管护壁；当钻至软弱土层时，钢套管跟进至软弱土层的顶部，取土，使周围软弱土体向钻孔内塌陷。

(4)在步骤(3)取土迫降的同时，观测建筑物整体的沉降变化，待迫降侧的基础沉降至与已封口处基础标高相近时，继续钻孔至坚硬土层；钻孔的同时，护壁钢套管应与钻头同步跟进。

(5)在该钻孔内吊放钢筋笼或钢管、灌注水泥砂浆并且封口，中止该侧基础迫降过程。

步骤(1)中，对桩孔采取护壁措施的方法为钢套管护壁或泥浆护壁，当步骤(1)中采用钢套管护壁时，步骤(2)中在钻好的钻孔内吊放钢筋笼或钢管并灌注水泥砂浆，需要同时拔出护壁钢套管。

步骤(2)和(5)中，水泥砂浆的强度不小于M30。

优选的，强度为M30的水泥砂浆，其中，水与水泥的质量比0.5～0.6：1，水泥与砂的质量比1:0.3。

优选的，所述钢管的直径为壁厚4.5mm，型号为无缝20#钢管。

优选的，封口前埋置钢筋和支模板。

步骤(3)中取土的过程是：采用钻机在软弱土层中旋转取土，随着土的取出，迫使沉降较小侧的一侧基础加大沉降，使建筑物回倾。

步骤(3)中，若取土效果不明显，通过冲水方法加速周围的软弱体土的塌陷。随着土的取出，迫使沉降较小侧的一侧基础加大沉降，使建筑物回倾。

本发明的有益效果是：本发明利用微型桩桩孔取土技术纠倾，适用于天然地基承载力不足导致的倾斜建筑物的纠倾。本发明省去了传统方法建筑物在外侧挖坑水平掏土等工序，利用成孔过程取土迫降，将地基加固和建筑物纠倾合二为一，降低了成本。同时，利用微型桩上端封口后即可中止继续沉降的特点，保证纠倾过程精确、易控制。避免了传统掏土灌水纠倾过量，易失控的缺点。

附图说明：

图1—纠倾前的建筑物立面图；

图2—纠倾前的建筑物平面图；

图3—基础沉降较大侧微型桩钻孔施工完毕(立面图)；

图4—基础沉降较大侧微型桩钻孔施工完毕(平面图)；

图5—基础沉降较大侧灌注微型桩水泥砂浆，上端封口(立面图)；

图6—基础沉降较大侧灌注微型桩水泥砂浆，上端封口(平面图)；

图7—基础沉降较小侧钻孔至软弱土层取土迫降(立面图)；

图8—基础沉降较小侧钻孔至软弱土层取土迫降(平面图)；

图9—取土迫降至两侧基础标高相等后，继续钻孔至坚硬土层(立面图)；

图10—取土迫降至两侧基础标高相等后，继续钻孔至坚硬土层(平面图)；

图11—原基础沉降较小侧钻孔内灌注微型桩水泥砂浆，上端封口(立面图)；

图12—原基础沉降较小侧钻孔内灌注微型桩水泥砂浆，上端封口(平面图)；

图13—微型桩桩孔布置图；

图14—钻机钻孔施工照片；

图15—桩封口前照片；

图16—桩顶封口砂浆浇注照片；

图17和图18孔内灌水迫降照片。

图中：1—柱；2—梁；3—基础；4——般土层；5—软弱土层；6—坚硬土层；7—微型桩桩孔；8—灌注水泥砂浆的微型桩；9—封口水泥砂浆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

如图1和2所示，分别为纠倾前的建筑物的立面图和平面图，对于此建筑采用微型桩桩孔取土建筑物纠倾法，包括如下步骤：

(1)在沉降较大侧的建筑物基础3上方，架设钻孔机械，钻取微型桩桩孔7；桩孔穿过基础3和中间各层地基土层(包括一般土层4)，直至下方的坚硬土层6；为防止塌孔，采取钢套管护壁方法。

(2)如图3～6所示，在钻好的钻孔内吊放钢筋笼或钢管并灌注强度为M30的水泥砂浆(M30水泥砂浆-水与水泥的质量比0.5～0.6：1、水泥与砂的质量比1:0.3)，同时拔出护壁钢套管；整个桩体内水泥砂浆浇注完成后，在基础3顶部采用强度为M30水泥砂浆施工封口，使桩与基础3形成一个整体。

该侧上部荷载通过微型桩传递到坚硬土层6，阻止该侧基础3继续沉降。

(3)如图7和8所示，在沉降较小侧的建筑物基础3上方，架设钻孔机械，钻取微型桩桩孔7，同时用钢套管护壁；当钻机钻至软弱土层5时，钢套管跟进至软弱土层5的顶部，采用钻机在软弱土层5中旋转取土，使周围软弱土体向钻孔内塌陷。若取土效果不明显，可通过冲水方法加速周围的软弱体土的塌陷。随着土的取出，迫使沉降较小侧的一侧基础3加大沉降，使建筑物回倾。

(4)如图9和10所示，在取土迫降的同时，观测建筑物整体的沉降变化，待迫降侧的基础3沉降至与已封口处基础3标高相近时，钻机继续钻孔至坚硬土层6。钻孔的同时，护壁钢管应与钻头同步跟进。

(5)如图11和12所示，在该钻孔内吊放钢筋笼或钢管、灌注强度为M30的水泥砂浆并且封口。中止该侧基础3迫降过程。

图1中，1为建筑物的柱，2为建筑物的梁，图5中，8为灌注水泥砂浆的微型桩；9为封口水泥砂浆。

实施例2

如图13所示，烟台某地上6层地下1层框架结构住宅楼，因基础下卧层存在高压缩性土层(自上而下分别为：粉质粘土、粉土、淤泥质粉质粘土、砾砂混角砾层及全风化云母片岩)，建成后不久发生向南倾斜，倾斜率超出国家规范允许的0.4％的标准。为了实施建筑物纠倾，采取以下步骤：

(1)在沉降较大侧(最南侧)的筏板基础上方，架设钻孔机械，钻取一排微型桩桩孔；桩孔穿过粉质粘土、粉土、淤泥质粉质粘土，直至下方的砾砂混角砾层；钻孔现场见图14，桩孔直径220mm，桩长15m，桩端进入砾砂混角砾层2.0m。为防止塌孔，采取钢套管护壁方法。

(2)在钻好的最南侧的钻孔内吊放钢管并灌注水泥砂浆(钢管的直径为型号为无缝20#钢管，壁厚4.5mm；M30水泥砂浆-水与水泥的质量比0.5～0.6：1、水泥与砂的质量比1:0.3)，同时拔出护壁钢套管。整个桩体内水泥砂浆浇注完成后，在上端采用水泥砂浆进行封口(封口前埋置钢筋和支模板见图15，封口水泥砂浆的浇注见图16)，使桩与基础形成一个整体。该侧上部荷载通过微型桩传递到坚硬土层，阻止该侧基础继续沉降。

(3)在沉降较小侧(建筑物北侧)的建筑物基础上方，架设钻孔机械，钻取从北至南4排微型桩桩孔，同时用钢套管护壁；当钻机钻至粉质粘土层时，钢套管跟进至粉质粘土层的顶部，采用钻机在粉质粘土中旋转取土，使周围粉质粘土体向钻孔内塌陷。若取土效果不明显，可通过冲水方法加速周围的粉质粘土的塌陷。随着土的取出，迫使沉降较小侧的一侧基础加大沉降，使建筑物回倾。

(4)在取土迫降的同时，观测建筑物整体的沉降变化，经观测建筑物倾斜值回调值0.12％时(待迫降侧的基础沉降至与已封口处基础标高相近时)，钻机继续钻孔至砾砂混角砾层。钻孔的同时，护壁钢套管应与钻头同步跟进。

(5)建筑物北侧4排微型桩孔内吊放钢管，灌注水泥砂浆并封口。中止该侧基础迫降过程。

经过12天左右的纠倾施工，建筑物顶部向北回调，最终建筑物的倾斜率控制在0.1％以内，满足了规范要求。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.微型桩桩孔取土建筑物纠倾法，其特征是，包括如下步骤：

(1)在沉降较大侧的建筑物基础上方，钻取微型桩桩孔；桩孔穿过基础和中间各层地基土层，直至下方的坚硬土层；同时对桩孔采取护壁措施；

(2)在钻好的钻孔内吊放钢筋笼或钢管并灌注水泥砂浆；整个桩体内水泥砂浆浇注完成后，在基础顶部施工封口，使桩与基础形成一个整体；

(3)在沉降较小侧的建筑物基础上方，钻取微型桩桩孔，同时用钢套管护壁；当钻至软弱土层时，钢套管跟进至软弱土层的顶部，取土，使周围软弱土体向钻孔内塌陷；

(4)在步骤(3)取土迫降的同时，观测建筑物整体的沉降变化，待迫降侧的基础沉降至与已封口处基础标高相近时，继续钻孔至坚硬土层；钻孔的同时，护壁钢套管应与钻头同步跟进；

(5)在该钻孔内吊放钢筋笼或钢管、灌注水泥砂浆并且封口，中止该侧基础迫降过程。

2.如权利要求1所述的建筑物纠倾法，其特征是：步骤(1)中，对桩孔采取护壁措施的方法为钢套管护壁。

3.如权利要求2所述的建筑物纠倾法，其特征是：当步骤(1)中采用钢套管护壁时，步骤(2)中在钻好的钻孔内吊放钢筋笼或钢管并灌注水泥砂浆，需要同时拔出护壁钢套管。

4.如权利要求1所述的建筑物纠倾法，其特征是：步骤(1)中，对桩孔采取护壁措施的方法为泥浆护壁。

5.如权利要求1所述的建筑物纠倾法，其特征是：步骤(2)和(5)中，水泥砂浆的强度不小于M30。

6.如权利要求1所述的建筑物纠倾法，其特征是：所述的水泥砂浆，其中，水与水泥的质量比0.5～0.6：1，水泥与砂的质量比1:0.3。

7.如权利要求1所述的建筑物纠倾法，其特征是：所述钢管的直径为壁厚4.5mm，型号为无缝20#钢管。

8.如权利要求1所述的建筑物纠倾法，其特征是：步骤(2)中，封口前埋置钢筋和支模板。

9.如权利要求1所述的建筑物纠倾法，其特征是：步骤(3)中，取土的过程是：采用钻机在软弱土层中旋转取土，随着土的取出，迫使沉降较小侧的一侧基础加大沉降，使建筑物回倾。

10.如权利要求1所述的建筑物纠倾法，其特征是：步骤(3)中，若取土效果不明显，通过冲水方法加速周围的软弱体土的塌陷。