建筑物整体同步下降的施工方法
技术领域
本发明涉及框架结构建筑物基础技术领域。
背景技术
随着我国经济的发展,城市建设步伐的不断加快,城市空间利用率越来越高,在此过程中难免会出现一些建筑物拥挤、超高超限的现象,影响其他建筑和自身的正常使用。为避免对周边建筑和自身使用要求产生影响,需要降低既有建筑物整体高度,以满足整个规划及建筑使用功能的要求。若采用既有建筑物顶部拆除的方法,势必会产生大量建筑垃圾,并造成建筑物使用空间的浪费,而且建筑物屋盖需要重新设置保温层及防水层,由此造成的浪费将不可小视,建设成本大大增加,同时影响工期,并不符合国家节能减排、低碳环保的方针政策。
因此,如何研发一种能够有效的降低既有建筑物的高度,提高建筑物空间利用率,减小对周边建筑物的影响的新兴的建筑物整体同步下降的施工方法,是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题,是提供一种建筑物整体同步下降的施工方法,其能够有效的降低既有建筑物的高度,减小对周边建筑物的影响,提高建筑物空间利用率,成本低,减少浪费,安全可靠。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
建筑物整体同步下降的施工方法,包括以下步骤:
A1)上部建筑物结构整体性加固;
A2)制作反力基础:
在原建筑物结构基础的每个柱基下部制作人工挖空灌注桩作为反力基础,每个柱基下部的灌注桩包括左右两个,并在每个灌注桩桩顶处预埋内外两个预埋垫块,作为支撑体系的连接构件;
A3)制作建筑物的原基础扩截面:
在原基础的下部制作扩截面基础,在扩截面的基础的底部外侧预埋与外侧预埋垫块对应的固定垫块Ⅰ,在扩截面基础的底部内侧预埋与内侧预埋垫块对应的固定垫块Ⅱ,扩截面的范围覆盖人工挖孔灌注桩的端面,保证能够覆盖支撑点;
A4)安装基础型钢垫块Ⅰ:
在灌注桩上端面外侧支设多层型钢垫块Ⅰ作为基础的外侧支撑的一部分,型钢垫块Ⅰ之间通过螺栓固定,底部的型钢垫块Ⅰ与灌注桩桩顶的外侧预埋垫块螺栓连接,多层型钢垫块Ⅰ的总体高度根据千斤顶的活塞杆伸出长度确定;
A5)安装千斤顶:
在扩截面基础底部外侧预埋固定垫块Ⅰ处倒挂安装千斤顶,并通过旋紧螺栓预固定,然后调整千斤顶的垂直度,待调整完毕后最终固定;安装完毕后,千斤顶施加压力,活塞杆伸出并与其下部型钢垫块Ⅰ充分接触顶紧,千斤顶与多层型钢垫块Ⅰ组成扩截面基础的外侧支撑;
A6)安装基础钢垫块Ⅱ:
在灌注桩上部内侧支设多层型钢垫块Ⅱ作为内侧支撑,型钢垫块Ⅱ间通过螺栓固定,型钢垫块Ⅱ的底部与灌注桩桩顶的内侧预埋垫块通过螺栓连接,型钢垫块Ⅱ的顶部与上部扩截面的基础顶紧支撑,型钢垫块Ⅱ与扩截面基础之间空隙用钢垫板填实;
A7)清理基础底部地基土:
分批次分体量缓慢清除基础底部地基土,使上部建筑物结构荷载逐渐转移至内侧支撑和外侧支撑上,并实时监测建筑物沉降以及型钢垫块Ⅰ和型钢垫块Ⅱ的变形情况;
A8)同步下降施工:
以扩截面基础底部外侧的由千斤顶和多层型钢垫块Ⅰ组成的外侧支撑以及由内侧多层型钢垫块Ⅱ组成的内侧支撑分别进行支撑,千斤顶卸载和型钢垫块Ⅰ、型钢垫块Ⅱ拆除依次交替进行,从而实现建筑物的整体同步下降;
A9)拆除千斤顶:
待建筑物降至既定位置后,利用上述步骤A8)转移荷载的方法,将上部结构荷载转换至内侧型钢垫块Ⅱ上,然后千斤顶同步收缸至活塞杆完全收回,最后拆除千斤顶,将型钢垫块Ⅱ上端与扩截面基础底部预埋固定垫块Ⅱ焊接或栓接,同步下降到位;
A10)就位连接:
建筑物下降到位后,支设扩截面基础底部模板,浇筑微膨胀混凝土,形成加芯灌注桩,混凝土强度满足设计要求后,对建筑物基础进行回填。
作为优选,上述步骤A1)中上部建筑物结构整体性加固包括:
A101)在既有建筑物原基础顶部设置双向连系梁,将框架柱联结在一起形成一个稳定的整体;
A102)在建筑物上部设置柱间支撑,提高上部结构的整体刚度。
作为优选,上述步骤A2)中制作人工挖空灌注桩包括:
A201)原基础边缘处测定桩位;
A202)边开挖边支护;
A203)开挖至桩底设计标高后,下放钢筋笼;
A204)浇筑混凝土。
作为优选,上述步骤A4)中和步骤A6)中,利用铅垂仪控制型钢垫块Ⅰ之间和型钢垫块Ⅱ之间的垂直度。
作为优选,上述步骤A8)中所述的千斤顶卸载和型钢垫块Ⅰ、型钢垫块Ⅱ拆除依次交替进行,包括:
A801)将建筑物整体同步抬升5mm,随后用钢垫板填实内侧上部型钢垫块Ⅱ和扩截面基础之间空隙;
A802)千斤顶缓慢同步收缸,活塞杆同步回收,上部荷载逐渐转移至内侧型钢垫块Ⅱ上,收缸至千斤顶的活塞杆与外侧型钢垫块Ⅰ分离;
A803)拆除外侧同一批型钢垫块Ⅰ,然后将千斤顶活塞杆伸出并与型钢垫块Ⅰ接触,压力加至同卸载前大小,实现上部荷载第二次转移,即千斤顶与型钢垫块Ⅰ支撑上部建筑物结构全部重量;
A804)拆除内侧同一批型钢垫块Ⅱ;
A805)依次重复进行步骤A802)、A803)、A804),使建筑物同步下降,直至建筑物同步下降至既定位置。
作为优选,上述步骤A10)中,对建筑物基础进行回填时,对于回填受限的部位可采用注浆的方式处理
作为优选,所述千斤顶为短行程机械自锁千斤顶。
作为优选,所述扩截面基础底部预埋的固定垫块Ⅰ、固定垫块Ⅱ与灌注桩的桩顶的预埋垫块同规格,预埋垫块的高度能够方便与千斤顶顺利连接。
作为优选,所述型钢垫块Ⅰ和型钢垫块Ⅱ采用H型钢制作,根据千斤顶的活塞杆伸出长度设置单个型钢垫块的高度,以200mm高为一节。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:现有技术中采用既有建筑物顶部拆除的方法,势必会产生大量建筑垃圾,并造成建筑物使用空间的浪费,而且建筑物屋盖需要重新设置保温层及防水层,由此造成的浪费将不可小视,建设成本大大增加,同时影响工期,并不符合国家节能减排、低碳环保的方针政策。本发明采用在建筑物基础的每个柱基下部制作两个灌注桩作为反力基础,并在灌注桩和原基础下部的扩截面基础之间制作由千斤顶和多层型钢垫块Ⅰ组成的外侧支撑以及由内侧多层型钢垫块Ⅱ组成的内侧支撑分别进行支撑,由千斤顶卸载和型钢垫块Ⅰ、型钢垫块Ⅱ拆除依次交替进行,从而实现建筑物的整体同步下降。采用上述方法能够有效的降低既有建筑物的高度,提高建筑物空间利用率,减小对周边建筑物的影响,又能降低建设成本,减少不必要的浪费,安全可靠。
附图说明
图1为本发明的基础平面图;
图2为图1的1-1视图;
图3为图1的2-2视图;
图4至图11为本发明的施工过程示意图;
各图号名称为:1—基础,2—固定垫块Ⅰ,3—千斤顶,4—型钢垫块Ⅰ,5—预埋垫块,6—灌注桩,7—钢垫块Ⅱ,8—原基础,9—固定垫块Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的说明。
附图中,图4为本发明中步骤A801)的建筑物抬升5mm示意图;图5为本发明中步骤A802)的千斤顶同步收缸示意图;图6为本发明中步骤A803)的拆除型钢垫块Ⅰ,千斤顶加压至收缸前压力的示意图;图7为本发明中步骤A804)的拆除型钢垫块Ⅱ的示意图;图8为本发明中步骤A805)的两侧千斤顶收缸示意图;图9为本发明中步骤A805)的千斤顶加压至收缸前压力的示意图;图10为本发明中步骤A805)的完全撤除型钢垫块Ⅰ后的示意图;图11为本发明中步骤A805)的建筑物下降至既定位置的示意图。
如图1至图11所示,本发明包括以下步骤:
步骤A1),上部建筑物结构整体性加固;
步骤A2),制作反力基础:在原建筑物结构基础的每个柱基下部制作人工挖空灌注桩6作为反力基础,每个柱基下部的灌注桩6包括左右两个,并在每个灌注桩6桩顶处预埋内外两个预埋垫块5,作为支撑体系的连接构件;
步骤A3),制作建筑物的原基础扩截面:在原基础8的下部制作扩截面基础1,在扩截面基础1的底部外侧预埋与外侧预埋垫块5对应的固定垫块Ⅰ2,在扩截面基础1的底部内侧预埋与内侧预埋垫块5对应的固定垫块Ⅱ9,扩截面的范围覆盖人工挖孔灌注桩6的端面,保证能够覆盖支撑点;
步骤A4),安装基础型钢垫块Ⅰ4:在灌注桩6上端面外侧支设多层型钢垫块Ⅰ4作为基础1的外侧支撑的一部分,型钢垫块Ⅰ4之间通过螺栓固定,底部的型钢垫块Ⅰ4与灌注桩6桩顶的外侧预埋垫块5螺栓连接,多层型钢垫块Ⅰ4的总体高度根据千斤顶3的活塞杆伸出长度确定;
步骤A5),安装千斤顶3:在扩截面基础1底部外侧预埋固定垫块Ⅰ2处倒挂安装千斤顶3,并通过旋紧螺栓预固定,然后调整千斤顶3的垂直度,待调整完毕后最终固定;安装完毕后,千斤顶3施加压力,活塞杆伸出并与其下部型钢垫块Ⅰ4充分接触顶紧,千斤顶3与多层型钢垫块Ⅰ4组成扩截面基础1的外侧支撑;
步骤A6),安装基础钢垫块Ⅱ7:在灌注桩6上部内侧支设多层型钢垫块Ⅱ7作为内侧支撑,型钢垫块Ⅱ7间通过螺栓固定,型钢垫块Ⅱ7的底部与灌注桩6桩顶的内侧预埋垫块5通过螺栓连接,型钢垫块Ⅱ7的顶部与上部扩截面的基础1顶紧支撑,型钢垫块Ⅱ7与扩截面基础1之间空隙用钢垫板填实;
步骤A7),清理基础底部地基土:分批次分体量缓慢清除基础底部地基土,使上部建筑物结构荷载逐渐转移至内侧支撑和外侧支撑上,并实时监测建筑物沉降以及型钢垫块Ⅰ4和型钢垫块Ⅱ7的变形情况;
步骤A8),同步下降施工:以扩截面基础1底部外侧的由千斤顶3和多层型钢垫块Ⅰ4组成的外侧支撑以及由内侧多层型钢垫块Ⅱ7组成的内侧支撑分别进行支撑,千斤顶3卸载和型钢垫块Ⅰ4、型钢垫块Ⅱ7拆除依次交替进行,从而实现建筑物的整体同步下降;
步骤A9),拆除千斤顶:待建筑物降至既定位置后,利用上述步骤A8)转移荷载的方法,将上部结构荷载转换至内侧型钢垫块Ⅱ7上,然后千斤顶3同步收缸至活塞杆完全收回,最后拆除千斤顶3,将型钢垫块Ⅱ7上端与扩截面基础1底部预埋固定垫块Ⅱ9焊接或栓接,同步下降到位;
步骤A10),就位连接:建筑物下降到位后,支设扩截面基础1底部模板,浇筑微膨胀混凝土,形成加芯灌注桩,混凝土强度满足设计要求后,对建筑物基础进行回填。
进一步的,所述步骤A1)中上部建筑物结构整体性加固包括以下步骤:
步骤A101),在既有建筑物原基础8顶部设置双向连系梁,将框架柱联结在一起形成一个稳定的整体;
步骤A102),在建筑物上部设置柱间支撑,提高上部结构的整体刚度。
进一步的,所述步骤A2)中制作人工挖空灌注桩包括以下步骤:
步骤A201),原基础8边缘处测定桩位;
步骤A202),边开挖边支护;
步骤A203),开挖至桩底设计标高后(坚硬的持力层),下放钢筋笼;
步骤A204),浇筑混凝土。
进一步的,所述步骤A4)中和步骤A6)中,利用铅垂仪控制型钢垫块Ⅰ4之间和型钢垫块Ⅱ7之间的垂直度。
进一步的,所述步骤A8)中所述千斤顶3卸载和型钢垫块Ⅰ4、型钢垫块Ⅱ7拆除依次交替进行,包括以下步骤:
步骤A801),将建筑物整体同步抬升5mm,随后用钢垫板填实内侧上部型钢垫块Ⅱ7和扩截面基础1之间空隙;
步骤A802),千斤顶3缓慢同步收缸,活塞杆同步回收,上部荷载逐渐转移至内侧型钢垫块Ⅱ7上,收缸至千斤顶3的活塞杆与外侧型钢垫块Ⅰ4分离;
步骤A803),拆除外侧同一批型钢垫块Ⅰ4,然后将同一批千斤顶3活塞杆伸出并与型钢垫块Ⅰ4接触,压力加至同卸载前大小,实现上部荷载第二次转移,即千斤顶3与型钢垫块Ⅰ4支撑上部建筑物结构全部重量;
步骤A804),拆除内侧同一批型钢垫块Ⅱ7;
步骤A805),依次重复进行步骤A802)、A803)、A804),使建筑物同步下降,直至建筑物同步下降至既定位置。
上述同一批指的是,建筑物的每个柱基下部的同一高度处对应位置的千斤顶3或型钢垫块Ⅰ4或型钢垫块Ⅱ7。
进一步的,所述步骤A10)中,对建筑物基础进行回填时,对于回填受限的部位可采用注浆的方式处理
进一步的,所述千斤顶3为短行程机械自锁千斤顶。
进一步的,所述扩截面基础1底部预埋的固定垫块Ⅰ2、固定垫块Ⅱ9与灌注桩6的桩顶的预埋垫块5同规格,预埋垫块5的高度能够方便与千斤顶3顺利连接。
进一步的,所述型钢垫块Ⅰ4和型钢垫块Ⅱ7采用H型钢制作,根据千斤顶3的活塞杆伸出长度设置单个型钢垫块的高度,以200mm高为一节。
本发明的有益效果在于:本发明采用同步下降系统作为动力系统,以人工挖孔灌注桩作为反力基础,采用型钢垫块作为支撑体系,利用千斤顶与型钢垫块Ⅰ和型钢垫块Ⅱ交替支撑,依次撤除型钢垫块,实现既有建筑物整体同步下降。具体的:采用在建筑物基础的每个柱基下部制作灌注桩6作为反力基础,并在灌注桩6和原基础下部的扩截面基础1之间制作由千斤顶3和多层型钢垫块Ⅰ4组成的外侧支撑以及由内侧多层型钢垫块Ⅱ7组成的内侧支撑分别进行支撑,由千斤顶3卸载和型钢垫块Ⅰ4、型钢垫块Ⅱ7拆除依次交替进行,从而实现建筑物的整体同步下降。采用上述方法能够有效的降低既有建筑物的高度,提高建筑物空间利用率,所有支撑点同步下降,整个建筑物无不均匀下降现象出现,保证了建筑物整体平稳和安全,并且整个下降过程中无施工震动及施工噪音产生,减小对周边建筑物的影响,又能降低建设成本,减少不必要的浪费,安全可靠,操作简单快捷,保证了建筑物下降过程中的安全稳定,具有较好的社会效益和经济效益,为既有建筑物整体移位开辟了新的思路。
本发明的操作要点包括:1)、上部建筑物结构整体性加固时,不应改变结构型式,以最简单的加固方法有效增强结构的整体性;2)、严格控制型钢垫块Ⅰ4之间、型钢垫块Ⅱ7之间的垂直度以及固定垫块Ⅰ2和固定垫块Ⅱ9的平整度,并且严禁焊缝出现虚焊、缺焊等现象;3)、准备1、2、5mm厚钢垫板作为填充板,强度与型钢垫块相同,在固定端加垫薄钢垫板,调整倒挂千斤顶3的垂直度,旋紧螺栓固定;4)、控制建筑物整体同步下降速度,减小下降冲击力对型钢垫块Ⅰ4和型钢垫块Ⅱ7变形的影响,同步下降速度宜控制在1~5mm/min之间;5)、同一批型钢垫块Ⅰ4或型钢垫块Ⅱ7拆除完毕,并经操作人员核查无误后,方可进行同步下降操作;6)、完成整体同步下降任务后,应采用内侧型钢垫块Ⅱ7支撑上部结构,若采用外侧千斤顶3和型钢垫块Ⅰ4支撑上部建筑物结构时,应在下降至相同高度后将千斤顶3锁紧。