CN105649100A - 既有桩基建筑的隔震加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种既有桩基建筑的隔震加固方法，解决了现有的旧建筑没有抗震性能，震中存在安全隐患的缺陷，包括：土体下挖、新建新支撑承台、布置支撑装置、凿除原桩基础、安装隔震支座、构建一层梁板。隔震支座安装于既有建筑的上部结构底部，当地震发生时可以明显减少地震波能量向上部结构的传递；隔震层顶部浇筑一层梁板，使得既有建筑的上部结构保持整体完好性，从而提高隔震机构整体协调工作的能力；向土体开挖是逐一在原支撑承台处，保证开挖时周围土体的支撑性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔震加固方法，尤其是一种针对既有桩基建筑进行隔震加固改造的既有桩基建筑的隔震加固方法。
背景技术
我国是一个多地震国家，尤其是近年来地震频发，造成了巨大的人员伤亡和经济损失。为了能够更加有效地减小地震灾害对人们生命财产安全带来的威胁，国家最新标准《建筑结构抗震设计规范》（GB50011-2010）于2010年5月31日颁布，并于12月1日实施。新规范的颁布与实施进一步完善了我国的抗震设计标准，进一步明确了我国建筑结构的抗震设计理念，为更加安全可靠地进行即将建设工程的抗震设计提供了保障。
但同时新规范的颁布也带来了一些不可避免的问题，比如对于上个世纪七八十年代建成的老旧建筑，由于地震认识的缺乏、建筑抗震设计处于探索阶段、抗震设计理念陈旧等因素，这些建筑结构的抗震安全性较低。随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，建筑结构抗震性能的要求也越来越高，因此按照最新的建筑抗震设计标准，旧建筑的抗震性能很难满足要求，其抗震安全性成为亟待改善和提高的问题。
为了使已建旧建筑满足新时期的抗震设防要求，有必要对旧建筑进行加固改造。
比如：中国专利局于2014年4月23日公布了一份CN103741832A号文献，名称为一种建筑物截柱置换隔震支座施工方法及支撑装置，先安装支撑装置，在需安装隔震支座的原结构钢筋混凝土柱周围安装支撑装置，待支撑装置安装完毕后，将该柱子在安装隔震支座部位截除，将隔震支座置入该部位固定即完成隔震橡胶支座的安装。但是该施工方法是针对上部结构而言，也就是说是在上部结构的某一个高度位置进行隔震支座安装，虽然安装隔震支座后能产生一定的隔震效果，但是隔震的作用也只能作用到隔震支座以上的部位，隔震支座以下的部位无法起到隔震作用。从该方案的文字记载及附图的描述中可知，隔震支座上连接的是柱，单独的柱无法承受水平向震波，水平倾倒的几率提高，反而影响建筑的整体抗震性能。
发明内容
本发明解决了现有的旧建筑没有抗震性能，震中存在安全隐患的缺陷，提供一种既有桩基建筑的隔震加固方法，在旧建筑的既有桩基下部替换隔震支座，并在隔震支座以上结构形成一个固连整体，提高旧建筑整体水平向抗震性能。
本发明还解决了现有的隔震施工是直接在上部结构的柱中替换隔震支座，造成隔震支座上下部位的柱之间分成两段，无法作为整体来抵抗水平向震动周期，使得隔震支座上下部位的柱倾倒几率提高的缺陷，提供一种既有桩基建筑的隔震加固方法，在旧建筑的既有桩基下部替换隔震支座，并在隔震支座以上结构形成一个固连整体，降低隔震支座以上部位柱的水平倾倒系数。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种既有桩基建筑的隔震加固方法，包括如下步骤：（1）土体下挖：确定建筑上部结构的原支撑承台所在位置，并将其中一原支撑承台所在的土体挖开，并露出该原支撑承台及原支撑承台下方的桩基础；
（2）新建新支撑承台：在开挖后土体的顶面处，以水平钢筋和箍筋连接并浇筑混凝土形成新支撑承台，新支撑承台处于原支撑承台下方；
（3）布置支撑装置：在旧支撑承台与新支撑承台之间布置支撑装置，支撑装置以新支撑承台为支撑基础平衡支撑原支撑承台；
（4）凿除原桩基础：对暴露处的原支撑承台与新支撑承台之间的桩基础进行凿除；
（5）安装隔震支座：在凿除的桩基础位置由隔震支座替换，隔震支座下连接新支撑承台，隔震支座上连接原支撑承台，至此完成一个隔震支座的安装；
（6）重复（1）-（5），直至所有原支撑承台下方均新建新支撑承台，并在新支撑承台与原支撑承台之间安装隔震支座；
（7）构建一层梁板：所有原支撑承台之间横向固定水平钢筋，并由箍筋连接水平钢筋，连接后浇筑混凝土形成一层梁板。
隔震支座安装于既有建筑的上部结构底部，当地震发生时可以明显减少地震波能量向上部结构的传递；隔震层顶部浇筑一层梁板，使得既有建筑的上部结构保持整体完好性，从而提高隔震机构整体协调工作的能力；向土体开挖是逐一在原支撑承台处，保证开挖时周围土体的支撑性能；隔震支座安装于原支撑承台与新支撑承台之间，使得隔震支座所在位置的水平倾倒几率下降；隔震层底部桩-土相互作用体系提高了隔震支座嵌固端的刚度，从而可以满足嵌固端刚度比的要求。
作为优选，所有隔震支座安装后，挖开建筑物外边缘的土体形成外围挡土墙，外围挡土墙与建筑物外边缘之间的水平间距至少为0.5m，并在建筑物外边缘铺设外围防水板。
作为优选，外围挡土墙外侧开挖下陷的排水沟，外围防水板的外侧延伸到排水沟上方，外围防水板与外围挡土墙上表之间的竖向间距至少为0.1m。
作为优选，外围挡土墙内侧面与新支撑承台侧向之间连接有粘滞阻尼器。粘滞阻尼器可以增加隔震机构的阻尼，外围挡土墙作为支撑粘滞阻尼器的反力墙，从而可以分担桩基础的部分剪力，增加隔震结构的安全性。
作为优选，隔震支座安装后填土，填土的高度覆埋新支撑承台表面为止，且对填土进行压实。
作为优选，支撑装置为竖向支撑千斤顶，每一原支撑承台由四支竖向支撑千斤顶支撑；竖向支撑千斤顶支撑时，原支撑承台下方贴合有支撑垫片。
作为优选，新支撑承台构建好后，以原有桩基础为支撑装置支撑原支撑承台，并直接在新支撑承台与原支撑承台之间安装隔震支座，隔震支座处于桩基础围成的空间内。
作为优选，隔震支座安装后，断开原支撑承台与新支撑承台之间的桩基础，断开的位置处于桩基础与原支撑承台连接的位置，并在该位置形成一个间隙。
本发明的有益效果是：1、利用地下开挖增层技术将隔震层设置在建筑结构底部，当地震发生时可以明显减少地震波能量向上部结构的传递；
2、在隔震层顶部浇筑一层梁板形成梁板式楼盖，从而可以提高隔震结构整体协调工作的能力；
3、隔震层底部桩-土相互作用体系提高了隔震支座嵌固端的刚度，从而可以满足嵌固端刚度比的要求；
4、在建筑物外围布置黏滞阻尼器，增加结构的阻尼；外围挡土墙作为支撑阻尼器的反力墙，从而可以分担桩基的部分剪力，增加结构的安全性；
5、在旧建筑的既有桩基下部替换隔震支座，并在隔震支座以上结构形成一个固连整体，降低隔震支座以上部位柱的水平倾倒系数。
附图说明
图1是本发明一种加固前建筑底部结构示意图；
图2是本发明一种建筑加固后结构示意图；
图中：1、室内地面，2、室外底面，3、原支撑承台，4、桩基础，5、防水板，6、排水沟，7、挡土墙，8、隔震支座，9、新支撑承台，10、一层梁板。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：一种既有桩基建筑的隔震加固方法，包括如下步骤：（1）土体下挖：确定建筑上部结构的原支撑承台3所在位置（参见图1），并将其中一原支撑承台所在的土体挖开，并露出该原支撑承台及原支撑承台下方的桩基础4；建筑外围的原支撑承台从室外地面2和室内地面1同时开挖，如果是建筑内部的原支撑承台则直接从室内地面开挖；开挖的范围为原支撑承台周围1m的范围，开挖的深度为原支撑承台底面以下0.8m；
（2）新建新支撑承台：在开挖后土体的顶面处，以水平钢筋和箍筋连接并浇筑混凝土形成新支撑承台9，新支撑承台处于原支撑承台的正下方；新支撑承台的面积最小与原支撑承台面积相等；
（3）布置支撑装置：在旧支撑承台与新支撑承台之间布置支撑装置，支撑装置以新支撑承台为支撑基础平衡支撑原支撑承台；支撑装置为竖向支撑千斤顶，每一原支撑承台由四支竖向支撑千斤顶支撑；竖向支撑千斤顶支撑时，原支撑承台下方贴合有支撑垫片；
（4）凿除原桩基础：对暴露处的原支撑承台与新支撑承台之间的桩基础进行凿除；凿除后对支撑装置进行调整，确保支撑装置支撑稳定性；
（5）安装隔震支座8：在凿除的桩基础位置由隔震支座替换，隔震支座下连接新支撑承台，隔震支座上连接原支撑承台，至此完成一个隔震支座的安装；
（6）重复（1）-（5），直至所有原支撑承台下方均新建新支撑承台，并在新支撑承台与原支撑承台之间安装隔震支座；所有隔震支座安装后，挖开建筑物外边缘的土体形成外围挡土墙7，外围挡土墙与建筑物外边缘之间的水平间距至少为0.5m，并在建筑物外边缘铺设外围防水板5；
（7）构建一层梁板10：所有原支撑承台之间横向固定水平钢筋，并由箍筋连接水平钢筋，连接后浇筑混凝土形成一层梁板（参见图2）；
（8）外围挡土墙内侧面与新支撑承台侧向之间连接有粘滞阻尼器。
实施例2：一种既有桩基建筑的隔震加固方法，与实施例1不同之处在于：新支撑承台9构建好后，以原有桩基础为支撑装置支撑原支撑承台，并直接在新支撑承台与原支撑承台之间安装隔震支座8，隔震支座处于桩基础围成的空间内，隔震支座安装后，断开原支撑承台与新支撑承台之间的桩基础，断开的位置处于桩基础与原支撑承台连接的位置，并在该位置形成一个间隙。且与步骤参照实施例1。
以上所述的实施例只是本发明的两种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1.一种既有桩基建筑的隔震加固方法，其特征在于包括如下步骤：（1）土体下挖：确定建筑上部结构的原支撑承台所在位置，并将其中一原支撑承台所在的土体挖开，并露出该原支撑承台及原支撑承台下方的桩基础；
（2）新建新支撑承台：在开挖后土体的顶面处，以水平钢筋和箍筋连接并浇筑混凝土形成新支撑承台，新支撑承台处于原支撑承台下方；
（3）布置支撑装置：在旧支撑承台与新支撑承台之间布置支撑装置，支撑装置以新支撑承台为支撑基础平衡支撑原支撑承台；
（4）凿除原桩基础：对暴露处的原支撑承台与新支撑承台之间的桩基础进行凿除；
（5）安装隔震支座：在凿除的桩基础位置由隔震支座替换，隔震支座下连接新支撑承台，隔震支座上连接原支撑承台，至此完成一个隔震支座的安装；
（6）重复（1）-（5），直至所有原支撑承台下方均新建新支撑承台，并在新支撑承台与原支撑承台之间安装隔震支座；
（7）构建一层梁板：所有原支撑承台之间横向固定水平钢筋，并由箍筋连接水平钢筋，连接后浇筑混凝土形成一层梁板。
2.根据权利要求1所述的既有桩基建筑的隔震加固方法，其特征在于所有隔震支座安装后，挖开建筑物外边缘的土体形成外围挡土墙，外围挡土墙与建筑物外边缘之间的水平间距至少为0.5m，并在建筑物外边缘铺设外围防水板。
3.根据权利要求2所述的既有桩基建筑的隔震加固方法，其特征在于外围挡土墙外侧开挖下陷的排水沟，外围防水板的外侧延伸到排水沟上方，外围防水板与外围挡土墙上表之间的竖向间距至少为0.1m。
4.根据权利要求1或2或3所述的既有桩基建筑的隔震加固方法，其特征在于外围挡土墙内侧面与新支撑承台侧向之间连接有粘滞阻尼器。
5.根据权利要求1或2或3所述的既有桩基建筑的隔震加固方法，其特征在于隔震支座安装后填土，填土的高度覆埋新支撑承台表面为止，且对填土进行压实。
6.根据权利要求1或2或3所述的既有桩基建筑的隔震加固方法，其特征在于支撑装置为竖向支撑千斤顶，每一原支撑承台由四支竖向支撑千斤顶支撑；竖向支撑千斤顶支撑时，原支撑承台下方贴合有支撑垫片。
7.根据权利要求1或2或3所述的既有桩基建筑的隔震加固方法，其特征在于新支撑承台构建好后，以原有桩基础为支撑装置支撑原支撑承台，并直接在新支撑承台与原支撑承台之间安装隔震支座，隔震支座处于桩基础围成的空间内。
8.根据权利要求7所述的既有桩基建筑的隔震加固方法，其特征在于隔震支座安装后，断开原支撑承台与新支撑承台之间的桩基础，断开的位置处于桩基础与原支撑承台连接的位置，并在该位置形成一个间隙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20160608 Assignee: GEOTECHNICAL TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: Zhejiang Sci-Tech University Contract record no.: 2017330000145 Denomination of invention: Seismic retrofit method for existing pile foundation buildings Granted publication date: 20170704 License type: Common License Record date: 20171225 |