CN107435346B - 一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法 - Google Patents

一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法，包括步骤S10至步骤S30，其中，步骤S10：对原混凝土阀板下部的原始垫层进行注浆填充加固，原始垫层和浆液凝固形成垫层加固补强层；步骤S20：在垫层加固补强层形成之后，往原始垫层下部的原始地基进行注浆填充加固，原始地基和浆液凝固形成地基加固平台；步骤S30：在地基加固平台形成之后，在地基加固平台的下表面竖直间隔设置多个桩基注浆孔，浆液注入桩基注浆孔后形成柱下桩基。通过自上而下逐层加固的方式，垫层加固补强层、地基加固平台和柱下桩基形成三维立体支撑体系，实现建筑基础加固和抬升纠偏一体化的目的，成功解决建筑不均匀沉降和抬升纠偏基础的目的。

Description

一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法
技术领域
本发明涉及建筑地基加固纠偏技术领域，具体而言，涉及一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法。
背景技术
为了防止建筑建成后发生沉降、倾斜甚至倒塌等事故，建筑在开始建造上层房屋结构之前，先要对建筑结构的地下进行夯实加固处理形成支撑地基。例如，对于目前的高层框架式建筑的支撑地基基本构成如下：先通过强夯法形成原始地基，然后在原始地基上表面铺设砂石垫层，最后再在砂石垫层上部铺设混凝土阀板。但是在某些情况下，土层虽经过强夯处理，仍存在软弱下卧层和土层虚浮现象，软弱下卧层强度不够和地基承载力较低导致基础不均匀沉降。此时，需要对支撑地基进行注浆加固纠偏处理，提高地基承载力，使其沉降差值达到设计允许范围内。
现有技术是直接对建筑基础下地基土层（即夯土形成的原始地基）进行注浆，抬升。容易造成二次沉降，对原有支撑地基造成破坏。具体地，现有技术存在以下问题：
1. 在高压注浆抬升过程中有可能对建筑基础形成冲击性破坏，导致基础底板局部起鼓，甚至开裂。
2. 现有技术存在注浆孔距小，开孔多，孔径大的缺点：注浆孔距小，开孔多，孔径大，对建筑基础破坏较大，可能导致建筑基础的使用寿命缩短。
3. 现有技术注浆深度较浅，不适用于大深度软弱地基注浆加固。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法，以解决现有技术中的建筑基础抬升纠偏技术容易对原有地基造成二次沉降破坏的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法，包括步骤S10至步骤S30，其中，步骤S10：对原混凝土阀板下部的原始垫层进行注浆填充加固，原始垫层和浆液凝固形成垫层加固补强层；步骤S20：在垫层加固补强层形成之后，往原始垫层下部的原始地基进行注浆填充加固，原始地基和浆液凝固形成地基加固平台；步骤S30：在地基加固平台形成之后，在地基加固平台的下表面竖直间隔设置多个桩基注浆孔，浆液注入桩基注浆孔后形成柱下桩基。
进一步地，完成注浆加工之后，原混凝土阀板、地基加固平台、垫层加固补强层和柱下桩基粘结形成一个整体。
进一步地，柱下桩基通过浆液横向渗透进入地基加固平台下部的软土层形成树根状。
进一步地，柱下桩基通过控制注浆压力形成从上到下逐渐增大的裙梯型。
进一步地，在步骤S10和步骤S20中，垫层加固补强层和地基加固平台的施工采用一孔双管注浆工艺。
进一步地，一孔双管注浆工艺包括步骤M10至步骤M40，其中，步骤M10：钻大的垫层加固补强注浆孔至原始垫层的下表面；步骤M20：在垫层加固补强注浆孔的基础上，往下钻小的地基加固注浆孔至原始地基的下表面；步骤M30：在完成地基加固注浆孔的钻探之后，分别往大注浆孔中和小注浆孔插入短注浆管和长注浆管；步骤M40：在步骤M30的基础上，先通过短注浆管往原始垫层注浆形成垫层加固补强层，再通过长注浆管往原始地基中注浆形成地基加固平台。
进一步地，柱下桩基采用钻注一体前进式分层注浆施工工艺。
进一步地，钻注一体前进式分层注浆施工工艺包括步骤P10和步骤P20，其中，步骤P20：钻桩基注浆孔至设计深度；步骤P20：在完成步骤P10之后，通过钻杆沿桩基注浆孔从上往下分层分段注浆。
进一步地，在步骤P20的分层分段注浆中，根据软弱地层的深浅，每一段的注浆长度大于等于3m小于等于5m。
进一步地，按照体积计算，所述浆液中的水泥浆和水玻璃固化剂的比例为1:1，添加剂的比例为大于等于3%小于等于15%，所述添加剂为磷酸和氯化锂的混合物，所述添加剂的量与所述浆液的凝结速度成正比例添加。
应用本发明的技术方案，先在步骤S10中对原始垫层进行注浆加固形成垫层加固补强层，然后在步骤S20中对原始地基进行注浆加固形成地基加固平台，使得原始建筑基础连接成一个整体，提高其结构强度，最后步骤S30中在地基加固平台下部的软土层打孔注浆，注浆形成柱下桩基，通过柱下桩基的支撑力实现建筑基础的抬升，达到纠偏的目的。施工工程中，通过从上到下、分层逐层加固的方式，在进行下层注浆加固之前，先对上层进行加固，防止进行下层加固抬升时上层出现破裂；通过层层加固的方式，垫层加固补强层、地基加固平台和柱下桩基形成三维立体支撑体系，先进行建筑基础加固，再进行建筑基础抬升，实现建筑基础加固和抬升纠偏一体化的目的，成功解决建筑不均匀沉降和抬升纠偏基础的目的，使建筑基础达到承载力要求和设计允许偏差范围内，防止二次沉降发生。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的建筑加固纠偏的注浆复合地基的整体结构示意图；
图2示出了图1中的垫层加固补强层、地基加固平台、柱下桩基和原混凝土阀板部分的放大结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、垫层加固补强层；20、地基加固平台；30、柱下桩基；40、原混凝土阀板；50、垫层加固补强注浆孔；60、地基加固注浆孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为解决现有技术中的地基抬升纠偏技术容易对原有地基造成二次沉降破坏的问题，本发明提供了一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法。
如图1和图2所示，适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法包括垫层加固补强层10、地基加固平台20和柱下桩基30，在步骤S10中对原混凝土阀板下部的原始垫层进行注浆填充加固，原始垫层和浆液凝固形成垫层加固补强层10；在垫层加固补强层10形成之后，往原始垫层下部的原始地基进行注浆填充加固，原始地基和浆液凝固形成地基加固平台20；在地基加固平台20形成之后，在地基加固平台20的下表面竖直间隔设置多个桩基注浆孔，浆液注入桩基注浆孔后形成柱下桩基30。
先对原始垫层、原始地基进行注浆加固，形成垫层加固补强层10和地基加固平台20，使得原始建筑基础连接成一个整体，提高其架构强度，然后在地基加固平台下部的软土层打孔注浆，形成柱下桩基30，通过柱下桩基30的支撑力实现建筑基础的抬升，达到纠偏的目的。施工工程中，通过从上倒下、分层逐层加固的方式，在进行下层注浆加固之前，先对上层进行加固，防止进行下层加固抬升时上层出现破裂；通过层层加固的方式，垫层加固补强层10、地基加固平台20和柱下桩基30形成三维立体支撑体系，先进行建筑基础加固，再进行建筑基础抬升，实现建筑基础加固和抬升纠偏一体化的目的，成功解决建筑不均匀沉降和抬升纠偏基础的目的，使建筑基础达到承载力要求和设计允许偏差范围内，防止二次沉降。
如图2所示，完成注浆加工之后，原混凝土阀板40、地基加固平台20、垫层加固补强层10和柱下桩基30粘结形成一个整体。现有技术中建筑承重主要依靠混凝土阀板支撑，但是混凝土阀板的厚度较小，混凝土阀板底部的地基结构的支撑强度较小且强度不均匀，混凝土阀板容易出现沉降或破裂。本发明通过将垫层加固补强层10与原混凝土阀板40经过浆液胶结成为一体，相当于提高了混凝土阀板的整体厚度，有效提高其承载能力。
如图1所示，柱下桩基30通过浆液横向渗透进入地基加固平台20下部的软土层形成树根状。浆液横向渗透进入地基加固平台20下部的软土层后，相当于柱下桩基30横向长出了多个“根”，并与柱下桩基30的“竖直主根”连成一个整体，从而增加柱下桩基30与软土层之间的摩擦力，有效提高柱下桩基30的承重能力。
如图1所示，其特征在于，柱下桩基30通过控制注浆压力形成从上到下逐渐增大的裙梯型，即柱下桩基30为上小下大的结构，这种结构能够有效地提高柱下桩基30的支撑能力，防止柱下桩基30出现沉降现象。
优选地，柱下桩基30分布在建筑承重柱的四周。建筑承重柱对于建筑基础的压力最大，这个位置最容易出现沉降现象，通过在建筑承重柱的四周设置柱下桩基30，从而提高建筑承重柱下部建筑基础的结构强度和支撑能力，使得建筑承重柱出现抬升。
优选地，垫层加固补强层10和地基加固平台20的施工采用一孔双管注浆工艺。一孔双管注浆工艺包括步骤M10至步骤M40，其中步骤M10：钻大的垫层加固补强注浆孔50至原始垫层的下表面；步骤M20：在垫层加固补强注浆孔50的基础上，往下钻小的地基加固注浆孔60至原始地基的下表面；步骤M30：在完成地基加固注浆孔60的钻探之后，分别往大注浆孔中和小注浆孔插入短注浆管和长注浆管；步骤M40：在步骤M30的基础上，先通过短注浆管往原始垫层注浆形成垫层加固补强层10，再通过长注浆管往原始地基中注浆形成地基加固平台20。这种施工方式有利于采用小孔径、大孔距，对建筑物/构筑物基础破坏性小，节约成本。
优选地，柱下桩基30采用钻注一体前进式分层注浆施工工艺，包括步骤P10：钻桩基注浆孔至设计深度；步骤P20：在完成步骤P10之后，通过钻杆沿桩基注浆孔从上往下分层分段注浆。在步骤P20的分层分段注浆中，根据软弱地层的深浅，每一段的注浆长度大于等于3m小于等于5m。该工艺孔径小，注浆深度大，由上部开始分层向下注浆，避免二次沉降破坏，浆液渗透更均匀，并通过高压注浆平稳抬升建筑基础，使其达到设计要求偏差范围内。
优选地，按照体积计算，所述浆液中的水泥浆和水玻璃固化剂的比例为1:1，添加剂的比例为大于等于3%小于等于15%，所述添加剂为磷酸和氯化锂的混合物，所述添加剂的量与所述浆液的凝结速度成正比例添加，需要控制的凝结速度越快，添加剂的量越大。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
通过层层加固的方式，垫层加固补强层10、地基加固平台20和柱下桩基30形成三维立体支撑体系，先进行建筑基础加固，再进行建筑基础抬升，实现建筑基础加固和抬升纠偏一体化的目的，成功解决建筑不均匀沉降和抬升纠偏基础的目的，使建筑基础达到承载力要求和设计允许偏差范围内。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法，其特征在于，包括：
步骤S10：对原混凝土阀板(40)下部的原始垫层进行注浆填充加固，所述原始垫层和浆液凝固形成垫层加固补强层(10)；
步骤S20：在所述垫层加固补强层(10)形成之后，往所述原始垫层下部的原始地基进行注浆填充加固，所述原始地基和浆液凝固形成地基加固平台(20)；
步骤S30：在所述地基加固平台(20)形成之后，在所述地基加固平台(20)的下表面竖直间隔设置多个桩基注浆孔，浆液注入所述桩基注浆孔后形成柱下桩基(30)；
所述柱下桩基(30)通过浆液横向渗透进入所述地基加固平台(20)下部的软土层形成树根状；
所述柱下桩基(30)通过控制注浆压力形成从上到下逐渐增大的裙梯型；
在步骤S10和所述步骤S20中，所述垫层加固补强层(10)和所述地基加固平台(20)的施工采用一孔双管注浆工艺；
所述一孔双管注浆工艺包括：步骤M10：钻大的垫层加固补强注浆孔(50)至所述原始垫层的下表面；步骤M20：在所述垫层加固补强注浆孔(50)的基础上，往下钻小的地基加固注浆孔(60)至原始地基的下表面；步骤M30：在完成所述地基加固注浆孔(60)的钻探之后，分别往大注浆孔中和小注浆孔插入短注浆管和长注浆管；步骤M40：在所述步骤M30的基础上，先通过所述短注浆管往所述原始垫层注浆形成所述垫层加固补强层(10)，再通过所述长注浆管往所述原始地基中注浆形成所述地基加固平台(20)；
所述柱下桩基(30)采用钻注一体前进式分层注浆施工工艺；
所述钻注一体前进式分层注浆施工工艺包括：步骤P10：钻所述桩基注浆孔至设计深度；步骤P20：在完成所述步骤P10之后，通过钻杆沿所述桩基注浆孔从上往下分层分段注浆。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法，其特征在于，完成注浆加工之后，所述原混凝土阀板(40)、所述地基加固平台(20)、所述垫层加固补强层(10)和所述柱下桩基(30)粘结形成一个整体。
3.根据权利要求1所述的一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法，其特征在于，在所述步骤P20的分层分段注浆中，根据软弱地层的深浅，每一段的注浆长度大于等于3m小于等于5m。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法，其特征在于，按照体积计算，所述浆液中的水泥浆和水玻璃固化剂的比例为1:1，添加剂的比例为大于等于3％小于等于15％，所述添加剂为磷酸和氯化锂的混合物，所述添加剂的量与所述浆液的凝结速度成正比例添加。
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