CN108086343A - 悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构及其施工方法，该结构包括横向条形地基梁、纵向条形地基梁、扶壁柱以及管底小锤桩，所述纵向条形地基梁设置于原有地基土和混凝土垫层之上，紧沿既有墙体的内边缘设置，所述横向条形地基梁与所述纵向条形地基梁垂直设置，在所述纵向条形地基梁与横向条形地基梁相交处设有扶壁柱，所述管底小锤桩设置于所述横向条形地基梁和纵向条形地基梁的下方。本发明的结构能够减少对老结构墙体的扰动，使其自重可以均匀传递至原有基础，新增结构荷载通过扶壁柱全部传递至新增地基梁上，管底小锤桩施工场地需求小，低振动、低噪音，减小不均匀沉降，同时实现了快速施工、节约材料、绿色环保等优点。

Description

悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构及其施工方法。
背景技术
现阶段保护建筑结构体系主要以砖混结构为主，常规既有建筑基础原位置换施工方法有注浆加固法、抬墙梁法、桩基或墩基加固法等。
其中，地基注浆法加固可有效增强地基土承载力，改善持力层受力性能，但对地基土的扰动较大，并不提高原有基础承载力，对使用荷载增加的改扩建项目适用性有限，且受注浆工艺、土体类型和注浆浆液影响较大，直接影响下一道工序的开展，影响施工工期。
抬墙梁法是将抬墙梁与双侧地梁相结合形成夹墙梁基础，该工艺构造简单，施工方便，置换后的基础承载力安全可靠，但抬墙梁穿越已有结构对外观立面易造成影响；地基梁刚度及受力要求比较高，一般均要求地梁下部放间隔一定距离设置静压锚杆桩或低桩架钻孔灌注桩进行桩基加固；桩基施工需借助专用设备的自重和配重，以新增地梁做反力支承点，配重和压桩均会造成初始沉降伤害，施工结束后地基变形会局部回弹，造成原基础扰动大，整个施工顺序相对复杂，工期也较长，桩基作业对施工场地的要求比较大。
桩基或墩基加固法以桩土共同作用来满足地基承载力和变形要求。目前最常用的桩基形式为静压锚杆桩(预制混凝土方桩或预制管底小锤桩)，能够保证基础整体性及有效控制沉降，但其挤土效应较为明显，压桩垂直度控制难度大；预制桩提前进场又需要大量场地，狭窄场地内桩基施工连续性难以保证；需事先预埋反力装置，造成施工期间桩位布设调整较为困难且桩基施工受制于反力点养护进度，成本高且施工周期长。
因此，针对上述桩基或墩基加固方法在工期、场地、环境保护、受力性能、土体扰动等方面存在的不足，如何提供一种在场地受限区域确保既有墙体改造过程中承载力和变形控制较好的加固及置换结构及其施工方法，成为本技术领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明提供一种悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构及其施工方法，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构，包括横向条形地基梁、纵向条形地基梁、扶壁柱以及管底小锤桩，所述纵向条形地基梁设置于原有地基土和混凝土垫层之上，紧沿既有墙体的内边缘设置，所述横向条形地基梁与所述纵向条形地基梁垂直设置，在所述纵向条形地基梁与横向条形地基梁相交处设有扶壁柱，所述管底小锤桩设置于所述横向条形地基梁和纵向条形地基梁的下方。
较佳地，所述横向条形地基梁下方的管底小锤桩对称设置在所述纵向条形地基梁的两侧，间距1900mm±100mm；所述纵向条形地基梁下方的管底小锤桩设置于所述扶壁柱外边缘1000mm±100mm处。
较佳地，所述管底小锤桩的尺寸为Ф300×8mm，长度为32m，伸入所述横向条形地基梁或纵向条形地基梁的长度为50mm。
较佳地，所述横向条形地基梁为宽1000mm×高800mm；所述纵向条形地基梁为宽800mm×高800mm。
较佳地，所述扶壁柱的尺寸为600mm×60mm。
本发明还提供了一种悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构的施工方法，包括如下步骤：
S10：在所述既有墙体内侧开挖基槽，利用切割机切除墙体内侧大放脚，并沿墙体的长度方向上间隔一定距离，通过开孔机在所述大放脚底部开设一定深度的排孔；
S20：在所述混凝土垫层及原有地基土底面一定深度范围内采用护壁钢套管进行桩顶扩孔施工，随后打设所述管底小锤桩，整个管底小锤桩下放完成后进行桩孔回填；
S30：所有所述管底小锤桩施工完毕后，搭设所述横向条形地基梁和纵向条形地基梁的模板，绑扎钢筋并浇筑混凝土，同时加固所述既有墙体内侧的内衬墙；
S40：在所述横向条形地基梁与纵向条形地基梁相交处预留所述扶壁柱的柱钢筋，待所述横向条形地基梁和纵向条形地基梁的混凝土达到一定强度后进行扶壁柱的模板支设、钢筋绑扎及混凝土浇筑。
较佳地，步骤S10中，墙体内侧大放脚的上部切割至所述内衬墙的中心线处，底部开孔至所述既有墙体内500mm或墙厚处。
较佳地，所述内衬墙浇筑细石混凝土，内设双向钢筋网，采用马牙槎与所述既有墙体进行连接，所述扶壁柱通过锚筋与所述马牙槎和内衬墙内的网片进行拉结。
较佳地，所述马牙槎的施工步骤如下：
S41：将所述既有墙体的饰面层进行人工清除后，对既有墙体进行湿式切割，然后用高压水冲洗，清除孔内灰尘并喷涂水泥浆液；
S42：锚筋设置后进行混凝土浇灌密实；
S43：待所述马牙槎的混凝土强度达到设计强度的70％后，绑扎内衬墙加固钢筋，进行扶壁柱施工。
与现有技术相比，本发明提供的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构及其施工方法具有如下优点：
1、本发明的结构考虑了水平结构分离后内部空间的重新分割，既有墙体作为功能构件留存，其下部基础仅承担墙体自重而无需承担改造后水平楼板传递的荷载，继而可充分发挥既有墙体的自立性和原有基础固结硬化的特性；
2、仅在新增扶壁柱部位(内外新增条基连接区域)将与既有墙体地梁相连的内侧条基延伸至既有墙体内不少于500mm进行新老基础构造连接，形成点式嵌固连接方式，并在扶壁柱左右对称设置桩基，确保新增结构荷载全部传递至新增基础之上，减少对既有墙体的扰动，使其自重可以均匀传递至原有基础；
3、以管底小锤桩代替传统静压锚杆桩，通过小锤在钢管内进行桩底锤击就位，不需设计反力装置，作业场地需求小；
4、桩长与桩位布置较为灵活，桩基施工不再受制于地基梁施工速度，因而可加快施工速度，此外，管底封底板加缓冲层后，实现低振动、低噪音环保作业；
5、取消大范围的抬墙梁设计，仅在既有墙体内侧扶壁柱位置设置纵向条形地基梁，大大节省了材料，降低了施工成本。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构平面图；
图2为本发明一具体实施方式的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构剖面图。
图中：10-横向条形地基梁、20-纵向条形地基梁、30-扶壁柱、40-管底小锤桩、50-既有墙体、51-大放脚、52-内衬墙、60-原有地基土、70-混凝土垫层。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构，如图1和图2所示，包括横向条形地基梁10、纵向条形地基梁20、扶壁柱30以及管底小锤桩40，所述纵向条形地基梁20设置于原有地基土60和混凝土垫层70之上，紧沿既有墙体50的内边缘设置，所述横向条形地基梁10与所述纵向条形地基梁20垂直设置，在所述纵向条形地基梁20与横向条形地基梁10相交处设有扶壁柱30，所述管底小锤桩40设置于所述横向条形地基梁10和纵向条形地基梁20的下方。本发明的结构能够充分发挥老基础固结硬化特性和老结构自立性，减少对老结构墙体的扰动，使其自重可以均匀传递至原有基础，新增结构荷载通过扶壁柱30全部传递至新增地基梁(横向条形地基梁10和纵向条形地基梁20)上，管底小锤桩40施工场地需求小，低振动、低噪音，不仅有效确保既有墙体50改造过程中具有足够的承载力和稳定性，减小不均匀沉降，同时实现了墙体原状维护、小作业面、快速施工、节约材料、绿色环保等诸多优点。
较佳地，请重点参考图1，所述横向条形地基梁10下方的管底小锤桩40对称设置在所述纵向条形地基梁20的两侧，间距1900mm±100mm；所述纵向条形地基梁20下方的管底小锤桩40设置于所述扶壁柱30外边缘1000mm±100mm处；所述管底小锤桩40的尺寸为Ф300×8mm，长度为32m，伸入所述横向条形地基梁10或纵向条形地基梁20的长度为50mm；所述横向条形地基梁10为宽1000mm×高800mm，紧沿既有墙体50内边缘设置，坐落于混凝土垫层70上；所述纵向条形地基梁20为宽800mm×高800mm，伸入既有墙体50开孔处，箍筋加密间距为100mm，纵筋拉通，形成点式嵌固连接方式；所述扶壁柱30的尺寸为600mm×60mm，设置于纵向、纵向条形地基梁10、20相交处，通过单根B12锚筋与马牙槎和内衬墙52网片进行拉结。
本实施例中，所述混凝土垫层70厚度为400mm，对需增设新浇混凝土垫层时，地基梁土方应开挖至老土，再用C15或C20素混凝土垫层回填至地基梁底。
本发明还提供了一种悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构的施工方法，包括如下步骤：
S10：在所述既有墙体50内侧开挖基槽，利用切割机切除墙体内侧大放脚51，并沿墙体的长度方向上间隔一定距离，通过开孔机在所述大放脚51底部开设一定深度的排孔；
S20：在所述混凝土垫层70及原有地基土60底面一定深度范围内采用护壁钢套管进行桩顶扩孔施工，随后打设所述管底小锤桩40，整个管底小锤桩40下放完成后进行桩孔回填；
S30：所有所述管底小锤桩40施工完毕后，搭设所述横向条形地基梁10和纵向条形地基梁20的模板，绑扎钢筋并浇筑混凝土，同时加固所述既有墙体50内侧的内衬墙52；
S40：在所述横向条形地基梁10与纵向条形地基梁20相交处预留所述扶壁柱30的柱钢筋，待所述横向条形地基梁10和纵向条形地基梁20的混凝土达到一定强度后进行扶壁柱30的模板支设、钢筋绑扎及混凝土浇筑。
该方法能够在场地受限区域确保既有墙体改造过程中承载力和变形控制较好的加固与置换施工方法。
较佳地，步骤S10中，墙体内侧大放脚51的上部切割至所述内衬墙52的中心线处，底部开孔至所述既有墙体50内500mm或墙厚处；所述内衬墙52浇筑100厚C30细石混凝土，内设B12@200双向钢筋网，采用宽240mm×高60mm×深120mm的马牙槎与所述既有墙体50进行连接，所述扶壁柱30通过单根B12锚筋与所述马牙槎和内衬墙52内的网片进行拉结。
较佳地，所述马牙槎的施工步骤如下：
S41：将所述既有墙体50的饰面层进行人工清除后，对既有墙体进行湿式切割，做到无扬尘、无振动施工，并尽量保持马牙槎孔洞同窗洞的安全距离；然后用高压水冲洗，清除孔内灰尘并喷涂水泥浆液；
S42：锚筋设置后进行混凝土浇灌密实；
S43：待所述马牙槎的混凝土强度达到设计强度的70％后，绑扎内衬墙52加固钢筋，进行扶壁柱30施工。
综上所述，本发明提供的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构及其施工方法，该结构包括横向条形地基梁10、纵向条形地基梁20、扶壁柱30以及管底小锤桩40，所述纵向条形地基梁20设置于原有地基土60和混凝土垫层70之上，紧沿既有墙体50的内边缘设置，所述横向条形地基梁10与所述纵向条形地基梁20垂直设置，在所述纵向条形地基梁20与横向条形地基梁10相交处设有扶壁柱30，所述管底小锤桩40设置于所述横向条形地基梁10和纵向条形地基梁20的下方。本发明的结构能够减少对老结构墙体的扰动，使其自重可以均匀传递至原有基础，新增结构荷载通过扶壁柱全部传递至新增地基梁上，管底小锤桩40施工场地需求小，低振动、低噪音，减小不均匀沉降，同时实现了快速施工、节约材料、绿色环保等优点。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构，其特征在于，包括横向条形地基梁(10)、纵向条形地基梁(20)、扶壁柱(30)以及管底小锤桩(40)，所述纵向条形地基梁(20)设置于原有地基土(60)和混凝土垫层(70)之上，紧沿既有墙体(50)的内边缘设置，所述横向条形地基梁(10)与所述纵向条形地基梁(20)垂直设置，在所述纵向条形地基梁(20)与横向条形地基梁(10)相交处设有扶壁柱(30)，所述管底小锤桩(40)设置于所述横向条形地基梁(10)和纵向条形地基梁(20)的下方。
2.如权利要求1所述的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构，其特征在于，所述横向条形地基梁(10)下方的管底小锤桩(40)对称设置在所述纵向条形地基梁(10)的两侧，间距1900mm±100mm；所述纵向条形地基梁(20)下方的管底小锤桩(40)设置于所述扶壁柱(30)外边缘1000mm±100mm处。
3.如权利要求1所述的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构，其特征在于，所述管底小锤桩(40)的尺寸为Ф300×8mm，长度为32m，伸入所述横向条形地基梁(10)或纵向条形地基梁(20)的长度为50mm。
4.如权利要求1所述的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构，其特征在于，所述横向条形地基梁(10)为宽1000mm×高800mm；所述纵向条形地基梁(20)为宽800mm×高800mm。
5.如权利要求1所述的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构，其特征在于，所述扶壁柱(30)的尺寸为600mm×60mm。
6.如权利要求1所述的悬挑式单侧墙体混合加固及置换结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10：在所述既有墙体(50)内侧开挖基槽，利用切割机切除墙体内侧大放脚(51)，并沿墙体的长度方向上间隔一定距离，通过开孔机在所述大放脚(51)底部开设一定深度的排孔；
S20：在所述混凝土垫层(70)及原有地基土(60)底面一定深度范围内采用护壁钢套管进行桩顶扩孔施工，随后打设所述管底小锤桩(40)，整个管底小锤桩(40)下放完成后进行桩孔回填；
S30：所有所述管底小锤桩(40)施工完毕后，搭设所述横向条形地基梁(10)和纵向条形地基梁(20)的模板，绑扎钢筋并浇筑混凝土，同时加固所述既有墙体(50)内侧的内衬墙(52)；
S40：在所述横向条形地基梁(10)与纵向条形地基梁(20)相交处预留所述扶壁柱的柱钢筋(30)，待所述横向条形地基梁(10)和纵向条形地基梁(20)的混凝土达到一定强度后进行扶壁柱(30)的模板支设、钢筋绑扎及混凝土浇筑。
7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于，步骤S10中，墙体内侧大放脚(51)的上部切割至所述内衬墙(52)的中心线处，底部开孔至所述既有墙体(50)内500mm或墙厚处。
8.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述内衬墙(52)浇筑细石混凝土，内设双向钢筋网，采用马牙槎与所述既有墙体(50)进行连接，所述扶壁柱(30)通过锚筋与所述马牙槎和内衬墙(52)内的网片进行拉结。
9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述马牙槎的施工步骤如下：
S41：将所述既有墙体(50)的饰面层进行人工清除后，对既有墙体进行湿式切割，然后用高压水冲洗，清除孔内灰尘并喷涂水泥浆液；
S42：锚筋设置后进行混凝土浇灌密实；
S43：待所述马牙槎的混凝土强度达到设计强度的70％后，绑扎内衬墙(52)加固钢筋，进行扶壁柱(30)施工。
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