CN108532624A - 一种化学品罐筏板基础加固结构及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于基础加固领域，尤其涉及一种化学品罐筏板基础加固结构。本发明公开了一种化学品罐筏板基础加固结构，所述结构包括：混凝土墩、桩柱和锚筋。所述混凝土墩包裹在化学品罐筏板基础四角的周围，混凝土墩上设置桩孔；所述混凝土墩与所述化学品罐筏板基础通过锚筋插筋连接；所述桩柱通过混凝土墩上预留桩孔，施打进基础预置深度，将混凝土墩固定在地面；化学浆液施工在所述化学品罐筏板基础、所述混凝土墩和所述锚筋形成的结构中。因此，本发明能有效的解决现有化学灌浆成柱加固方法中化学灌浆与筏板基础形成整体后受力不均匀的缺陷，而且现有的化学灌浆成柱加固方法难以加固已倾斜的筏板基础。

Description

一种化学品罐筏板基础加固结构及其制备工艺

技术领域

本发明属于基础加固领域，尤其涉及一种化学品罐筏板基础加固结构及其制备工艺。

背景技术

基础(foundation)是将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。满堂基础又分为筏形基础和箱形基础。

筏形基础(raft foundation)亦称片筏基础、筏板基础。当建筑物上部荷载较大而地基承载能力又比较弱时，用简单的独立基础或条形基础已不能适应地基变形的需要，这时常将墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载承受在一块整板上，这种满堂式的板式基础称筏形基础。筏形基础由于其底面积大，故可减小基底压力，同时也可提高地基土的承载力，并能更有效地增强基础的整体性，调整不均匀沉降。

化学品罐多采用矩形的筏板基础，其基础厚40cm。使用时间越长越容易出现储罐地基下沉、管路变形、支撑架与管路脱离等问题，通过开挖发现其基础底脱空严重。究其原因，是因为地基土质酥松造成地基局部下沉，使对筏型基础的结构受力不均匀，导致结构整体倾斜，最终造成基础底脱空，但由于储罐在施工期间会继续运营，要彻底改善基础的土质较为不易。

传统的筏形基础加固方法多为基础加宽，加深，桩式托换，化学灌浆托换，基础减压等。目前，对筏形基础进行加固主要采用化学灌浆托换方法，用以加固储罐地基土体软弱，并抬升复位下沉的储罐基础，恢复储罐和管路的正常使用功能。化学灌浆法是一种原位处理技术，在施工过程中，具有基本不产生灰尘及其他污染、不影响车间仪器设备、储罐仍可正常使用等优点而广泛应用。

然而，化学浆液的凝固时间在20～60秒之间，在这么快的时间内凝结，相当于形成的灌浆柱与已有的笩形基础共同承担上部荷载，由于灌注浆和基础材料受力性能的差异，灌注的浆形成的柱与基础形成整体的承受基础是有限的，会造成基础受力更加不均匀，同时，化学浆液只能改善地基土质，对于某些已经倾斜的基础没有任何帮助。

综上所述，现有的化学品罐筏板基础加固方法存在化学灌浆成柱与已有筏板基础形成整体后受力不均匀的缺陷，同时化学灌浆成柱加固方法难以加固已倾斜的筏板基础的技术缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明公开的化学品罐筏板基础加固结构能有效的解决现有化学灌浆成柱加固方法中化学灌浆与筏板基础形成整体后受力不均匀的缺陷，而且现有的化学灌浆成柱加固方法难以加固已倾斜的筏板基础。

本发明公开了一种化学品罐筏板基础加固结构，包括：化学品罐筏板基础、混凝土墩、桩柱和锚筋；

所述混凝土墩包裹在所述化学品罐筏板基础四角的周围，混凝土墩上设置桩孔；所述混凝土墩与所述化学品罐筏板基础通过锚筋插筋连接；所述桩柱通过混凝土墩上的桩孔，插进所述化学品罐筏板基础的预置深度，将混凝土墩固定在地面；使得化学浆液施工在所述基础、所述混凝土墩、所述锚筋和所述桩柱形成的结构中。

作为优选，本发明还包括灌浆孔；所述灌浆孔设于所述化学品罐筏板基础四周；所述化学浆液通过所述灌浆孔灌进所述化学品罐筏板基础、所述混凝土墩、所述锚筋和所述桩柱形成的结构中。

作为优选，所述混凝土墩具体为C30混凝土。

作为优选，所述锚筋与混凝土墩以基础为参照在水平方向和垂直方向平行连接。

作为优选，所述静压钢管桩为静压钢管桩，所述静压钢管桩为空心桩，所述静压钢管桩中的水泥砂浆强度为M10、M15或M20中的一种。

作为优选，所述静压钢管桩直径d为400～2000mm。

作为优选，所述静压钢管桩插入到地面的持力层；所述持力层为黏性土、粉土、砂土或碎石类土中的一种。

作为优选，按静压钢管桩直径d计，所述静压钢管桩设在所述黏性土或所述粉土持力层的深度不小于2d；所述静压钢管桩设在所述砂土持力层的深度不小于1.5d；所述静压钢管桩设在所述碎石类土持力层的深度不小于1d。

作为优选，所述静压钢管桩进入地面持力层后，所述静压钢管桩的水泥砂浆将静压钢管桩与所述基础原有底板水泥连接。

作为优选，所述化学品罐筏板基础或所述混凝土墩的四角上设有标高测点；所述静压钢管桩注入水泥砂浆四角的标高相同。

其中，过观测四个角上测点的高程，可确定基础是否在同一水平面上，基础沉降的区域是否达到复位抬升。

作为优选，测定化学品罐筏板基础的下沉深度；在基础的四周钻灌浆孔，孔深为6米，在下沉最大的一侧增加2-3个灌浆孔。

作为优选，所述浆液包括水、水泥、化学浆材。

作为优选，所述浆液中的水、水泥、化学浆材的质量比为0.75:1:(0.20～0.40)。

作为优选，所述化学浆材为水玻璃、聚氨酯和环氧树脂中的一种或多种。

作为优选，所述灌浆的凝固时间在20～60秒。

作为优选，所述灌浆压力为0.1～1.5MPa。

进一步，本发明还提供了一种制备化学品罐筏板基础加固结构的工艺，包括：

S1：将混凝土墩包裹在化学品罐筏板基础的四角周围，得到初级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构；

S2：在初级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构中施工锚筋，使得锚筋将所述混凝土墩与所述化学品罐筏板基础的四角插筋连接，得到次级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构；

S3：桩柱通过次级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构上的桩孔，插进所述化学品罐筏板基础的预置深度，将混凝土墩固定在地面；

S4：在化学品罐筏板基础的四周钻取灌浆孔，将化学浆液通过所述灌浆孔灌进所述化学品罐筏板基础、所述混凝土墩、所述锚筋和所述桩柱形成的结构中。

其中，在S1中的混凝土墩上设置桩孔。

作为优选，插筋连接具体为所述锚筋以混凝土墩的水平方向和垂直方向与混凝土墩插筋连接。

作为优选，所述桩柱为静压钢管桩，所述静压钢管桩为空心桩，所述静压钢管桩中的水泥砂浆强度为M10、M15或M20中的一种。

作为优选，所述静压钢管桩插入到地面的持力层；所述持力层为黏性土、粉土、砂土或碎石类土中的一种。

作为优选，按静压钢管桩直径d计，所述静压钢管桩设在所述黏性土或所述粉土持力层的深度不小于2d；所述静压钢管桩设在所述砂土持力层的深度不小于1.5d；所述静压钢管桩设在所述碎石类土持力层的深度不小于1d。

作为优选，所述化学浆液包括水、水泥、化学浆材，所述化学浆液中的水、水泥、化学浆材的质量比为0.75:1:(0.20～0.40)。

本发明公开的一种化学品罐筏板基础加固结构，所述结构为混凝土墩、锚筋和桩柱进行加固性组合得到加固结构，对进行化学灌浆后，两者结合起来的结构可有效解决现有技术化学灌浆加固后与化学品罐筏板基础形成整体时受力不均匀的技术问题。本加固结构采用桩柱进入地面的预置深度后，与混凝土墩、锚筋和化学灌浆形成的加固结构可使化学品罐筏板基础从持力层稳固筏板基础；而且还能在化学品罐筏板基础四周上部增设标高测点，便于观测基础沉降情况，增加对已倾斜的化学品罐筏板基础加固的可控性；此外，通过灌浆孔灌浆化学浆液一方面可以根据地质情况灌浆改善松软土层，另一方面，可以根据化学品罐筏板基础下沉情况灌浆，对化学品罐筏板基础底进行整体灌浆找平，提高地基承载力，防止化学品罐筏板基础继续下沉的效果，并能抬升复位下沉的化学品罐筏板基础；其施工简便，省时省力，节约材料。

综上所述，本发明的结构具有以下优点：(1)采用桩柱加固和化学灌浆的方式，能长久消除化学品罐筏板基础差异沉降的缺陷问题；(2)在混凝土墩上施工的桩柱可调平基础差异沉降，并与化学品罐筏板基础形成一桩板基础；而对地基的灌浆加固，可有效处理基础脱空，并与软弱土层形成一复合地基；这二种方式能有效地增加了化学品罐筏板基础的安全储备，确保了基础上物品的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示化学品罐筏板基础平面图；

图2示化学品罐筏板基础立面图；

其中，附图标记，1为混凝土墩、2为桩柱、3为化学品罐筏板基础、4为灌浆孔、5为锚筋、6为水泥砂浆、7为桩头。

具体实施方式

本发明提供了一种化学品罐筏板基础加固结构及其制备工艺，用于解决现有化学灌浆成柱加固方法中化学灌浆与筏板基础形成整体后受力不均匀的缺陷，同时化学灌浆成柱加固方法难以加固已倾斜的筏板基础。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1和图2，本发明提供了一种化学品罐筏板基础加固结构，实施例1包括：混凝土墩1、锚筋5和桩柱2；混凝土墩1包裹在化学品罐筏板基础3四角的周围；混凝土墩1与化学品罐筏板基础3通过锚筋5插筋连接；混凝土墩1上预留桩孔，所述桩柱2通过混凝土墩1预留桩孔，插进所述化学品罐筏板基础3的预置深度，将混凝土墩1固定在地面，使得化学浆液施工在化学品罐筏板基础3、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中。

进一步的，本发明还提供了实施例2。

请参阅图1和图2，实施例2包括：混混凝土墩1、锚筋5和桩柱2；混凝土墩1包裹在化学品罐筏板基础3四角的周围；混凝土墩1与化学品罐筏板基础3通过锚筋5插筋连接；混凝土墩1上预留桩孔，所述桩柱2通过混凝土墩1预留桩孔，插进所述化学品罐筏板基础3的预置深度，将混凝土墩1固定在地面，使得化学浆液施工在化学品罐筏板基础3、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中；灌浆孔4布满在化学品罐筏板基础3的四周。

进一步的，本发明还提供了实施例3。

请参阅图1和图2，实施例3包括：混混凝土墩1、锚筋5和桩柱2；混凝土墩1包裹在化学品罐筏板基础3四角的周围；混凝土墩1与化学品罐筏板基础3通过锚筋5插筋连接；混凝土墩1上预留桩孔，所述桩柱2通过混凝土墩1预留桩孔，插进所述化学品罐筏板基础3的预置深度，将混凝土墩1固定在地面，使得化学浆液施工在化学品罐筏板基础3、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中。采用的锚筋可锚固桩柱，可有效解决灌浆加固后与基础形成整体时受力不均匀问题。

进一步的，实施例1经过变形得到实施例4。

请参阅图1和图2，实施例4包括：混凝土墩1、锚筋5和桩柱2；混凝土墩1包裹在化学品罐筏板基础3四角的周围；混凝土墩1与化学品罐筏板基础3通过锚筋5插筋连接；混凝土墩1上预留桩孔，所述桩柱2通过混凝土墩1预留桩孔，插进所述化学品罐筏板基础3的预置深度，将混凝土墩1固定在地面，使得化学浆液施工在化学品罐筏板基础3、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中。桩柱2为静压钢管桩，静压桩柱2的直径为1000mm(直径范围为400～2000mm)，使得化学浆液通过灌浆孔4施工在化学品罐筏板基础、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中。400～2000mm的钢管桩可穿过混凝土墩进入地基的持力层可使基础更加稳固。

进一步的，实施例1经过变形得到实施例5。

请参阅图1和图2，实施例5包括：混凝土墩1、锚筋5和桩柱2；混凝土墩1包裹在化学品罐筏板基础3四角的周围；混凝土墩1与化学品罐筏板基础3通过锚筋5插筋连接；混凝土墩1上预留桩孔，所述桩柱2通过混凝土墩1预留桩孔，插进所述化学品罐筏板基础3的预置深度，将混凝土墩1固定在地面，使得化学浆液施工在化学品罐筏板基础3、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中，桩柱2插入到地面的持力层，桩柱2为静压钢管桩，静压钢管桩中的水泥砂浆强度为M10、M15或M20中的一种；地面的持力层为黏性土、粉土、砂土或碎石类土中的一种；按桩柱2直径d计，静压钢管桩2插入到黏性土或粉土的深度不小于2d；静压钢管桩2插入到砂土的深度不小于1.5d；静压钢管桩3插入到碎石类土的深度不小于1d，使得化学浆液通过灌浆孔4施工在化学品罐筏板基础3、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中。桩柱穿过混凝土墩进入地基的持力层可使基础更加稳固。

进一步的，实施例1经过变形得到实施例6。

请参阅图1和图2，实施例6包括：混凝土墩1、锚筋5和桩柱2；混凝土墩1包裹在化学品罐筏板基础3四角的周围；混凝土墩1与化学品罐筏板基础3通过锚筋5插筋连接；混凝土墩1上预留桩孔，所述桩柱2通过混凝土墩1预留桩孔，插进所述化学品罐筏板基础3的预置深度，将混凝土墩1固定在地面，使得化学浆液施工在化学品罐筏板基础3、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中。在筏板基础四个角上或混凝混凝土墩上，每个混凝混凝土墩设置一个在储罐基础四周上部增设标高测点，可解决已倾斜的基础加固问题。

进一步的，实施例1经过变形得到实施例7。

请参阅图1和图2，实施例7包括：混凝土墩1、锚筋5和桩柱2；混凝土墩1包裹在化学品罐筏板基础3四角的周围；混凝土墩1与化学品罐筏板基础3通过锚筋5插筋连接；混凝土墩1上预留桩孔，所述桩柱2通过混凝土墩1预留桩孔，插进所述化学品罐筏板基础3的预置深度，将混凝土墩1固定在地面，使得化学浆液施工在化学品罐筏板基础3、混凝土墩1、锚筋5和桩柱2形成的结构中；所灌的化学浆液包括水、水泥、化学浆材，化学浆液中的水、水泥、化学浆材的质量比为0.75:1:0.3，化学浆材为水玻璃、聚氨酯和环氧树脂中的一种或多种。所灌的化学浆液的凝固时间在20～60秒，可以对基础底进行整体灌浆找平，提高地基承载力，防止储罐基础继续下沉。

本发明还提供了一种制备化学品罐筏板基础加固结构的工艺，实施例8包括：

S1：将混凝土墩包裹在化学品罐筏板基础的四角周围，得到初级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构；

S2：在初级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构中施工锚筋，使得锚筋将所述混凝土墩与所述化学品罐筏板基础的四角插筋连接，得到次级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构；

S3：桩柱通过次级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构上的桩孔，插进所述化学品罐筏板基础的预置深度，将混凝土墩固定在地面；

S4：在化学品罐筏板基础的四周钻取灌浆孔，将化学浆液通过所述灌浆孔灌进所述化学品罐筏板基础、所述混凝土墩、所述锚筋和所述桩柱形成的结构中。

进一步的，本发明还提供了一种制备化学品罐筏板基础加固结构的工艺，实施例9包括：

1、施工前先做好防尘、防火等安全防护及施工车间的仪器设备的防护工作；灌浆前应将储罐基础与相邻基础之间的充填物挖除，避免灌浆影响其他基础和地面；

2、基础托换墩施工：在化学品罐筏板基础3四角处，开挖托换坑至原地基土层；支模浇筑C30混凝土，并预留静压钢管桩2和钢筋锚5固孔道；混凝土墩将化学品罐筏板基础3的边角部分重叠包裹，混凝土浇筑和钢筋锚5固施工后，与筏形基础形成整体，四个混凝土墩同时施工；

3、钢管静压桩施工：采用桩底带有锥角的钢管，安置在混凝土墩钢管桩2预留孔上；小型静压桩设备就位，保证钢管垂直的状态下，将钢管压入地基持力层中，整个压桩过程连续作业，一次成桩；压桩完成后，向钢管桩2灌注水泥砂浆，然后用C30细石混凝土处理桩头；

4、采用钻机钻穿基础，用特有的无水成孔工艺引孔形成灌浆孔4，并穿透全厚度的软弱土层，孔深6m；

5、根据引孔时探明的土体软弱情况和土层其他特殊情况确定浆液配方，添加相应的化学浆材，保证浆液良好固结，确保加固效果；材料质量比为水:水泥:化学浆材为0.75：1：0.3；

6、作好灌浆前及灌浆过程中的基础沉降观测工作；

7、自下至上的灌浆顺序进行施工，并严格执行灌浆的操作规程；

8、根据灌浆压力、进浆速率及储罐的抬升复位情况结束灌浆；

9、恢复地面，清理场地。

进一步的，上述步骤3中将钢管压入地基持力层后，在筏板基础3四个角上或混凝土墩1上，每个混凝土墩1设置一个观测点。

综上所述，本发明解决了现有化学灌浆成柱加固方法中化学灌浆与筏板基础形成整体后受力不均匀的缺陷，同时化学灌浆成柱加固方法难以加固已倾斜的筏板基础。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种化学品罐筏板基础加固结构，包括化学品罐筏板基础，其特征在于，还包括：混凝土墩、桩柱和锚筋；

所述混凝土墩包裹在所述化学品罐筏板基础四角的周围，混凝土墩上设置桩孔；所述混凝土墩与所述化学品罐筏板基础通过锚筋插筋连接；所述桩柱通过混凝土墩上的桩孔，插进所述化学品罐筏板基础的预置深度，将混凝土墩固定在地面；使得化学浆液施工在所述化学品罐筏板基础、所述混凝土墩、所述锚筋和所述桩柱形成的结构中。

2.根据权利要求1所述的化学品罐筏板基础加固结构，其特征在于，还包括灌浆孔；所述灌浆孔设于所述化学品罐筏板基础四周；所述化学浆液通过所述灌浆孔灌进所述化学品罐筏板基础、所述混凝土墩、所述锚筋和所述桩柱形成的结构中。

3.根据权利要求2所述的化学品罐筏板基础加固结构，其特征在于，所述锚筋以混凝土墩的水平方向和垂直方向与混凝土墩插筋连接。

4.根据权利要求3所述的化学品罐筏板基础加固结构，其特征在于，所述桩柱为静压钢管桩，所述静压钢管桩为空心桩，所述静压钢管桩中的水泥砂浆强度为M10、M15或M20中的一种。

5.根据权利要求4所述的化学品罐筏板基础加固结构，其特征在于，所述静压钢管桩直径d为400～2000mm。

6.根据权利要求5所述的化学品罐筏板基础加固结构，其特征在于，所述静压钢管桩插入到地面的持力层；所述持力层为黏性土、粉土、砂土或碎石类土中的一种。

7.根据权利要求6所述的化学品罐筏板基础加固结构，其特征在于，按静压钢管桩直径d计，所述静压钢管桩设在所述黏性土或所述粉土持力层的深度不小于2d；所述静压钢管桩设在所述砂土持力层的深度不小于1.5d；所述静压钢管桩设在所述碎石类土持力层的深度不小于1d。

8.根据权利要求1所述的化学品罐筏板基础加固结构，其特征在于，所述混凝土墩或所述化学品罐筏板基础的四角上还设有标高测点。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的化学品罐筏板基础加固结构，其特征在于，所述化学浆液包括水、水泥和化学浆材，所述化学浆液中的水、水泥、化学浆材的质量比为0.75:1:(0.20～0.40)。

10.一种制备化学品罐筏板基础加固结构的工艺，其特征在于，包括：

S1：将混凝土墩包裹在化学品罐筏板基础的四角周围，得到初级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构；

S2：在初级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构中施工锚筋，使得锚筋将所述混凝土墩与所述化学品罐筏板基础的四角插筋连接，得到次级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构；

S3：桩柱通过次级化学品罐筏板基础的四角混凝土墩结构上的桩孔，插进所述化学品罐筏板基础的预置深度，将混凝土墩固定在地面；

S4：在化学品罐筏板基础的四周钻取灌浆孔，将化学浆液通过所述灌浆孔灌进所述化学品罐筏板基础、所述混凝土墩、所述锚筋和所述桩柱形成的结构中。