CN112081154A - 一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，包括以下步骤：围绕着建筑物的外轮廓间隔布设多个测点，根据测点的标高确定出建筑物的抬升侧；在筏板基础的范围内间隔布设有多个垂直于筏板基础的加固注浆孔，加固注浆孔内采用压力注浆在筏板基础下方形成加固体；在靠近建筑物抬升侧的两端于筏板基础的外侧布设倾斜向下的抬升孔；抬升孔内同时压力注浆，对建筑物抬升侧进行抬升，控制抬升速度，使两个拐角的标高最终同时抬升至与建筑物非抬升侧对应拐角的标高相同的高度。在加固体下方形成对加固体进行支撑的加固复合桩基，与加固体共同支撑筏板基础。本发明具有整体稳固性好，抬升速度和高度可控、对建筑物破坏小以及防止再次沉降的优点。

Description

一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法

技术领域

本发明涉及建筑地基抬升加固的技术领域，尤其是涉及一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法。

背景技术

由于建筑勘察、设计、施工或恶劣天气等原因，建成的楼体因地基强度不够会出现下沉现象。如果建筑物倾斜值超过允许倾斜值，就会影响正常使用，甚至开裂、破损，对建筑物的结构安全构成威胁，这时需要进行抬升纠偏和地基加固。某住宅楼地上层数24层，地下层数为1层，建筑物高度76米，建筑物地基形式为预应力管桩复合地基，基础类型为筏板基础，筏板基础板厚1.5m，筏板基础底部设置预应力直径600mm的管桩，管桩呈梅花形布置，有效桩长40米。地基土层结构从上至下依次为粘土层、火山灰层、粘土和泥岩。管桩的桩底位于火山灰层中。建筑施工完成后，出现不均匀沉降，如何对其进行加固防止继续沉降及如何将其抬升是要解决的技术问题。公开号为CN107435346A的发明专利申请文件公开了“一种适用于高层建筑结构的注浆加固纠偏方法”，具体公开了通过注浆形成柱下桩基及加固平台从而实现楼体加固，但是该住宅楼高度超高，阀板基础顶部承受荷载超大，加之火山灰地层不密实，采用上述专利申请文件中的技术仍无法解决将该建筑的抬升纠偏及地基加固的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，解决了筏板基础建筑沉降抬升及加固的问题，具有整体稳固性好，抬升速度和高度可控、对建筑物破坏小以及防止再次沉降的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，包括以下步骤：

S1、布测点：建筑物底部包括筏板基础，围绕着建筑物的外墙间隔布设多个测点，根据测点的标高确定出建筑物四个拐角中沉降量大的两点所在的一侧为抬升侧；

S2、形成加固体：在筏板基础的范围内间隔布设有多个垂直于筏板基础的加固注浆孔，加固注浆孔内进行压力注浆，在筏板基础下方形成大于筏板厚度的连续完整的加固体；

S3、布设抬升孔：在建筑物抬升侧的靠近承重墙两端的位置，在筏板基础上紧贴承重墙布设竖向抬升孔，竖向抬升孔穿透筏板基础，孔底延伸至靠近加固体底部位置；或在筏板基础的外侧布设倾斜向下的抬升孔，孔底延伸至靠近加固体底部位置，并位于承重墙正下方；

S4、抬升：抬升孔内同时进行压力注浆，对建筑物的抬升侧进行抬升，抬升时，控制抬升侧建筑物两个拐角的抬升速度，使两个拐角的标高最终同时抬升至与建筑物非抬升侧对应拐角的标高相同的高度。

S5、形成加固桩基：在筏板基础上钻出多个桩基孔，钻杆从桩基孔伸入至加固体的底部以下土层中，钻进和/或回退过程中，逐段分层压力注浆，形成连续的桩基；桩基与加固体结合形成桩板加固结构，共同支撑筏板基础及其上部的建筑物。

通过采用上述技术方案，首先通过在筏板底部注浆形成加固体，防止建筑物继续沉降；然后在抬升侧承重墙下方的加固体底部位置进行压力注浆，将建筑物进行速度可控的抬升；加固体作为受力缓冲结构，保护了建筑物在抬升过程中不受二次破坏；抬升侧的两端同时抬升、同时停止，避免了非抬升侧被连带抬起现象，进一步减小了抬升过程对建筑结构的破坏；抬升时注入的浆液与填充土体空隙，进一步加固了承重墙底部土层，有效避免了二次沉降的发生；最后注浆形成加固桩基，与加固体结合形成桩板结构对建筑物进行支撑、加强，防止再次沉降。本发明具有整体稳固性好，抬升速度和高度可控、对建筑物破坏小以及防止再次沉降的优点。

本发明进一步设置为：钻杆在桩基孔中反复循环进行钻进和回退，并进行注浆，在每段土层中均进行两次压力注浆，第一次压力注浆为填充注浆，填充注浆后在钻杆周围形成不规则注浆体；第二次压力注浆在填充注浆形成的不规则注浆体的内部进行，浆液向四周均匀扩散并与土体均匀混合后形成水平截面中心与钻杆中心重合的短圆柱体；上下连续的所有短圆柱体形成加固复合桩基，加固复合桩基与加固体结合形成桩板加固结构，共同支撑筏板基础及其上部的建筑物。

通过采用上述技术方案，在粉状土、火山灰等为代表的不密实地层，以及杂填土为代表的具有裂隙通道的地层中形成了竖直方向上结构完整，具有很好支撑力的加固复合桩基。

本发明进一步设置为：步骤S5中，钻注一体机的钻杆一次性钻至设计深度后，进行填充注浆；注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，注入的浆液填充钻杆四周土体相对更不密实的区域，并在10s-60s内凝固，形成不规则注浆体；

向上回退钻杆，回退长度为L，然后停止回退，继续进行填充注浆；注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，停止注浆，形成不规则注浆体；

钻杆再次向下钻进，前进的长度为回退长度L的一半，然后停止钻进，进行压力注浆；在不规则注浆体范围内，浆液向四周均匀扩散，注浆达到一定压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，浆液与周围土体进行均匀混合，并凝固形成具有一定强度的短圆柱体，短圆柱体水平截面的中心与注浆管的中心重合；重复进行钻进和回退并注浆，直至加固体的底部。

通过采用上述技术方案，解决了以火山灰为代表的不密实地层中形成竖直方向上结构完整，具有很好支撑力的加固复合桩基。

本发明进一步设置为：步骤S5中，钻杆钻入至加固体底部以下长度为L，进行填充注浆，注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，停止注浆；注入的浆液填充钻杆周围土体空隙及贯通的间隙通道或填充钻杆四周土体相对更不密实的区域，并在10s-60s内凝固；凝固后对应形成树根状注浆体或不规则注浆体；

向上回退钻杆，回退的长度为钻进长度L的一半，然后停止回退，进行压力注浆；在树根状注浆体或不规则注浆体范围内，浆液向四周均匀扩散，注浆达到一定压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，浆液与周围土体进行均匀混合，并凝固形成具有一定强度的短圆柱体，短圆柱体水平截面的中心与注浆管的中心重合；

重复进行钻进和回退并注浆，直至设计深度；向上拔出钻杆，拔出的同时注入浆液将钻孔填充密实。

通过采用上述技术方案，解决了湿陷性黄土和杂填土钻进过程中土体遇水被软化，原有地基强度变小从而引起二次沉降的问题，确保了类似地层中施工加固复合桩基时建筑物的稳定性；同时解决了以湿陷性黄土为代表的不密实地层、和以杂填土为代表的有裂隙的地层中形成竖直方向上结构完整，具有很好支撑力的加固复合桩基。

本发明进一步设置为：步骤S5中进行填充注浆和压力注浆时，深度0-20m间的压力值0.5MPa~2.5MPa；20m~30m间压力值2.5MPa~3.5MPa，30m~40m间压力值3.5MPa~4.5MPa，40m~50m间压力值4.5MPa~5.5MPa。

通过采用上述技术方案，该压力状态下可以形成直径大于3米的加固复合桩基，可以将两根加固复合桩基之间的间距增大至8-15米，从而在满足承接来自顶部楼体的荷载的前提下，节约注浆材料，提高施工效率。

本发明进一步设置为：加固体内、加固复合桩基顶面与筏板基础底面之间，进行二次压浆，使加固复合桩基的顶端延伸至筏板基础1的底面。

通过采用上述技术方案，形成受力更好的加强结构。

本发明进一步设置为：还包括S4-1、填充补强：在阀板基础的中间位置布设补强孔，补强孔的孔底延伸至阀板基础与加固体的结合面处，向补强孔的底端注浆，将所有阀板基础底面与加固体顶面之间的空隙填充密实。

通过采用上述技术方案，在注浆抬升完成之后，向加固孔内注浆补强，防止建筑物在抬升后，因底部不密实发生二次沉降，对建筑物造成二次破坏。

本发明进一步设置为：在抬升侧沿墙体长度方向、原有抬升孔之间间隔布设有若干个加密抬升孔；所有抬升孔内同时进行压力注浆，对建筑物抬升侧进行抬升，抬升时，控制各抬升点处建筑物承重墙的抬升速度，使建筑物 抬升侧的各点均匀抬升，最终同时抬升至与建筑物非抬升侧对应位置的标高相同的高度。

通过采用上述技术方案，解决了抬升侧两端抬升孔之间的筏板基础底部悬空造成的建筑结构的破坏，保证了抬升过程中及抬升结束后建筑物结构的稳固性。

本发明进一步设置为：步骤S3中抬升孔布设在筏板基础的外侧，抬升侧的每个建筑物拐角对应布设两个抬升孔，两个抬升孔分别位于筏板基础相互垂直的两条外轮廓线的外侧；两个抬升孔的孔底分别延伸至相互垂直的两堵承重墙的正下方。

通过采用上述技术方案，一是拐角处均设置有结构柱，作为抬升受力处，抬升更加可控，对建筑结构的破坏更小，也方便抬升的过程控制；二是通过两个倾斜的抬升孔，使得注入的浆液不断向建筑筏板中间部位堆积，使得抬升效率更高、节约材料；四是两个抬升孔分别延伸至在相互垂直的承重墙的正下方，使得建筑拐角的两面墙同时受力，更好的保护了建筑物结构的内部受力，减小损害。

本发明进一步设置为：步骤S4中抬升时采用间歇式注浆抬升，先注浆抬升一定高度，暂停一段时间注浆，然后再注浆抬升一定高度。

通过采用上述技术方案，间歇式注浆抬升，先对建筑物进行抬升，然后暂停，使建筑物内的受力重分布，在建筑物适应抬升后的受力后，再注浆抬升一段高度，避免在抬升时对建筑物造成二次破坏，保证建筑物的结构稳定性。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.首先通过在筏板底部注浆形成加固体，防止建筑物继续沉降；然后在抬升侧承重墙下方的加固体底部位置进行压力注浆，将建筑物进行速度可控的抬升；加固体作为受力缓冲结构，保护了建筑物在抬升过程中不受二次破坏；抬升侧的两端同时抬升、同时停止，避免了非抬升侧被连带抬起现象，进一步减小了抬升过程对建筑结构的破坏；抬升时注入的浆液与填充土体空隙，进一步加固了承重墙底部土层，有效避免了二次沉降的发生；最后注浆形成加固桩基，与加固体结合形成桩板结构对建筑物进行支撑、加强，防止再次沉降。本发明具有整体稳固性好，抬升速度和高度可控、对建筑物破坏小以及防止再次沉降的优点；

2.抬升孔位置的不同设置方式既保证了建筑物的抬升加固，而且能够适用于多种不同施工环境，提高了该工艺的适用范围；

3.通过抬升时采用间歇抬升工艺，先对建筑物进行抬升，然后暂停，使建筑物内的受力重分布，在建筑物适应抬升后的受力后，再注浆抬升一段高度，避免在抬升时对建筑物造成二次破坏，保证建筑物的结构稳定性；

4.补强孔的设置进一步防止了建筑物二次沉降的发生；

5.通过反复钻进、回退分层注浆的工艺，在粉状土、火山灰等为代表的不密实地层，以及杂填土为代表的具有裂隙通道的地层中形成了竖直方向上结构完整，具有很好支撑力的加固复合桩基。

附图说明

图1是本发明突出加固体的立面示意图；

图2是本发明突出加固注浆孔布置位置的俯视示意图；

图3是本发明突出实施例一中抬升孔布置位置的俯视示意图；

图4是本发明突出实施例一中抬升孔的立面示意图；

图5是实施例一中说明抬升原理的拐角编号示意图；

图6是突出显示补强孔对筏板基础底部进行填充注浆的立面示意图；

图7为桩基孔、加固复合桩基与既有管桩的平面布置关系示意图；

图8为加固复合桩基与、加固体和既有管桩的立面布置关系示意图；

图9为初次填充注浆形成的不规则注浆体的结构示意图；

图10为钻杆回退后注浆后的不规则注浆体结构示意图；

图11为钻杆再次前进插入不规则注浆体后压力注浆形成均匀短圆柱体的示意图；

图12、图13为反复回退和钻进形成注浆结构的示意图；

图14为钻杆退至加固体底部后形成的加固复合桩基的示意图。

图15为杂填土地层中向下钻进长度L后填充注浆形成树根状注浆体示意图；

图16为杂填土地层中钻杆回退1/2L后压力注浆形成的短圆柱体示意图；

图17为杂填土地层中循环操作后第二次压力注浆形成的短圆柱体示意图；

图18为湿陷性黄土地层中向下钻进长度L后填充注浆形成不规则注浆体示意图；

图19为湿陷性黄土地层中钻杆回退1/2后压力注浆形成的短圆柱体示意图；

图20是本发明实施例三中抬升孔的布置位置的俯视示意图；

图21是本发明实施例四中两撞建筑物紧挨时抬升孔布置位置的俯视示意图。

图中，1、筏板基础；2、承重墙；3、加固体；31、加固注浆孔；4、抬升孔；41、加密抬升孔；5、补强孔；6、加固复合桩基；61、短圆柱体；7、桩基孔；8、不规则注浆体； 91、间隙通道；92、树根状注浆体；93、钻杆；94、管桩；11-14、四个拐角点。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本发明公开的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，包括以下步骤：

S1、布测点：围绕着建筑物的外轮廓间隔均匀布设多个测点，利用水准仪测量出每个测点的标高，根据测点的标高确定出建筑物四个拐角中沉降量大的两点所在的一侧为抬升侧。

S2、形成加固体3：参照图1和图2，根据地质情况和水文情况，确定加固区，如果建筑物筏板基础1底部均为填方等软弱地层，则全部进行加固，如果筏板基础1以下有一部分为硬质岩层或承载力较高的原状土层，则仅在填方区域进行加固。该实施例以全部进行加固的情况进行介绍。

如图2所示，在筏板基础1底部的加固的范围内间隔梅花状布设有多个垂直于筏板基础1的加固注浆孔31。首先在加固注浆孔31处破除筏板基础1表面的钢筋保护层，露出筏板钢筋，然后用钻机（可以是水钻）穿过钢筋间隙、在筏板基础1上钻出加固注浆孔31。本实施例中，加固注浆孔31直径为42mm，采用梅花形布置，相邻加固注浆孔31之间的间距为3-6m，当加固注浆孔31与墙体位置冲突时，适当调整加固注浆孔31间距。

回看图1，向加固注浆孔31内进行压力注浆，在筏板基础1下方形成大于筏板厚度的连续完整的加固体3。具体地，注浆时采用钻注一体机进行钻孔及注浆，钻杆直径为42mm，采用双重芯管，内芯直径为12mm，注浆钻头为双浆液混合器。采取后退式注浆工艺，钻杆从加固注浆孔31钻入地下，深度大于筏板基础1的厚度，优选地，钻入至下部地基承载力更大的地层内，本实施例中钻入至筏板基础1底部以下16m。然后开始注浆，注浆使用的注浆液采用双组分复合浆液，两种浆液分别从钻杆的不同通道到达注浆管（即钻杆93）的出浆口，在出浆口处压入周围土体，在土体中汇合后发生化学反应，在5s-60s内完成初凝。

接着进行分段提升注浆，注浆压力为0.8-1.5Mpa，每提升一段，注浆一段，每次提升0.3-0.5m，直至阀板基础底部。然后采用跳孔法进行注浆，所有加固注浆孔31全部注浆后，在阀板基础底部形成的连续完整的加固体3。

S3、布设抬升孔4：参照图3和图4，在靠近建筑物抬升侧靠近承重墙2两端的位置分别布设抬升孔4，在筏板基础1的外侧布设倾斜向下的抬升孔4，抬升侧的每个建筑物拐角对应布设两个抬升孔4，两个抬升孔4分别位于筏板基础1相互垂直的两条外轮廓线的外侧；分别延伸至相互垂直的两堵承重墙2的正下方。抬升孔4钻进前，根据筏板的埋深、厚度及抬升孔4孔底等深度参数计算出开孔位置及倾斜角度，保证抬升孔4不穿过筏板基础1，而是紧贴筏板基础1边沿钻入至承重墙2底部。钻孔时采用钻注一体机的钻杆直接钻进即可。

抬升孔4的深度应为筏板基础1厚度的5-10倍，确保出浆口与筏板基础1底部有足够的缓冲带，避免对筏板基础1造成破坏；同时又能兼顾注浆抬升效果且能避免材料浪费。由于筏板基础1的厚度与建筑物的高度具有一定线性关系，建筑物越高，筏板基础1厚度就越厚，同样的建筑物越高，抬升时所需要的力就越大，缓冲带的厚度也需要更大，所以选用筏板基础1的厚度作为抬升孔4深度设定的基本参数。

S4、抬升：经多次现场抬升经验得出，在实际建筑抬升的过程中，如果在抬升时只抬升建筑物其中一个拐角点，会造成建筑物非抬升侧连带抬起。如图5所示，建筑拐角编号为11、12、13、14。沉降量大的点为11和12，当仅注浆抬升12时，非抬升侧的13会连带被抬升，特别是12和13所在的边为短边时，更容易产生连带抬升现象，且会同时发生11号点加速下沉的现象。如果11号点和12号点同时进行注浆抬升操作，则可以避免13号点的连带抬升现象。所以注浆抬升工作必须在抬升侧的两个拐角同时进行。

抬升时，向控制建筑物抬升侧的抬升孔4内同时压力注浆，压力注浆采用的浆液为双组分浆液，不同组分的浆液在注浆管或钻杆底部的出浆口压入土体并汇合发生反应并凝固，初凝时间为5-60s，注浆压力为1.2-2.5Mpa。此时抬升侧以非抬升侧为转轴，对建筑物抬升侧进行缓慢抬升，避免非抬升侧被连带抬升。抬升时，采用水准仪采集建筑物各个测点的标高数据，进行实时监控，通过调整注浆压力和浆液的浓度，以控制抬升侧建筑物两个拐角的抬升速度，使两个拐角匀速提升，最终同时抬升至与建筑物非抬升侧对应拐角的标高相同的高度。注浆过程中控制抬升速度，使两个拐角同时达到最终标高，此项技术措施防止了一个拐角停止后，另一个仍继续注浆时，非抬升侧的拐角被连带抬升的发生。

进一步地，在注浆抬升时采用间歇式注浆抬升，先注浆抬升一段高度，暂停一段时间注浆，然后再注浆抬升一段高度，每次抬升一般为1cm，暂停时间一般为12-24h。间歇式注浆抬升，先对建筑物进行抬升，然后暂停，使建筑物内的受力重分布，在建筑物适应抬升后的受力后，再注浆抬升一段高度，避免在抬升时对建筑物造成二次破坏，保证建筑物的结构稳定性。

回看图3，当抬升侧为建筑物的长边时，两个端头抬升点之间的距离一般都会超过10米，这种情况下，筏板基础1中部悬空，对筏板基础1的结构不利。所以，优选地，在抬升侧沿墙体长度方向、原有抬升孔4之间间隔布设若干个加密抬升孔41。优选地，加密的抬升孔4的孔底延伸至结构柱的正下方。所有抬升孔4内同时进行压力注浆，对建筑物抬升侧进行抬升，抬升时，控制各抬升点处建筑物承重墙2的抬升速度，使建筑物抬升侧的各抬升点均速抬升，最终同时抬升至与建筑物非抬升侧的对应位置的标高相同的高度。

抬升完成后，建筑物的拐角11和拐角14标高相同，拐角12和拐角13的标高相同。此时，如果拐角11和拐角13的标高相差不大，例如小于2cm，则可以不再做抬升处理；如果二者标高相差较大，例如大于5cm，则可以根据实际情况确定是否再次抬升。如果要继续抬升，则定义拐角12、拐角13所在的边为抬升侧，然后重复步骤S3和S4，最终将四个拐角点标高（即筏板基础1的所有标高）抬升至统一标高，达到基本平齐。

S5、补强：结合图3与图6，在阀板基础的中间位置布设补强孔5，补强孔5可以利用原有的加固注浆孔31，补强孔5的孔底延伸至阀板基础与加固体3的结合面处，向补强孔5的底端注浆，将所有阀板基础底面与加固体3顶面之间的空隙填充密实，以防止在注浆抬升完成之后建筑物发生再次沉降。补强孔5内注入的浆液一般采用水泥浆即可。当阀板面积较大时，可以间隔设置多个补强孔5。进行补强孔5注浆时，在靠近建筑外墙处选定几个原有加固注浆孔31作为排气孔，其它注浆加固孔进行封孔处理。当这些排气孔里返出浆液时，证明空隙已经填充密实。

S6、形成加固桩基：如图7所示，在筏板基础1上钻出多个桩基孔7，钻注一体机的钻杆从桩基孔7伸入至加固体3的底部以下土层中。可以采用整体前进式或整体后退式注浆逐段分层压力注浆两种工艺。采用整体后退式分层注浆方法如本实施例步骤S2的形成加固体3时采用的工艺相同。整体前进式注浆方法主要步骤原理是向下钻进一段，然后进行压力注浆，接着继续向下钻进并注浆，钻进至设计深度且注浆完成后，向上拔出钻杆93。

整体前进式和整体后退式注浆均可以用于普通地基、地层中加固桩基的施工。但是当地基为如火山灰、湿陷性黄土和杂填土等特殊地层时，由于地质不密实或存在空隙通道，采用常规的注浆工艺无法形成完整有效支撑的加固桩基，此时，需要采用反复循环钻进和回退的工艺，形成加固复合桩基6。下文结合火山灰地层情况，介绍加固复合桩基6施工的具体步骤。

步骤S6-1、结合图7与图8，在筏板基础1上钻出多个桩基孔7，或者利用原有的加固注浆孔31作为桩基孔7。桩基孔7梅花形布置，相邻两个桩基孔7的间距一般不小于6m，当楼房筏板基础宽度小于15m时，可以只布置两排即可。当桩基孔7与墙体或结构柱位置冲突时，适当调整桩基孔7间距。该工程项目中，桩基孔7梅花形布置的间距为8.0×12.0m。

步骤S6-2、如图8所示，钻注一体机的钻杆93从桩基孔7插入后钻入筏板基础1底部以下土层中；钻杆93直径为42mm，采用双重芯管，内芯直径为12mm，注浆钻头为双浆液混合器。

步骤S6-3、钻至设计深度后，进行填充注浆；如图8所示，钻进的最深处优选钻进至桩基的底端所在地层的下一个地层或是钻入至承载力大的持力层（承载力大于220KPa）。需要指出的是“设计深度”并不是最终成型的加固复合桩基6的底端位置，而是超过了复合桩基的底端位置。本工程实例中，钻进至承载力为140KPa的地层中。如图9所示，注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，注入的浆液填充钻杆93四周土体相对更不密实的区域，并在10s-60s内凝固，形成不规则注浆体8；

步骤S6-4、如图10所示，向上回退钻杆93，回退长度为L，L为1.5-3m，该工程项目中，L采用2m；然后停止回退，继续进行填充注浆；注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，停止注浆，形成不规则注浆体8；

步骤S6-5、如图11所示，钻杆93再次向下钻进，前进的长度为回退长度L的一半，然后停止钻进，进行压力注浆；在步骤6-3和6-4注浆形成的不规则注浆体8范围内，浆液向四周均匀扩散，注浆达到一定压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，浆液与周围土体进行均匀混合，并凝固形成具有一定强度的短圆柱体61，短圆柱体61水平截面的中心与钻杆93的中心重合；

步骤S6-6、参考图12与图13，重复步骤6-4和6-5，直至注浆至加固体3底部；如图14所示，反复前进回退中注浆形成的所有连续的短圆柱体61结构形成完整的加固复合桩基6，加固复合桩基6的顶面与加固体3结合，与加固体3共同结成桩板结构，将筏板基础1进行支撑。

如图7与图8所示，该工程项目中，筏板基础1底部还设置有管桩94，为了使加固复合桩基6将管桩94部分或全部包裹，从而增加管桩94的侧磨阻力，使管桩94的支撑力得到加强，所以加固复合桩基6的有效直径需大于两根相邻管桩94的净间距，且大于3m。该工程项目中直径为3.5m，加固复合桩基6将两根管桩94全部包裹。为了满足加固复合桩基6直径的要求，每次钻进或回退停止后注浆的稳定压力值按照注浆深度不同设计如下：深度0-20m间压力值0.5MPa~2.5MPa；20m~30m间压力值2.5MPa~3.5MPa，30m~40m间压力值3.5MPa~4.5MPa，40m~50m间压力值4.5MPa~5.5MPa。该压力状态下可以形成直径大于3米的加固复合桩基6，从而将两根加固复合桩基6之间的间距增大至8-12米，在满足承接来自顶部楼体的荷载的前提下，节约注浆材料，提高施工效率。

较佳地，在整体注浆加固操作前，在房屋范围内做加固复合桩基6注浆参数试验，根据以上公开的压力等参数进行试桩的施工；试桩完成后，在加固复合桩基6中心半径3m处采用地质钻机进行钻孔取芯，然后观察芯样是否为具有较好强度的连续的加固体，而非普通土体。以上参数主要用于高层建筑筏板基础1以下地基加固，根据在本工程项目现场的筏板基础1范围外按照以上参数进行试验时，浆液扩散的直径增大至6m，与筏板基础1范围内注浆形成的加固复合桩基6的有效半径完全不同。

加固复合桩基6施工工艺的原理分析如下：如图12与图13所示，当钻杆93钻至设计深度注浆时和每次回退后在不同深度填充注浆时，主要目的是填充钻杆93四周相对更不密实的区域，由于注入的浆液具有快速凝固的特点，所以注浆液不会沿相对不密实区域扩散太远。此次注浆后注浆液与土体形成的注浆体，围绕钻杆93形成不规则形状，注浆体水平截面的中心偏离钻杆93的中心较远。此次注浆由于浆液没有与土体完全混合，所以一部分浆液形成了如公开号为CN107435346A的发明专利申请文件中记载的树根状结构。填充注浆停止时间主要以注浆压力控制为主，注入率控制为辅。

当再一次向下钻进插入填充注浆体范围内，进行压力注浆时，由于钻杆93四周相对更不密实的区域已经在填充注浆时被填充，因此，这次注浆会对钻杆93周围土体均匀地施加压力，使浆液均匀渗入至周围土体及火山灰的空隙中，从而凝固形成具有一定强度的短圆柱体61，短圆柱体61水平截面的中心与钻杆93的中心重合。压力注浆主要以注入率控制为主，压力控制为辅。当注浆压力达到设计值，但是注入率还低于设计注入率的50%时，应该适当加大注浆压力，继续进行压浆，待注入率达到设计注入率70%以上时，可以停止注浆并进行回退。如图14所示，由于压力注浆形成的所有短圆柱体61结构的水平截面中心均基本与钻杆93的中心重叠，所以所有短圆柱体61结构在竖直方向形成完整的加固复合桩基6，加固复合桩基6的顶面将加固体3进行支撑。

较佳地，加固体3内、加固复合桩基6顶面与筏板基础1底面之间，进行二次压浆，使加固复合桩基6的顶端延伸至筏板基础1的底面，形成受力更好的加强结构。

S7、封孔：注浆完成后，将筏板基础1上的所有钻孔以及凿除的保护层采用相对筏板基础1同一标号或高一标号的水泥砂浆封堵抹平。

实施例二：

当建筑物的地基为湿陷性黄土和杂填土等特殊地层时，钻孔及注浆作业采用整体前进式注浆工艺，而不宜采用整体后退式注浆。因为整体后退式注浆施工时需要将钻杆一次性钻至设计深度，钻进至设计深度过程中，钻头部位喷出的水会把周围土体软化，从而造成建筑物的二次沉降。湿陷性黄土钻进时，虽然钻进速度快，钻头处出水不多，但是因为湿陷性黄土一遇水即沉陷，所以不能采用一次性钻至设计深度的方案。杂填土层钻进时，经常会遇到回填的片石等，钻进至片石时，钻进速度放慢，钻头处出水变多，同样会将周围土体软化，从而造成建筑物的二次沉降。而采用前进式钻进注浆，注浆液能够及时将土体固化，从而防止建筑物的二次沉降。

本实施例针对湿陷性黄土和杂填土等特殊地层中如何形成加固体3和加固复合桩基6作详细介绍：

步骤S2、形成加固体3：与实施例一的区别在于，将后退式注浆工艺变为前进式注浆工艺。具体地，注浆时采用钻注一体机进行钻孔及注浆，钻杆93从加固注浆孔31钻入筏板基础1底部以下一定深度，例如可以是1.5m，然后开始注浆，注浆压力达到0.8Mpa后；继续钻进1.5m，并开始注浆；反复重复以上操作，直至钻进至设计深度（16m处）。最后拔出钻杆93，并同步将钻孔内用浆液填充。然后采用跳孔法对其它加固注浆孔31进行注浆，所有加固注浆孔31全部注浆后，在阀板基础1底部形成的连续完整的加固体3。

步骤S6、形成加固桩基6：

步骤S6-1’、在筏板基础1上钻出多个桩基孔7。

步骤S6-2’、如图3所示，钻注一体机的钻杆93从桩基孔7插入后钻入加固体3底部以下土层中；钻入至加固体3底部以下长度L，L为2.0m，然后停止钻进，进行填充注浆，注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，注入的浆液填充钻杆93周围土体空隙及贯通的间隙通道91（见图15）或填充钻杆93四周土体相对更不密实的区域（见图18），并在10s-60s内凝固。浆液凝固后形成了树根状注浆体92或不规则注浆体8。

下文中，图15-图17是在杂填土地层中，填充注浆时先对周围土体空隙及贯通的间隙通道91进行填充形成树根状注浆体92的示意；图18-图19是在湿陷性黄土地层中，填充注浆时先对钻杆93四周土体相对更不密实的区域进行填充形成不规则注浆体的示意。

步骤S6-3’、如图16和图19所示，向上回退钻杆93，回退的长度为钻进长度L的一半，然后停止回退，进行压力注浆；在步骤S6-2’中注浆形成的树根状注浆体92或不规则注浆体8范围内，浆液向四周均匀扩散，注浆达到一定压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，浆液与周围土体进行均匀混合，并凝固形成具有一定强度的短圆柱体61，短圆柱体61水平截面的中心与钻杆93的中心重合。

步骤S6-4’、如图17与图14所示，重复步骤6-2’和步骤6-3’，直至注浆至设计深度。

步骤S6-5’、向上拔出钻杆93，拔出的同时注入浆液将钻孔填充密实。

步骤S6-6’、如图14与图17，反复前进回退中注浆形成的所有连续的短圆柱体61结构形成完整的加固复合桩基6，加固复合桩基6与加固体3形成桩板结构将筏板基础1进行支撑。

需要指出的是：加固体3的形成在每个深度只进行了一次注浆，但是由于其在筏板基础1底部形成整片加强，所以主要通过整体受力；加固复合桩基6相邻两根桩之间间隔较远，均为独自受力，周边土体对桩身的约束力小，所以需要反复前进回退形成直径有效的桩基结构。

较佳地，加固体3内、加固复合桩基6顶面与筏板基础1底面之间，进行二次压浆，使加固复合桩基6的顶端延伸至筏板基础1的底面，形成受力更好的加强结构。

实施例三：

实施例一中抬升孔4设置在筏板基础1的外侧，避开了对筏板基础1的钻孔，保护了筏板基础1不被破坏，且钻进时不需采用水钻等专用工具，提高了工作效率。但是有时建筑物外围没有足够的操作空间，此时，如图20所示，抬升孔4需要设置在建筑物内部，在建筑物抬升侧，紧贴承重墙2布设竖向抬升孔4，竖向抬升孔4穿透筏板基础1，孔底延伸至靠近加固体3底部位置。

在抬升孔4处破除筏板基础1表面的钢筋保护层，露出筏板钢筋，用水钻在筏板基础1的钢筋间隙之间向下钻进，形成加固注浆孔31。

该方案采用竖向钻孔，有两方面原因，一是由于筏板基础1内靠近上下表面处均设置有钢筋网，倾斜钻孔时，钻到钢筋上的概率很高，多次更换位置钻孔严重影响施工进度，而且对筏板基础1结构造成破坏。而破除保护层后，能够精准地找到钢筋间隙，加之由于筏板基础1的上下层钢筋网片的间隙位置相对，所以竖直钻进后基本都可以从下层钢筋间隙通过，从而大大提升施工效率，并将结构破坏减小到最低。

二是由于倾斜钻孔后，虽然抬升孔4的孔底伸入至承重墙2正下方的，对注浆抬升有利，但是由于与实施例一中的倾斜布孔相比，抬升孔4的倾斜方向一个是朝向建筑物中心方向，一个是朝向建筑物外围，经现场实际操作，同等条件下，倾斜朝外的抬升孔4所用的材料超出向内倾斜抬升孔4的30%以上。实施例中紧贴承重墙2竖向布孔的方案，比倾斜朝外的抬升孔4方案节约材料15%以上。

较佳地，可以提前将一些加固注浆孔31布设在抬升侧的承重墙2的内侧，并紧贴承重墙2设置，抬升注浆操作时，可以选定部分加固抬升孔4作为抬升加固孔。

实施例四：

参照图21，在实际的建筑中，有时会遇到两座单元楼房相互紧挨，相邻单元之前只留有10cm左右的的沉降缝，此时在建筑物紧挨侧布设抬升孔4显然是不合适的，又因一个抬升孔4不足以将建筑物均匀的向上抬起，所以此时设置两个抬升孔4，一个抬升孔4同以上设置，倾斜设置在建筑物的外侧，另一个抬升孔4靠近建筑物墙体竖直设置在建筑物的内侧，两个抬升孔4分别设置在建筑物拐角的不同边上，在抬升时，同时注浆抬升。

以上实施例中提到的加固注浆和抬升注浆，以及形成加固复合桩基过程中的填充注浆和压力注浆，使用的注浆液均采用双组分复合浆液，为方便表述，命名为A浆液和B浆液，两种浆液分别从钻杆的不同通道到达注浆管（即钻杆93）的出浆口，在出浆口处压入周围土体，在土体中汇合后发生化学反应，在短时间内完成初凝。

注浆液只要能满足初凝时间要求并有较好的渗透性即可，可以是现有技术中的任意一种。

以下一种注浆液配方可供采用：A浆液由如下重量份的原料组成：金属氧化物和/或金属氢氧化物70-90份，复合缓凝剂0.5-1.2份，减水剂0.5-0.7，酸碱缓冲剂0.7-1.5，复合稳定剂3-5，复合表面活性剂0.5-1.5。其中氧化金属物可以是氧化镁、氧化铝、磷酸镁等任意两种的组合；复合缓凝剂为尿素、硼砂和三聚磷酸钠中的至少两种；减水剂可以是聚羧酸减水剂或萘减水剂；酸碱缓冲剂为碳酸镁或氢氧化钾；复合稳定剂为羟甲基纤维素、正烷基十六醇、淀粉醚和纤维素醚中的至少两种；复合表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚和烷基磺酸盐中的至少两种。以上各单独组分中要使用两种及两种以上的不同材料时，可以按等数量级进行配制，两种的设置主要是为了防止其中一种失效，以便使整体复合浆液效果更加稳定。

B浆液由如下重量份的原料组成：磷酸盐30～40份，消泡剂0.2～1份。其中，磷酸盐可以是磷酸氢二铵或磷酸二氢钾；消泡剂可以是有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。

A浆液和B浆液分别与水按重量比100:40～50混合搅拌成浆液，经不同管路压入注浆管，至出浆口汇合反应并在土体中固化。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、布测点：建筑物底部包括筏板基础(1)，围绕着建筑物的外墙间隔布设多个测点，根据测点的标高确定出建筑物四个拐角中沉降量大的两点所在的一侧为抬升侧；

S2、形成加固体(3)：在筏板基础(1)的范围内间隔布设有多个垂直于筏板基础(1)的加固注浆孔(31)，加固注浆孔(31)内进行压力注浆，在筏板基础(1)下方形成大于筏板厚度的连续完整的加固体(3)；

S3、布设抬升孔(4)：在建筑物抬升侧的靠近承重墙(2)两端的位置，在筏板基础(1)上紧贴承重墙(2)布设竖向抬升孔(4)，竖向抬升孔(4)穿透筏板基础(1)，孔底延伸至靠近加固体(3)底部位置；或在筏板基础(1)的外侧布设倾斜向下的抬升孔(4)，孔底延伸至靠近加固体(3)底部位置，并位于承重墙(2)正下方；

S4、抬升：抬升孔(4)内同时进行压力注浆，对建筑物的抬升侧进行抬升，抬升时，控制抬升侧建筑物两个拐角的抬升速度，使两个拐角的标高最终同时抬升至与建筑物非抬升侧对应拐角的标高相同的高度；

S5、形成加固桩基：在筏板基础(1)上钻出多个桩基孔(7)，钻杆(93)从桩基孔(7)伸入至加固体（3）的底部以下土层中，钻进和/或回退过程中，逐段分层压力注浆，形成连续的加固桩基；加固桩基与加固体（3）结合形成桩板加固结构，共同支撑筏板基础(1)及其上部的建筑物。

2.根据权利要求1所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：钻杆（93）在桩基孔(7)中反复循环进行钻进和回退，并进行注浆，在每段土层中均进行两次压力注浆，第一次压力注浆为填充注浆，填充注浆后在钻杆周围形成不规则注浆体（8）；第二次压力注浆在填充注浆形成的不规则注浆体（8）的内部进行，浆液向四周均匀扩散并与土体均匀混合后形成水平截面中心与钻杆中心重合的短圆柱体（61）；上下连续的所有短圆柱体（61）形成加固复合桩基（6），加固复合桩基（6）与加固体（3）结合形成桩板加固结构，共同支撑筏板基础及其上部的建筑物。

3.根据权利要求2所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：步骤S5中，钻注一体机的钻杆（93）一次性钻至设计深度后，进行填充注浆；注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，注入的浆液填充钻杆（93）四周土体相对更不密实的区域，并在10s-60s内凝固，形成不规则注浆体(8)；

向上回退钻杆（93），回退长度为L，然后停止回退，继续进行填充注浆；注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，停止注浆，形成不规则注浆体(8)；

钻杆（93）再次向下钻进，前进的长度为回退长度L的一半，然后停止钻进，进行压力注浆；在不规则注浆体(8)范围内，浆液向四周均匀扩散，注浆达到一定压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，浆液与周围土体进行均匀混合，并凝固形成具有一定强度的短圆柱体（61），短圆柱体（61）水平截面的中心与注浆管的中心重合；

重复进行钻进和回退并注浆，直至加固体（3）的底部。

4.根据权利要求2所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：步骤S5中，钻杆（93）钻入至加固体（3）底部以下长度为L，进行填充注浆，注浆达到一定注浆压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，停止注浆；注入的浆液填充钻杆（93）周围土体空隙及贯通的间隙通道(91)或填充钻杆（93）四周土体相对更不密实的区域，并在10s-60s内凝固；凝固后对应形成树根状注浆体(92)或不规则注浆体(8)；

向上回退钻杆（93），回退的长度为钻进长度L的一半，然后停止回退，进行压力注浆；在树根状注浆体(92)或不规则注浆体(8)范围内，浆液向四周均匀扩散，注浆达到一定压力并稳定后、或浆液的注入率达到设计要求后，浆液与周围土体进行均匀混合，并凝固形成具有一定强度的短圆柱体（61），短圆柱体（61）水平截面的中心与注浆管的中心重合；

重复进行钻进和回退并注浆，直至设计深度；

向上拔出钻杆（93），拔出的同时注入浆液将钻孔填充密实。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：步骤S5中进行填充注浆和压力注浆时，深度0-20m间的压力值0.5MPa~2.5MPa；20m~30m间压力值2.5MPa~3.5MPa，30m~40m间压力值3.5MPa~4.5MPa，40m~50m间压力值4.5MPa~5.5MPa。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：加固体（3）内、加固桩基顶面与筏板基础（1）底面之间，进行二次压浆，使加固桩基的顶端延伸至筏板基础（1）的底面。

7.根据权利要求1-4任一所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：还包括S4-1、填充补强：在阀板基础（1）的中间位置布设补强孔(5)，补强孔(5)的孔底延伸至阀板基础（1）与加固体(3)的结合面处，向补强孔(5)的底端注浆，将所有阀板基础（1）底面与加固体(3)顶面之间的空隙填充密实。

8.根据权利要求1-4任一所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：在抬升侧沿墙体长度方向、原有抬升孔(4)之间间隔布设有若干个加密抬升孔(41)；所有抬升孔(4)内同时进行压力注浆，对建筑物抬升侧进行抬升，抬升时，控制各抬升点处建筑物承重墙(2)的抬升速度，使建筑物 抬升侧的各点均匀抬升，最终同时抬升至与建筑物非抬升侧对应位置的标高相同的高度。

9.根据权利要求1-4任一所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：步骤S3中抬升孔(4)布设在筏板基础(1)的外侧，抬升侧的每个建筑物拐角对应布设两个抬升孔(4)，两个抬升孔(4)分别位于筏板基础(1)相互垂直的两条外轮廓线的外侧；两个抬升孔(4)的孔底分别延伸至相互垂直的两堵承重墙(2)的正下方。

10.根据权利要求1-4任一所述的一种筏板基础高层建筑物加固抬升方法，其特征在于：步骤S4中抬升时采用间歇式注浆抬升，先注浆抬升一定高度，暂停一段时间注浆，然后再注浆抬升一定高度。

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