CN114961324B - 一种悬空加固的砖柱结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种悬空加固的砖柱结构及其施工方法，包括砖柱、混凝土基础和垫层、第一加固钢板、第二加固钢板、托梁、锚固结构和底部支撑结构；砖柱包括原砖柱段和原砖柱基段；原砖柱基段由原砖柱基切除超出砖柱的部位形成；第一加固钢板粘贴在砖柱的左右两侧；两块第一加固钢板之间拉接有第一对拉螺栓；第二加固钢板有两块，分别粘贴在原砖柱基段的前后两侧；托梁托在两块第二加固钢板底部；垫层浇筑在砖柱下方；底部支撑结构设在托梁的底部，包括横梁和混凝土垫条；在混凝土垫条与横梁之间垫设有托换梁；混凝土基础浇筑在垫层上；锚固结构包括锚板和锚筋。本发明解决了传统的施工方法需将房屋进行拆除、产生大量建筑垃圾以及增加劳动力投入的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程施工技术领域，特别是一种悬空加固的砖柱结构及其施工方法。
背景技术
某工程为民瓷厂房，该厂房始建于二十世纪七八十年代，由于年久失修和多次改造，厂房内的砖柱的外立面和承载力已造严重破损；本项目的任务就是在原砖柱的不拆除的前提下，对砖柱进行修缮；尽量做到在“不改变原状”和“不改变原结构”的前提条件下，达到 “修旧如故、延年益寿”的目，从而全面、真实的恢复始建时该建筑的原貌。传统的施工方法在遇见这种承载力不足的柱时，一般是将既有建筑墙柱等承重构件进行拆除，之后再降低地面，重新进行施工，这种方法进行房屋拆除造成的大量建筑垃圾，增加劳动力投入，有效的起到绿色施工引领作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种悬空加固的砖柱结构及其施工方法，要解决传统的施工方法对砖柱进行修缮需将房屋进行拆除、产生大量建筑垃圾以及增加劳动力投入的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种悬空加固的砖柱结构，包括有砖柱、混凝土基础和垫层；还包括有第一加固钢板、第二加固钢板、托梁、锚固结构和底部支撑结构；所述砖柱包括有原砖柱段和原砖柱基段；所述原砖柱基段由原砖柱基切除超出砖柱的部位形成；所述第一加固钢板有两块，分别沿竖向通长粘贴在砖柱的左右两侧，并且第一加固钢板的底边与砖柱的底面平齐；在两块第一加固钢板之间拉接有第一对拉螺栓；所述第二加固钢板有两块，分别粘贴在原砖柱基段的前后两侧，并且第二加固钢板的底部超出砖柱的底面；所述第二加固钢板的左右侧边分别与两侧的第一加固钢板的对应侧边焊接连接；所述托梁有一组，沿横向平行间隔托接在两块第二加固钢板的底部；所述垫层浇筑在砖柱的下方；所述底部支撑结构设置在托梁的底部，包括有横梁和混凝土垫条；所述混凝土垫条有两条，分别浇筑在砖柱两侧的垫层上；所述横梁有一组，沿纵向平行间隔布置在托梁的底部，并且横梁的两端分别位于两侧的垫层上方；在混凝土垫条与横梁之间垫设有托换梁；所述混凝土基础浇筑在垫层上，且混凝土基础的顶面与砖柱的底面平齐；所述锚固结构用以将第一加固钢板和第二加固钢板与混凝土基础连接，包括有锚板和锚筋；所述锚板沿着环向布置在砖柱的四周侧面上；该锚板的断面呈L形，锚板的竖板段与第二加固钢板或者第一加固钢板焊接连接；所述锚筋穿设在锚板的水平板段上，将锚板与混凝土基础连接；在第一加固钢板的下部外侧和第二加固钢板的外侧设置有混凝土保护层；所述混凝土保护层包裹在锚固结构外。
优选的，所述第二加固钢板的厚度不小于8mm，第二加固钢板的高度为不小于500mm；所述第二加固钢板的底部超出原砖柱基段底面部位的高度为5mm~10mm。
优选的，所述第一加固钢板的厚度不小于8mm，第一加固钢板的高度与砖柱的高度相适应。
优选的，在两块第二加固钢板之间拉结有第二对拉螺栓；所述第一加固钢板、第二加固钢板与砖柱之间分别通过建筑胶粘接。
优选的，相邻第一对拉螺栓之间的间距为500mm~600mm。
一种砖柱结构的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，采用临时支撑结构，对砖柱周围的结构梁进行支撑。
步骤二，进行基坑开挖，开挖至原砖柱基的底部，露出原砖柱基。
步骤三，切除原砖柱基超出砖柱的部位，形成原砖柱基段，使原砖柱基段的水平切面形状和尺寸均与原砖柱段的水平切面形状和尺寸相同。
步骤四，在砖柱的左右侧面上分别粘贴第一加固钢板；所述第一加固钢板通过建筑胶与砖柱粘接，并且在两侧的第一加固钢板之间拉接第一对拉螺栓。
步骤五，采用第二加固钢板与两侧的第一加固钢板焊接连接，第二加固钢板的底部超出原砖柱基段的底面。
步骤六，在砖柱的周围继续超深开挖基坑，留出砖柱底部的土体。
步骤七，在砖柱左右两侧的超挖的基坑中施工垫层和混凝土垫条。
步骤八，采用静压力将一组托梁压入原砖柱基段底部的土体中，使每根托梁托接在两块第二加固钢板的底部。
步骤九，采用静压力将一组横梁压入托梁底部的土体中，使一组横梁托接在一组托梁的底部。
步骤十，在每根横梁的两端与两侧的混凝土垫条之间分别设置第一千斤顶。
步骤十一，顶升第一千斤顶，将砖柱托起，挖除砖柱底部的土体。
步骤十二，砖柱底部的土体挖完后，采用托换梁支撑在混凝土垫条与横梁之间，取出第一千斤顶。
步骤十三，在砖柱底部与垫层顶部的空间浇筑混凝土，形成混凝土基础。
步骤十四，施工锚固结构，利用锚固结构将第一加固钢板和第二加固钢板与混凝土基础连接。
步骤十五，拆除临时支撑结构，至此施工完毕。
优选的，步骤一中所述的临时支撑结构间隔布置在砖柱的四周，且临时支撑结构与砖柱之间的间距为1000mm~2000mm；所述临时支撑结构包括有支撑柱、第二千斤顶；所述支撑柱支设在结构梁的底部，在支撑柱的底部设置有灌浆料垫块；所述第二千斤顶安装在支撑柱的顶部，在第二千斤顶的顶部由下而上依次设置有底垫板和顶垫板。
优选的，所述步骤五施工完毕后，在两块第二加固钢板之间拉接第二对拉螺栓。
优选的，步骤二中基坑开挖的深度与原砖柱基的高度相适应；步骤六中，继续超深开挖的基坑深度为不小于500mm。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明在砖柱的两侧分别设置第一加固钢板，并且第一加固钢板与砖柱之间通过结构胶和第一对拉螺栓固定连接，本申请的这种结构设计不仅提高了砖柱的承载力，并且第一加固钢板与砖柱的双重连接增加了砖柱与第一加固钢板的整体性；同时，本申请在砖柱的底部设置第二加固钢板，并且第二加固钢板与第一加固钢板之间焊接连接，第二加固钢板与砖柱之间通过第二对拉螺栓连接；本申请的这种设计使得在托梁托起砖柱的施工时，托梁直接拖接在第二加固钢板的底部，而非直接拖在老旧砖柱的底部，减少了对砖柱的损坏，且增加了施工的安全性；另外，在使用阶段，这种结构提高了柱脚的受力性能，增加了砖柱的稳定性。
2、本发明采用悬空加固的砖柱结构具有最大限度的保护既有建筑原始风貌的作用，可广泛应用于各类古建筑或仿古建筑房屋加固修缮施工中；在传统的施工方式中，要实现本申请的最终意图，则需要将既有建筑墙柱等承重构件以及屋面进行拆除，之后再降低地面，重新进行施工，不仅增加施工量、增加劳动力投入还产生大量的建筑垃圾；而本申请采用悬空施工并结合降低原结构地面的方法对柱基础及柱身进行加固，解决了传统的施工方法需将房屋进行拆除、产生大量建筑垃圾以及增加劳动力投入的技术问题。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1本实施例的方法中步骤一施工完毕后的结构示意图。
图2本实施例的方法中步骤二施工完毕后的结构示意图。
图3本实施例的方法中步骤四施工完毕后的结构示意图。
图4本实施例的方法中步骤五施工完毕后的结构示意图。
图5本实施例的方法中步骤六施工完毕后的结构示意图。
图6本实施例的方法中步骤十一施工完毕后的结构示意图。
图7本发明中的悬空加固的砖柱结构的结构示意图。
图8本发明中第一加固钢板通过锚固结构与混凝土基础连接的结构示意图。
附图标记：1－砖柱、1.1－原砖柱段、1.2－原砖柱基段、2－混凝土基础、3－垫层、4－第一加固钢板、5－第二加固钢板、6－托梁、7－原砖柱基、8－第一对拉螺栓、9－横梁、10－混凝土垫条、11－托换梁、12－锚板、13－锚筋、14－混凝土保护层、15－第二对拉螺栓、16－结构梁、17－第一千斤顶、18－支撑柱、19－第二千斤顶、20－底垫板、21－顶垫板、22－灌浆料垫块、23－连接板、24－锚栓。
具体实施方式
如图1-8所示，这种悬空加固的砖柱结构，包括有砖柱1、混凝土基础2和垫层3；还包括有第一加固钢板4、第二加固钢板5、托梁6、锚固结构和底部支撑结构；所述砖柱1包括有原砖柱段1.1和原砖柱基段1.2；所述原砖柱基段1.2由原砖柱基7切除超出砖柱1的部位形成；所述第一加固钢板4有两块，分别沿竖向通长粘贴在砖柱1的左右两侧，并且第一加固钢板4的底边与砖柱1的底面平齐；在两块第一加固钢板4之间拉接有第一对拉螺栓8；所述第二加固钢板5有两块，分别粘贴在原砖柱基段1.2的前后两侧，并且第二加固钢板5的底部超出砖柱1的底面；所述第二加固钢板5的左右侧边分别与两侧的第一加固钢板4的对应侧边焊接连接；所述托梁6有一组，沿横向平行间隔托接在两块第二加固钢板5的底部；所述垫层3浇筑在砖柱1的下方；所述底部支撑结构设置在托梁6的底部，包括有横梁9和混凝土垫条10；所述混凝土垫条10有两条，分别浇筑在砖柱1两侧的垫层3上；所述横梁9有一组，沿纵向平行间隔布置在托梁6的底部，并且横梁9的两端分别位于两侧的垫层3上方；在混凝土垫条10与横梁9之间垫设有托换梁11；所述混凝土基础2浇筑在垫层3上，且混凝土基础2的顶面与砖柱1的底面平齐；所述锚固结构用以将第一加固钢板4和第二加固钢板5与混凝土基础2连接，包括有锚板12和锚筋13；所述锚板12沿着环向布置在砖柱1的四周侧面上；该锚板12的断面呈L形，锚板12的竖板段与第二加固钢板5或者第一加固钢板4焊接连接；所述锚筋13穿设在锚板12的水平板段上，将锚板12与混凝土基础2连接；在第一加固钢板4的下部外侧和第二加固钢板5的外侧设置有混凝土保护层14；所述混凝土保护层14包裹在锚固结构外。
本实施例中，所述第二加固钢板5的厚度不小于8mm，第二加固钢板5的高度为不小于500mm；所述第二加固钢板5的底部超出原砖柱基段1.2底面部位的高度为5mm~10mm。
本实施例中，所述第一加固钢板4的厚度不小于8mm，第一加固钢板4的高度与砖柱1的高度相适应。
本实施例中，在两块第二加固钢板5之间拉结有第二对拉螺栓15；所述第一加固钢板4、第二加固钢板5与砖柱1之间分别通过建筑胶粘接。
本实施例中，相邻第一对拉螺栓8之间的间距为500mm~600mm。
这种砖柱结构的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，采用临时支撑结构，对砖柱1周围的结构梁16进行支撑。
步骤二，进行基坑开挖，开挖至原砖柱基7的底部，露出原砖柱基7。
步骤三，切除原砖柱基7超出砖柱1的部位，形成原砖柱基段1.2，使原砖柱基段1.2的水平切面形状和尺寸均与原砖柱段1.1的水平切面形状和尺寸相同。
步骤四，在砖柱1的左右侧面上分别粘贴第一加固钢板4；所述第一加固钢板4通过建筑胶与砖柱1粘接，并且在两侧的第一加固钢板4之间拉接第一对拉螺栓8。
步骤五，采用第二加固钢板5与两侧的第一加固钢板4焊接连接，第二加固钢板5的底部超出原砖柱基段1.2的底面。
步骤六，在砖柱1的周围继续超深开挖基坑，留出砖柱1底部的土体。
步骤七，在砖柱1左右两侧的超挖的基坑中施工垫层3和混凝土垫条10。
步骤八，采用静压力将一组托梁6压入原砖柱基段1.2底部的土体中，使每根托梁6托接在两块第二加固钢板5的底部。
步骤九，采用静压力将一组横梁9压入托梁6底部的土体中，使一组横梁9托接在一组托梁6的底部。
步骤十，在每根横梁9的两端与两侧的混凝土垫条10之间分别设置第一千斤顶17。
步骤十一，顶升第一千斤顶17，将砖柱1托起，挖除砖柱1底部的土体。
步骤十二，砖柱1底部的土体挖完后，采用托换梁11支撑在混凝土垫条10与横梁9之间，取出第一千斤顶17。
步骤十三，在砖柱1底部与垫层3顶部的空间浇筑混凝土，形成混凝土基础2。
步骤十四，施工锚固结构，利用锚固结构将第一加固钢板4和第二加固钢板5与混凝土基础2连接。
步骤十五，拆除临时支撑结构，至此施工完毕。
本实施例中，步骤一中所述的临时支撑结构间隔布置在砖柱1的四周，且临时支撑结构与砖柱1之间的间距为1000mm~2000mm；所述临时支撑结构包括有支撑柱18、第二千斤顶19；所述支撑柱18支设在结构梁16的底部，在支撑柱18的底部设置有灌浆料垫块22；所述第二千斤顶19安装在支撑柱18的顶部，在第二千斤顶19的顶部由下而上依次设置有底垫板20和顶垫板21。
本实施例中，所述步骤五施工完毕后，在两块第二加固钢板5之间拉接第二对拉螺栓15。
本实施例中，步骤二中基坑开挖的深度与原砖柱基7的高度相适应；步骤六中，继续超深开挖的基坑深度为不小于500mm。
本实施例中，所述支撑柱18采用直径为150mm钢管制成；所述底垫板20的尺寸为200mm×200mm；所述顶垫板21的尺寸为400mm×200mm；所述灌浆料垫块22的尺寸长×宽×厚为：500mm×500mm×200mm；所述支撑柱18通过连接板23和锚栓24与灌浆料垫块22固定连接。
本实施例中，所述第二加固钢板5的厚度不小于8mm，第二加固钢板5的高度与原砖柱基段1.2的高度相适应，为600mm。
本实施例中，两根混凝土垫条10之间的间距为2m；所述混凝土基础2的厚度为不小于400mm。
本实施例中，所述原砖柱基段1.2的水平切面形状与砖柱1的水平切面形状相同，原砖柱基段1.2的水平切面尺寸与砖柱1的水平切面尺寸相同。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种悬空加固的砖柱结构，包括有砖柱（1）、混凝土基础（2）和垫层（3）；其特征在于：还包括有第一加固钢板（4）、第二加固钢板（5）、托梁（6）、锚固结构和底部支撑结构；所述砖柱（1）包括有原砖柱段（1.1）和原砖柱基段（1.2）；所述原砖柱基段（1.2）由原砖柱基（7）切除超出砖柱（1）的部位形成；所述第一加固钢板（4）有两块，分别沿竖向通长粘贴在砖柱（1）的左右两侧，并且第一加固钢板（4）的底边与砖柱（1）的底面平齐；在两块第一加固钢板（4）之间拉接有第一对拉螺栓（8）；所述第二加固钢板（5）有两块，分别粘贴在原砖柱基段（1.2）的前后两侧，并且第二加固钢板（5）的底部超出砖柱（1）的底面；所述第二加固钢板（5）的左右侧边分别与两侧的第一加固钢板（4）的对应侧边焊接连接；所述托梁（6）有一组，沿横向平行间隔托接在两块第二加固钢板（5）的底部；所述垫层（3）浇筑在砖柱（1）的下方；所述底部支撑结构设置在托梁（6）的底部，包括有横梁（9）和混凝土垫条（10）；所述混凝土垫条（10）有两条，分别浇筑在砖柱（1）两侧的垫层（3）上；所述横梁（9）有一组，沿纵向平行间隔布置在托梁（6）的底部，并且横梁（9）的两端分别位于两侧的垫层（3）上方；在混凝土垫条（10）与横梁（9）之间垫设有托换梁（11）；所述混凝土基础（2）浇筑在垫层（3）上，且混凝土基础（2）的顶面与砖柱（1）的底面平齐；所述锚固结构用以将第一加固钢板（4）和第二加固钢板（5）与混凝土基础（2）连接，包括有锚板（12）和锚筋（13）；所述锚板（12）沿着环向布置在砖柱（1）的四周侧面上；该锚板（12）的断面呈L形，锚板（12）的竖板段与第二加固钢板（5）或者第一加固钢板（4）焊接连接；所述锚筋（13）穿设在锚板（12）的水平板段上，将锚板（12）与混凝土基础（2）连接；在第一加固钢板（4）的下部外侧和第二加固钢板（5）的外侧设置有混凝土保护层（14）；在两块第二加固钢板（5）之间拉结有第二对拉螺栓（15）；所述第一加固钢板（4）、第二加固钢板（5）与砖柱（1）之间分别通过建筑胶粘接；所述混凝土保护层（14）包裹在锚固结构外。
2.根据权利要求1所述的悬空加固的砖柱结构，其特征在于：所述第二加固钢板（5）的厚度不小于8mm，第二加固钢板（5）的高度为不小于500mm；所述第二加固钢板（5）的底部超出原砖柱基段（1.2）底面部位的高度为5mm~10mm。
3.根据权利要求1所述的悬空加固的砖柱结构，其特征在于：所述第一加固钢板（4）的厚度不小于8mm，第一加固钢板（4）的高度与砖柱（1）的高度相适应。
4.根据权利要求1所述的悬空加固的砖柱结构，其特征在于：相邻第一对拉螺栓（8）之间的间距为500mm~600mm。
5.一种权利要求1-4中任意一项所述的悬空加固的砖柱结构的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一，采用临时支撑结构，对砖柱（1）周围的结构梁（16）进行支撑；
步骤二，进行基坑开挖，开挖至原砖柱基（7）的底部，露出原砖柱基（7）；
步骤三，切除原砖柱基（7）超出砖柱（1）的部位，形成原砖柱基段（1.2），使原砖柱基段（1.2）的水平切面形状和尺寸均与原砖柱段（1.1）的水平切面形状和尺寸相同；
步骤四，在砖柱（1）的左右侧面上分别粘贴第一加固钢板（4）；所述第一加固钢板（4）通过建筑胶与砖柱（1）粘接，并且在两侧的第一加固钢板（4）之间拉接第一对拉螺栓（8）；
步骤五，采用第二加固钢板（5）与两侧的第一加固钢板（4）焊接连接，第二加固钢板（5）的底部超出原砖柱基段（1.2）的底面；
步骤六，在砖柱（1）的周围继续超深开挖基坑，留出砖柱（1）底部的土体；
步骤七，在砖柱（1）左右两侧的超挖的基坑中施工垫层（3）和混凝土垫条（10）；
步骤八，采用静压力将一组托梁（6）压入原砖柱基段（1.2）底部的土体中，使每根托梁（6）托接在两块第二加固钢板（5）的底部；
步骤九，采用静压力将一组横梁（9）压入托梁（6）底部的土体中，使一组横梁（9）托接在一组托梁（6）的底部；
步骤十，在每根横梁（9）的两端与两侧的混凝土垫条（10）之间分别设置第一千斤顶（17）；
步骤十一，顶升第一千斤顶（17），将砖柱（1）托起，挖除砖柱（1）底部的土体；
步骤十二，砖柱（1）底部的土体挖完后，采用托换梁（11）支撑在混凝土垫条（10）与横梁（9）之间，取出第一千斤顶（17）；
步骤十三，在砖柱（1）底部与垫层（3）顶部的空间浇筑混凝土，形成混凝土基础（2）；
步骤十四，施工锚固结构，利用锚固结构将第一加固钢板（4）和第二加固钢板（5）与混凝土基础（2）连接；
步骤十五，拆除临时支撑结构，至此施工完毕。
6.根据权利要求5所述的悬空加固的砖柱结构的施工方法，其特征在于：步骤一中所述的临时支撑结构间隔布置在砖柱（1）的四周，且临时支撑结构与砖柱（1）之间的间距为1000mm~2000mm；所述临时支撑结构包括有支撑柱（18）、第二千斤顶（19）；所述支撑柱（18）支设在结构梁（16）的底部，在支撑柱（18）的底部设置有灌浆料垫块（22）；所述第二千斤顶（19）安装在支撑柱（18）的顶部，在第二千斤顶（19）的顶部由下而上依次设置有底垫板（20）和顶垫板（21）。
7.根据权利要求5所述的悬空加固的砖柱结构的施工方法，其特征在于：所述步骤五施工完毕后，在两块第二加固钢板（5）之间拉接第二对拉螺栓（15）。
8.根据权利要求5所述的悬空加固的砖柱结构的施工方法，其特征在于：步骤二中基坑开挖的深度与原砖柱基（7）的高度相适应；步骤六中，继续超深开挖的基坑深度为不小于500mm。
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