CN117688655B - 基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑物地基加固纠偏技术领域,提供一种基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,包括:建立初始建筑物模型,根据初始建筑物模型获取建筑物的模拟初始沉降位移;监测得到实际建筑物的工程实际沉降位移;对模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移进行拟合,判断拟合结果是否处于预设的阈值范围内,拟合结果处于预设的阈值范围内时执行下一步;基于初始建筑物模型进行桩周土层模拟加固,形成桩周土加固后模型;基于桩周土加固后模型进行远桩端模拟抬升,基于桩承台模拟加固抬升进行建筑物桩承台加固抬升。根据上述方案,得到模拟初始沉降位移,把工程实际沉降位移与模拟初始沉降位移进行拟合分析,验证模拟建筑物沉降位移的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑物地基加固纠偏技术领域,尤其涉及一种基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法。
背景技术
目前,高层建筑物的建设与日俱增,导致结构各种不均匀沉降等问题日益严峻。注浆纠偏技术因在纠偏效果、作业空间、环境因素等方面优势凸显,其中压密注浆技术能够有效引起地面抬升,具有经济、高效、环保等优势,广泛应用于建筑物倾斜纠偏工程。然而,由于注浆技术具有较强隐蔽性,目前建筑物纠偏的工程实践主要依靠相关经验,往往容易导致成本增加、环境影响以及安全问题等;现有方法大多基于理论与室内试验研究压密注浆的抬升效应,缺乏经济高效的数值模拟方法以及具备指导性的方法。
发明内容
本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题,提供一种基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法。
为实现上述目的,本发明提供一种基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,包括:
基于Midas-gts数值建模系统,建立代表发生沉降的建筑物的初始建筑物模型,根据初始建筑物模型获取建筑物的模拟初始沉降位移;
监测得到与初始建筑物模型对应的实际建筑物的工程实际沉降位移;
对模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移进行拟合,判断拟合结果是否处于预设的阈值范围内,拟合结果处于预设的阈值范围内时执行下一步;
基于初始建筑物模型进行桩周土层模拟加固,形成桩周土加固后模型;
基于桩周土加固后模型进行远桩端模拟抬升,基于桩承台模拟加固抬升进行建筑物桩承台加固抬升。
根据本发明的一个方面,所述监测得到与初始建筑物模型对应的实际建筑物的工程实际沉降位移为:在实际建筑物四周边缘选取多个监测点,通过各监测点进行监测,得到实际建筑物的工程实际沉降位移。
根据本发明的一个方面,所述对模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移进行,判断拟合结果是否处于预设的阈值范围内,拟合结果处于预设的阈值范围内时执行下一步,包括:
模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移的拟合结果处于预设的阈值范围内时,直接进行桩周土层模拟加固;
模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移的拟合结果未处于预设的阈值范围内时,调整实际建筑物四周边缘上的监测点,根据调整后的各监测点进行监测,得到调整后的实际建筑物的工程实际沉降位移,然后对调整后的实际建筑物的工程实际沉降位移和模拟初始沉降位移进行拟合,拟合结果处于预设的阈值范围内时进行桩周土层模拟加固。
根据本发明的一个方面,所述调整实际建筑物四周边缘上的监测点包括更换实际建筑物平面上的监测点和/或增加实际建筑物平面上的监测点。
根据本发明的一个方面,所述基于初始建筑物模型进行桩周土层模拟加固,形成桩周土加固后模型为:在初始模型的基础上,改变桩周土层的弹性模量、泊松比和容重,实现加固桩周土层,形成桩周土加固后模型。
根据本发明的一个方面,所述基于桩周土加固后模型进行远桩端模拟抬升为:在桩周土加固后模型的基础上,对远离承台的桩端底部的土层设置体积膨胀系数,模拟注浆抬升作用,实现体积膨胀并挤压上覆桩土结合体,实现模拟抬升。
根据本发明的一个方面,所述在桩周土加固后模型的基础上,对远离承台的桩端底部的土层设置体积膨胀系数为:
在桩周土加固后模型的基础上,将远离承台的桩端底部的土层分成多个区域,根据每个区域的沉降位移大小,设置不同的体积膨胀系数。
根据本发明的一个方面,还包括:在建筑物四角和室内承重结构处进行深孔探测,探测远桩端下方是否存在基岩破碎带或溶洞,若存在,则进行填充加固,形成复合桩基。
根据本发明的一个方面,所述填充加固,形成复合桩基为:通过反复的后退和前进注浆形成支撑上部荷载的复合桩基结构体。
根据本发明的方案,本发明通过Midas-gts数值建模系统建立初始模型,得到 “模拟初始沉降位移”,把各监测点的“工程实际沉降位移”与“模拟初始沉降位移”进行拟合分析,根据拟合效果,可以验证数值模拟软件(Midas-gts数值建模系统)模拟建筑物沉降位移的可靠性。
根据本发明的方案,桩端抬升土层分成多个区域,每个区域分别设置不同的体积膨胀系数进行注浆抬升模拟,这样能够更直观、更清晰看出建筑物抬升变化情况,保证了模拟建筑物抬升效果与实际工程分区域注浆抬升建筑物抬升效果的一致性。
根据本发明的方案,在建筑物桩周、桩端加固抬升完成后,为保证建筑地基的整体稳定性和耐久性,探测深层薄弱区并填充加固形成复合桩基,避免了后期的二次沉降。
根据本发明的方案,在实际注浆过程中,不同的注浆设计方案所产生的抬升效果有很大差别,很多情况下,容易出现浆液浪费增大工程成本、注浆效果难以控制的问题,使得注浆工程存在安全隐患。采用数值模拟的方法,对实际注浆加固体抬升工程案例进行优化设计,实现了工程经济性与安全性双成效。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法的流程图;
图2为实施例1的导入模型的土层线框示意图;
图3为实施例1的土层实体单元模型图;
图4为实施例1的导入模型的剪力墙线、楼板边线、承台边线和桩点示意图;
图5为实施例1的剪力墙、楼板、承台和桩组合模型图;
图6为实施例1的初始建筑物模型网格示意图;
图7为实施例1的1#~8#监测点工程实际沉降位移示意图;
图8为实施例1的1#~8#监测点模拟初始沉降位移示意图;
图9为实施例1的监测点工程实际沉降位移与模拟初始沉降位移拟合图;
图10为实施例1的建筑物桩承台基础加固抬升示意图;
图11为实施例1的桩端土层抬升分区示意图;
图12为实施例1的1#~8#监测点模拟桩端抬升后沉降位移示意图;
图13为实施例1的监测点模拟桩端抬升后沉降位移与模拟初始沉降位移对比图;
图14为实施例1的复合桩基平面示意图。
具体实施方式
现在将参照示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解,论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容,而不是暗示对本发明的范围的任何限制。
如本文中所使用的,术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施方式”和“一种实施方式”要被解读为“至少一个实施方式”。
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法的流程图。如图1所示,在本实施方式中,基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,包括:
S1.基于Midas-gts数值建模系统,建立代表发生沉降的建筑物的初始建筑物模型,根据初始建筑物模型获取建筑物的模拟初始沉降位移;
S2.监测得到与初始建筑物模型对应的实际建筑物的工程实际沉降位移;
S3.对模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移进行拟合,判断拟合结果是否处于预设的阈值范围内,拟合结果处于预设的阈值范围内时执行S4步骤;
S4.基于初始建筑物模型进行桩周土层模拟加固,形成桩周土加固后模型;
S5.基于桩周土加固后模型进行远桩端模拟抬升,基于桩承台模拟加固抬升进行建筑物桩承台加固抬升。
进一步地,根据本发明的一种实施方式,在上述S1步骤中,基于Midas-gts数值建模系统,根据地勘资料、建筑施工图纸等资料,建立初始建筑物模型,其中包括地层几何模型和建筑物几何模型,并输入材料属性参数,加上荷载和边界条件,形成初始模型并计算,得到“模拟初始沉降位移”,具体如下:
构建地层几何模型和建筑物几何模型,在XZ工作平面导入CAD中的土层线框,土层二维线框延伸扩展生成多个土层实体单元。在XY工作平面导入CAD中的剪力墙线、楼板边线、承台边线和桩点,剪力墙线、楼板边线、承台边线延伸扩展生成面单元,桩点延伸扩展生成线单元。
新建网格材料参数,土层几何模型类型采用修正莫尔库伦,建筑物几何模型(包括剪力墙、楼板、承台、桩的模型)类型采用弹性-结构,并输入弹性模量、容重、泊松比等参数。新建网格属性参数,土层建立3D实体单元属性并选取对应的材料,剪力墙、楼板、承台建立2D面单元属性并选取对应的材料,桩建立1D线单元属性并选取对应的材料。
对模型的线框进行线尺寸控制,形成总的线划分单元,然后再划分网格并赋予网格相对应的材料参数和属性参数,土层实体生成3D网格,剪力墙面、楼板面生成2D网格,桩生成1D网格。
对生成网格后的模型施加荷载、边界条件,定义施工阶段组,分析工况并计算,得到“模拟初始沉降位移”。
在本实施方式中,在S1步骤中,对导入的线框进行交叉分割并检查处理。这样通过交叉分割并检查,可以找到重复的和未闭合的线,删掉重复的线、使未闭合的线闭合,解决了后续划分网格失败,出现异常的问题。
进一步地,在本实施方式中,S1步骤中相邻土层实体单元之间要做自动连接,这样可以保证实体单元与实体单元之间也是有共享面的,也是互相知晓对方存在的,有利于实现后续计算过程中的网格耦合。
不仅如此,在本实施方式中,剪力墙线印刻在楼板面、承台面上,桩点印刻在承台面上。如此设置,使剪力墙面单元与楼板面单元、承台面单元之间、承台面单元与桩体线单元之间相互连接,这样楼板、剪力墙、承台和桩体就产生了联系,从而保证荷载能够从上向下依次传递。
进一步地,根据本发明的一种实施方式,在上述S2步骤中,监测得到与初始建筑物模型对应的实际建筑物的工程实际沉降位移为:在实际建筑物四周边缘选取多个监测点,通过各监测点进行监测,得到实际建筑物的工程实际沉降位移。
在本实施方式中,特征点在建筑物的四周边缘均布选取。如此设置,可以使得选取的特征点具有代表性,各监测点的沉降变化较大,能更好的看出“工程实际沉降位移”与“模拟初始沉降位移”的拟合效果。
进一步地,根据本发明的一种实施方式,在上述S3步骤中,对模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移进行拟合,判断拟合结果是否处于预设的阈值范围内,拟合结果处于预设的阈值范围内时执行下一步,包括:
模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移的拟合结果处于预设的阈值范围内时,直接进行桩周土层模拟加固;
模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移的拟合结果未处于预设的阈值范围内时,调整实际建筑物四周边缘上的监测点,根据调整后的各监测点进行监测,得到调整后的实际建筑物的工程实际沉降位移,然后对调整后的实际建筑物的工程实际沉降位移和模拟初始沉降位移进行拟合,拟合结果处于预设的阈值范围内时进行桩周土层模拟加固。如此设置,可以使得通过模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移的拟合来确定初始建筑物模型的性能,保证初始建筑物模型具有可靠的参考性能,而且通过模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移的拟合还可以找出对与模型拟合更加敏感的监测点的位置,使得后续监测工程实际沉降位移更加方便快捷,提供精准参考性,因为初始建筑物模型与实际建筑物之间存在结构、尺寸等细节误差,所以选择不同的监测点与模型进行拟合时会产生误差,所以可以通过初始建筑物模型来调整调整上述监测点,以寻找到最佳沉降监测点,同时监测点能够验证模型性能,保证初始建筑物模型的参考价值。
进一步地,根据本发明的一种实施方式,在上述S3步骤中,调整实际建筑物四周边缘上的监测点,包括更换实际建筑物平面上的监测点和/或增加实际建筑物平面上的监测点。如此设置,可以使得调整工程实际沉降位移曲线,使得更加接近模拟初始沉降位移,使得拟合效果更好,监测点位置更加精准,模型提供更加可靠的参考。
进一步地,根据本发明的一种实施方式,在上述S4步骤中,基于初始建筑物模型进行桩周土层模拟加固,形成桩周土加固后模型为:在初始模型的基础上,改变桩周土层的弹性模量、泊松比和容重,实现加固桩周土层,形成桩周土加固后模型。如此设置,可以使得桩及周围土层形成加固整体,对承台以下桩周土进行加固补强处理,提高了桩周土的密实度和刚度,使得桩周土与管桩紧密胶结,提高了桩周土对管桩的握裹力,起到保护桩基的作用,形成桩土结合体。
进一步地,根据本发明的一种实施方式,在上述S5步骤中,基于桩周土加固后模型进行远桩端模拟抬升为:在桩周土加固后模型的基础上,对远离承台的桩端底部的土层设置体积膨胀系数,模拟注浆抬升作用,实现体积膨胀并挤压上覆桩土结合体,实现模拟抬升。
在本实施方式中,在桩周土加固后模型的基础上,对远离承台的桩端底部的土层设置体积膨胀系数为:
在桩周土加固后模型的基础上,将远离承台的桩端底部的土层分成多个区域,根据每个区域的沉降位移大小,设置不同的体积膨胀系数。如此设置,根据每个区域的沉降位移大小,设置不同的“体积膨胀系数ε”,模拟注浆抬升作用,实现体积膨胀并挤压上覆桩土结合体,达到抬升上覆建筑物的目的,实现模拟抬升为实际加固抬升提供可靠参考。
进一步地,根据本发明的一种实施方式,本发明的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,还包括:在建筑物四角和室内承重结构处进行深孔探测,探测远桩端下方是否存在基岩破碎带或溶洞,若存在,则进行填充加固,形成复合桩基。如此设置,可以使得能够保证建筑地基的整体稳定性和耐久性,保证不会发生二次沉降,有效提升加固抬升效果,保证使用寿命。
在本实施方式中,填充加固,形成复合桩基为:通过反复的后退和前进注浆形成支撑上部荷载的复合桩基结构体。
根据本发明的上述方案,本发明通过Midas-gts数值建模系统建立初始模型,得到“模拟初始沉降位移”,把各监测点的“工程实际沉降位移”与“模拟初始沉降位移”进行拟合分析,根据拟合效果,可以验证数值模拟软件(Midas-gts数值建模系统)模拟建筑物沉降位移的可靠性。
根据本发明的上述方案,桩端抬升土层分成多个区域,每个区域分别设置不同的体积膨胀系数进行注浆抬升模拟,这样能够更直观、更清晰看出建筑物抬升变化情况,保证了模拟建筑物抬升效果与实际工程分区域注浆抬升建筑物抬升效果的一致性。
根据本发明的上述方案,在建筑物桩周、桩端加固抬升完成后,为保证建筑地基的整体稳定性和耐久性,探测深层薄弱区并填充加固形成复合桩基,避免了后期的二次沉降。
根据本发明的上述方案,在实际注浆过程中,不同的注浆设计方案所产生的抬升效果有很大差别,很多情况下,容易出现浆液浪费增大工程成本、注浆效果难以控制的问题,使得注浆工程存在安全隐患。采用数值模拟的方法,对实际注浆加固体抬升工程案例进行优化设计,实现了工程经济性与安全性双成效。
基于本发明的上述方案,以下结合附图以一种具体实施例的方式详细说明本发明的方案。
实施例一
某住宅楼项目,建筑物地下1层,层高-5.050m,地上23层,层高2.900m,桩承台基础,承台厚1.5m,承台顶面标高为-5.05m(相对黄海高程为0.2m);承台下采用预应力高强C80混凝土管桩,设计桩径500mm,设计有效桩长约11m~30m,桩端持力层为全风化花岗岩或散体状强风化花岗岩。
造成不均匀沉降的原因是:
①桩端未入岩或入岩深度不够,导致建筑不均匀沉降。
②据岩土工程勘察报告,残积土层中发育有“孤石”和全、强风化花岗岩层中发育有“球状风化体,在沉桩过程中有可能会遇到孤石或球状风化体,无法继续沉桩,虽已达到单桩承载力要求,但其下方仍有薄弱层,在长期的建筑上部荷载压力下,导致不均匀沉降。
③上部软弱地基厚度大,高压缩性土质,地基承载力低,如桩基出现质量问题,上部软弱地基无法起到辅助承载能力,也是导致不均匀沉降的原因之一。
④地基深处的全风化、散体状强风化岩层次不均,地基受力不均匀也是导致不均匀沉降的原因之一。
因此,需对桩周土和桩端持力层进行加固补强,对建筑进行纠偏,使建筑倾斜控制在规范允许范围内。
地勘中地基设计参数见下表1:
岩土层序号及名称 | 天然重度γ(kN/m3) | 地基土承载力特征值 fak(kPa) | Es1-2(MPa) | 泊松比 |
杂填土①a | 17.0 | (欠固结,且不均匀,不提供) | 3.5 | 0.2 |
素填土①b | 17.0 | (欠固结,且不均匀,不提供) | 3.5 | 0.2 |
细砂② | 18.0 | 150 | 5.5 | 0.2 |
淤泥质土③ | 16.8 | 60 | 2.6 | 0.3 |
中砂④ | 19.0 | 200 | 6.0 | 0.25 |
粉质粘土⑤ | 18.5 | 190 | 4.6 | 0.25 |
残积砂质粘性土⑥ | 18.8 | 210 | 5.6 | 0.28 |
全风化花岗岩⑦ | 20.0 | 350 | 40* | 0.25 |
散体状强风化花岗岩⑧a | 21.0 | 500 | 60* | 0.25 |
碎裂状强风化花岗岩⑧b | 22.0 | 800 | 110* | — |
中风化花岗岩⑨ | 26.0 | 2000 | — | — |
表1
步骤1、形成初始建筑物模型
基于Midas-gts数值模拟软件,根据地勘资料、建筑施工图纸等资料,建立地层和建筑物模型,并输入材料属性参数,加上荷载和边界条件,形成初始模型并计算模拟初始沉降位移,具体如下:
构建地层几何模型和建筑物几何模型,在XZ工作平面导入CAD中的土层线框,见图2,土层二维线框延伸扩展生成多个土层实体单元,见图3。在XY工作平面导入CAD中的剪力墙线、楼板边线、承台边线和桩点,见图4,剪力墙线、楼板边线、承台边线延伸扩展生成面单元,桩点延伸扩展生成线单元,见图5。
新建网格材料参数,土层的模型类型一般采用修正莫尔库伦,剪力墙、楼板、承台、桩的模型类型一般采用弹性-结构,并输入弹性模量、容重、泊松比等参数。新建网格属性参数,土层建立3D实体单元属性并选取对应的材料,剪力墙、楼板、承台建立2D面单元属性并选取对应的材料,桩建立1D线单元属性并选取对应的材料。
对模型的线框进行线尺寸控制,形成总的线划分单元,然后再划分网格并赋予网格相对应的材料参数和属性参数,土层实体生成3D网格,剪力墙面、楼板面生成2D网格,桩生成1D网格,见图6。
对生成网格后的模型施加荷载、边界条件,定义施工阶段组,分析工况并计算,得到“模拟初始沉降位移”。
步骤2、监测得到工程数据,对比工程数据(工程实际沉降位移)和模拟数据(模拟初始沉降位移),在建筑物平面上,选取1#~8#共8个沉降位移监测点,把各个监测点的“工程实际沉降位移”与“模拟初始沉降位移”进行拟合分析,见图7、图8、图9,发现两者很好的拟合在一起。
步骤3、形成桩周土加固后模型,在初始模型的基础上,改变桩周土层的弹性模量、泊松比和容重,达到加固桩周土地基的目的,形成桩周土加固后模型并计算沉降位移。对承台以下桩周土进行加固补强处理,提高了桩周土的密实度和刚度,使得桩周土与管桩紧密胶结,提高了桩周土对管桩的握裹力,起到保护桩基的作用,形成桩土结合体,见图10。
步骤4、模拟桩端注浆加固抬升,在桩周土加固后模型的基础上,模拟桩端注浆加固抬升,把桩端抬升土层分成六个区域,见图11,根据每个区域的沉降位移大小,设置不同的“体积膨胀系数ε”,ε1=2.5%、ε2=1.5%、ε3=1%、ε4=8.5%、ε5=10%、ε6=6.5%,模拟注浆抬升作用,实现体积膨胀并挤压上覆桩土结合体,达到抬升上覆建筑物的目的。模拟桩端注浆加固抬升完成后,1#~8#监测点的沉降位移见图12,“模拟桩端抬升后沉降位移”与 “模拟初始沉降位移”进行对比分析,验证了实际压密注浆纠偏建筑物施工方案的可行性,见图13。
步骤5、探测薄弱区填充加固形成复合桩基,在建筑物桩周、桩端加固抬升完成后,为保证建筑地基的整体稳定性和耐久性,在建筑物四角和室内主要承重墙等受力变形大的部位进行深孔探测,进一步探明地基深层是否存在基岩破碎带或溶洞,如有溶洞或基岩破碎带,需进行填充加固补强,形成复合桩基,见图14、图10。复合桩基,通过反复的后退和前进注浆形成支撑上部荷载的结构体,使建筑基础达到沉降稳定要求。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,其特征在于,包括:
基于Midas-gts数值建模系统,建立代表发生沉降的建筑物的初始建筑物模型,根据初始建筑物模型获取建筑物的模拟初始沉降位移;
监测得到与初始建筑物模型对应的实际建筑物的工程实际沉降位移;
对模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移进行拟合,判断拟合结果是否处于预设的阈值范围内,拟合结果处于预设的阈值范围内时执行下一步;
基于初始建筑物模型进行桩周土层模拟加固,形成桩周土加固后模型;
基于桩周土加固后模型进行远桩端模拟抬升,基于桩承台模拟加固抬升进行建筑物桩承台加固抬升;
所述对模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移进行拟合,判断拟合结果是否处于预设的阈值范围内,拟合结果处于预设的阈值范围内时执行下一步,包括:
模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移的拟合结果处于预设的阈值范围内时,直接进行桩周土层模拟加固;
模拟初始沉降位移和工程实际沉降位移的拟合结果未处于预设的阈值范围内时,调整实际建筑物四周边缘上的监测点,根据调整后的各监测点进行监测,得到调整后的实际建筑物的工程实际沉降位移,然后对调整后的实际建筑物的工程实际沉降位移和模拟初始沉降位移进行拟合,拟合结果处于预设的阈值范围内时进行桩周土层模拟加固。
2.根据权利要求1所述的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,其特征在于,所述监测得到与初始建筑物模型对应的实际建筑物的工程实际沉降位移为:在实际建筑物四周边缘选取多个监测点,通过各监测点进行监测,得到实际建筑物的工程实际沉降位移。
3.根据权利要求1所述的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,其特征在于,所述调整实际建筑物四周边缘上的监测点包括更换实际建筑物平面上的监测点和/或增加实际建筑物平面上的监测点。
4.根据权利要求1所述的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,其特征在于,所述基于初始建筑物模型进行桩周土层模拟加固,形成桩周土加固后模型为:在初始模型的基础上,改变桩周土层的弹性模量、泊松比和容重,实现加固桩周土层,形成桩周土加固后模型。
5.根据权利要求1所述的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,其特征在于,所述基于桩周土加固后模型进行远桩端模拟抬升为:在桩周土加固后模型的基础上,对远离承台的桩端底部的土层设置体积膨胀系数,模拟注浆抬升作用,实现体积膨胀并挤压上覆桩土结合体,实现模拟抬升。
6.根据权利要求5所述的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,其特征在于,所述在桩周土加固后模型的基础上,对远离承台的桩端底部的土层设置体积膨胀系数为:
在桩周土加固后模型的基础上,将远离承台的桩端底部的土层分成多个区域,根据每个区域的沉降位移大小,设置不同的体积膨胀系数。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,其特征在于,还包括:在建筑物四角和室内承重结构处进行深孔探测,探测远桩端下方是否存在基岩破碎带或溶洞,若存在,则进行填充加固,形成复合桩基。
8.根据权利要求7所述的基于数值模拟的建筑物桩承台加固抬升方法,其特征在于,所述填充加固,形成复合桩基为:通过反复的后退和前进注浆形成支撑上部荷载的复合桩基结构体。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
CN110080318A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-02 | 兰州理工大学 | 一种桩基础建筑物局部沉降的纠偏方法 |
CN113338361A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-09-03 | 北京恒祥宏业基础加固技术有限公司 | 用于软土地层地铁施工导致上覆建筑物沉降的纠偏方法 |
CN114319472A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-04-12 | 北京恒祥宏业基础加固技术有限公司 | 一种住宅楼基础沉降加固抬升的工程方法 |
CN114548364A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-05-27 | 中国地质大学(武汉) | 一种地面沉降预测方法、计算设备及计算机存储介质 |
CN117349949A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 北京恒祥宏业基础加固技术有限公司 | 基于数值模拟的建筑物加固抬升方法 |
-
2024
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110080318A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-02 | 兰州理工大学 | 一种桩基础建筑物局部沉降的纠偏方法 |
CN113338361A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-09-03 | 北京恒祥宏业基础加固技术有限公司 | 用于软土地层地铁施工导致上覆建筑物沉降的纠偏方法 |
CN114548364A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-05-27 | 中国地质大学(武汉) | 一种地面沉降预测方法、计算设备及计算机存储介质 |
CN114319472A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-04-12 | 北京恒祥宏业基础加固技术有限公司 | 一种住宅楼基础沉降加固抬升的工程方法 |
WO2023155851A1 (zh) * | 2022-02-16 | 2023-08-24 | 北京恒祥宏业基础加固技术有限公司 | 一种住宅楼基础沉降加固抬升的工程方法 |
CN117349949A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 北京恒祥宏业基础加固技术有限公司 | 基于数值模拟的建筑物加固抬升方法 |
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