基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构的制作方法

本实用新型属于窑洞加固技术领域，尤其是涉及一种基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构。

背景技术：

窑洞是中国西北黄土高原上居民的古老居住形式，这一“穴居式”民居的历史可以追溯到四千多年前。居住在黄土高原地势较平坦的川、坝、源、台、平川的群众利用地面空间，用砖石、土坯和黄草泥垒窑洞，被称为箍窑，砖石箍窑是指砖、石箍成的窑洞。箍窑一般并排修三五孔，其外形独特、美观、采光较好，冬暖夏凉。箍窑的窑洞外露的门脸为窑脸，两个窑洞洞口相交的支撑部分为窑腿，位于箍窑最左侧和最右侧的窑腿为边窑腿。箍窑为正方体结构，箍窑顶部覆盖的土层称为窑顶覆土层。箍窑的四周墙体上部均砌筑有围墙，该围墙位于窑顶覆土层上方，窑顶覆土层位于四周围墙内。砖石箍窑中四周围墙均为砖、石砌筑而成的墙体。对于砖石箍窑来说，由于窑洞的前后左右四侧均临空，四周侧均无有效支撑或约束，这样箍窑左右两侧的边窑腿受窑顶覆土荷载影响会产生水平推力，前后两侧窑脸受填土侧压力产生一定的歪闪或鼓胀；另外，当四周墙体地基发生轻微沉降时，前后窑脸及两侧边窑腿均会产生不同程度的歪闪或倾斜变形。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，采用窑顶围护梁与钢拉索相结合的方式对既有砖石箍窑进行全面、整体加固，能有效提高箍窑的稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征在于：包括支撑于待加固砖石箍窑四周墙体上的窑顶围护梁和布设于窑顶围护梁内侧的钢拉索加固网，所述钢拉索加固网位于待加固砖石箍窑上方且其呈水平布设；所述钢拉索加固网为由多道由左至右布设于同一水平面上的纵向钢拉索和多道由前至后布设于同一水平面上的横向钢拉索组成的加固网，所述纵向钢拉索沿待加固砖石箍窑的长度方向布设，所述横向钢拉索沿待加固砖石箍窑的宽度方向布设，所述纵向钢拉索与横向钢拉索呈垂直布设；

所述纵向钢拉索与横向钢拉索均为水平钢拉索；所述窑顶围护梁上设置有多个供所述水平钢拉索锚固的锚具，所述锚具的数量与钢拉索加固网中纵向钢拉索与横向钢拉索的总数量相同；所述水平钢拉索的一端为锚固于窑顶围护梁内的梁内锚固端且其另一端为固定安装于所述锚具内的锚具锚固端；

所述窑顶围护梁为呈水平布设的现浇钢筋混凝土圈梁，所述窑顶围护梁与待加固砖石箍窑四周墙体之间通过多个抗剪键紧固连接为一体。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：所述待加固砖石箍窑前侧的窑顶围护梁上砌筑有前围墙。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：所述待加固砖石箍窑上部的覆土层上平铺有一层灰土层，所述钢拉索加固网位于所述灰土层上方；所述窑顶围护梁的底面低于所述灰土层的上表面。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：所述灰土层上平铺有上部覆土层，所述钢拉索加固网埋设于所述上部覆土层内。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：所述钢拉索加固网底部与窑顶围护梁底面的竖向间距为8cm～12cm；

所述钢拉索加固网中每道所述纵向钢拉索均与多道所述横向钢拉索紧靠。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：所述待加固砖石箍窑为立方体箍窑，所述待加固砖石箍窑的四周墙体均呈竖直向布设且其包括位于待加固砖石箍窑前侧的前侧墙体、位于所述前侧墙体正后方且与所述前侧墙体呈平行布设的后侧墙体以及分别连接于所述前侧墙体与所述后侧墙体左右两侧之间的左侧墙体和右侧墙体，所述左侧墙体与所述右侧墙体呈平行布设且二者均与所述前侧墙体呈垂直布设。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：所述窑顶围护梁为由四道周边压梁连接而成的矩形框架梁；

所述前侧墙体、所述后侧墙体、所述左侧墙体和所述右侧墙体均为待加固砖石箍窑的侧墙，所述周边压梁为呈水平布设的现浇钢筋混凝土梁；每道所述周边压梁均支撑于一个所述侧墙的正上方，每道所述周边压梁均与其所支撑侧墙呈平行布设，每道所述周边压梁与其所支撑侧墙之间均通过多个所述抗剪键紧固连接。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：每道所述水平钢拉索的所述梁内锚固端的长度均不小于15d，其中d为所述水平钢拉索的直径，所述窑顶围护梁中安装锚具的所述周边压梁为锚具安装梁，所述锚具安装在所述锚具安装梁的外侧壁上；每道所述水平钢拉索的所述锚具锚固端均从其所固定的所述锚具安装梁伸出，所述锚具锚固端伸出至所固定锚具安装梁外侧的长度不小于10cm。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：所述抗剪键为由向所述侧墙上部开设的竖向孔洞内浇筑混凝土形成的竖向抗剪键，待加固砖石箍窑的四个侧墙上均开设多个竖向孔洞；每个所述侧墙上的多个所述竖向孔洞均沿该侧墙的中心轴线由前至后进行布设；每道所述周边压梁与其所支撑侧墙之间均通过多个所述竖向抗剪键紧固连接；

所述竖向孔洞为立方体孔洞，所述立方体孔洞的深度为8cm～12cm，所述立方体孔洞的横截面为正方形且其边长为7cm～9cm；相邻两个所述竖向孔洞之间的间距为50cm～60cm。

上述基于钢拉索与窑顶围护梁的砖石箍窑加固结构，其特征是：每道所述周边压梁的内侧下部均设置有多道梁体纵向钢筋，多道所述梁体纵向钢筋布设于同一水平面上；每道梁体纵向钢筋均沿所布设周边压梁的纵向长度方向布设。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且实现方便，投入施工成本低，所采用的施工设备少。

2、施工简便且施工周期短、施工效率高。

3、使用效果好，投入成本较低，采用窑顶覆土层处理、窑顶围护梁与钢拉索相结合的方式对既有砖石箍窑进行全面、整体加固，能简便、快速对既有砖石箍窑进行整体性加固，并能有效提升砖石箍窑的整体性能，加强砖石箍窑四周墙体的稳定性。

4、推广应用前景广泛，能对既有砖石箍窑进行简便、快速加固，并且投入成本低，经济实用。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，采用窑顶围护梁与钢拉索相结合的方式对既有砖石箍窑进行全面、整体加固，能有效提高箍窑的稳定性。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态参考图。

图2为本实用新型的立面加固状态示意图。

图3为本实用新型钢拉索加固网的平面加固状态示意图。

图4为本实用新型钢拉索加固网的结构示意图。

附图标记说明:

1—待加固砖石箍窑；2—窑顶围护梁；3—钢拉索加固网；

3-1—纵向钢拉索；3-2—横向钢拉索；

4—前围墙；5—前侧墙体；6—右侧墙体；

7—锚具；8—灰土层；9—上部覆土层；

10-后侧墙体。

具体实施方式

如图1、图2、图3及图4所示，本实用新型包括支撑于待加固砖石箍窑1四周墙体上的窑顶围护梁2和布设于窑顶围护梁2内侧的钢拉索加固网3，所述钢拉索加固网3位于待加固砖石箍窑1上方且其呈水平布设；所述钢拉索加固网为由多道由左至右布设于同一水平面上的纵向钢拉索3-1和多道由前至后布设于同一水平面上的横向钢拉索3-2组成的加固网，所述纵向钢拉索3-1沿待加固砖石箍窑1的长度方向布设，所述横向钢拉索3-2沿待加固砖石箍窑1的宽度方向布设，所述纵向钢拉索3-1与横向钢拉索3-2呈垂直布设；

所述纵向钢拉索3-1与横向钢拉索3-2均为水平钢拉索；所述窑顶围护梁2上设置有多个供所述水平钢拉索锚固的锚具7，所述锚具7的数量与钢拉索加固网3中纵向钢拉索3-1与横向钢拉索3-2的总数量相同；所述水平钢拉索的一端为锚固于窑顶围护梁2内的梁内锚固端且其另一端为固定安装于所述锚具7内的锚具锚固端；

所述窑顶围护梁2为呈水平布设的现浇钢筋混凝土圈梁，所述窑顶围护梁2与待加固砖石箍窑1四周墙体之间通过多个抗剪键紧固连接为一体。

所述钢拉索加固网3位于待加固砖石箍窑1的四周墙体上方。

实际施工时，所述水平钢拉索为一根直径为φ15mm～φ20mm钢筋。本实施例中，所述水平钢拉索的直径为φ18mm，可根据具体需要，对所述水平钢拉索的直径进行相应调整。

本实施例中，所述锚具7由法拉盘和安装在所述法拉盘上的多个锚栓组成，所述锚栓锚固于窑顶围护梁2内。

本实施例中，相邻两道所述纵向钢拉索3-1与相邻两道所述横向钢拉索3-2的间距为20cm～40cm。实际施工时，可根据具体需要，对相邻两道所述纵向钢拉索3-1与相邻两道所述横向钢拉索3-2的间距进行相应调整。

为施工简便且为加固后箍窑的外形美观，本实施例中，所述纵向钢拉索3-1的后端为锚具锚固端，所述横向钢拉索3-2的左端为锚具锚固端。实际施工时，所述纵向钢拉索3-1的前端也可以为锚具锚固端，所述横向钢拉索3-2的右端为锚具锚固端。

为锚固牢靠，所述梁内锚固端为经弯曲后形成的弯曲端。本实施例中，所述梁内锚固端为U形弯曲端。实际施工时，所述梁内锚固端也可以为L形、S形、弧形等形状。

本实施例中，所述待加固砖石箍窑1上部的覆土层上平铺有一层灰土层8，所述钢拉索加固网3位于所述灰土层8上方；所述窑顶围护梁2的底面低于所述灰土层8的上表面。并且，所述覆土层为待加固砖石箍窑1窑顶的覆土层。

同时，所述灰土层8上平铺有上部覆土层9，所述钢拉索加固网3埋设于所述上部覆土层9内。所述上部覆土层9的上表面不低于窑顶围护梁2的上表面。本实施例中，所述上部覆土层9的层厚为25cm～35cm，可根据具体需要，对所述上部覆土层9的层厚进行相应调整。

实际施工时，所述钢拉索加固网3底部与窑顶围护梁2底面的竖向间距为8cm～12cm。

所述钢拉索加固网3中每道所述纵向钢拉索3-1均与多道所述横向钢拉索3-2紧靠。

本实施例中，所述钢拉索加固网3中每道所述纵向钢拉索3-1均位于横向钢拉索3-2上方。因而，对钢拉索加固网3进行施工时，先对横向钢拉索3-2进行安装，再对纵向钢拉索3-1进行安装。

实际施工时，所述钢拉索加固网3中每道所述纵向钢拉索3-1也可以均位于横向钢拉索3-2下方。

本实施例中，每道所述水平钢拉索的所述梁内锚固端的长度均不小于15d，其中d为所述水平钢拉索的直径，所述窑顶围护梁2中安装锚具7的所述周边压梁为锚具7安装梁，所述锚具7安装在所述锚具7安装梁的外侧壁上；每道所述水平钢拉索的所述锚具锚固端均从其所固定的所述锚具7安装梁伸出，所述锚具锚固端伸出至所固定锚具7安装梁外侧的长度不小于10cm。

本实施例中，所述待加固砖石箍窑1为立方体箍窑，所述待加固砖石箍窑1的四周墙体均呈竖直向布设且其包括位于待加固砖石箍窑1前侧的前侧墙体5、位于所述前侧墙体5正后方且与所述前侧墙体5呈平行布设的后侧墙体10以及分别连接于所述前侧墙体5与所述后侧墙体10左右两侧之间的左侧墙体和右侧墙体6，所述左侧墙体与所述右侧墙体6呈平行布设且二者均与所述前侧墙体5呈垂直布设。

所述窑顶围护梁2为由四道周边压梁连接而成的矩形框架梁；

所述前侧墙体5、所述后侧墙体10、所述左侧墙体和所述右侧墙体6均为待加固砖石箍窑1的侧墙，所述周边压梁为呈水平布设的现浇钢筋混凝土梁；每道所述周边压梁均支撑于一个所述侧墙的正上方，每道所述周边压梁均与其所支撑侧墙呈平行布设，每道所述周边压梁与其所支撑侧墙之间均通过多个所述抗剪键紧固连接。

本实施例中，所述周边压梁的横截面为矩形。

所述窑顶围护梁2的梁体高度为18cm。所述窑顶围护梁2(即所述周边压梁)的宽度为20cm。实际施工时，可根据具体需要，对窑顶围护梁2的横截面尺寸进行相应调整。

本实施例中，所述钢拉索加固网3底部与窑顶围护梁2底面的竖向间距为10cm。实际施工时，可根据具体需要，对所述钢拉索加固网3底部与窑顶围护梁2底面的竖向间距进行相应调整。

本实施例中，所述抗剪键为由向所述侧墙上部开设的竖向孔洞内浇筑混凝土形成的竖向抗剪键，待加固砖石箍窑1的四个侧墙上均开设多个竖向孔洞；每个所述侧墙上的多个所述竖向孔洞均沿该侧墙的中心轴线由前至后进行布设；每道所述周边压梁与其所支撑侧墙之间均通过多个所述竖向抗剪键紧固连接。

为进一步提高抗剪效果，所述竖向孔洞为立方体孔洞，所述立方体孔洞的深度为8cm～12cm，所述立方体孔洞的横截面为正方形且其边长为7cm～9cm；相邻两个所述竖向孔洞之间的间距为50cm～60cm。

本实施例中，所述立方体孔洞的深度为10cm，所述立方体孔洞的横截面边长为8cm；相邻两个所述竖向孔洞之间的间距为50cm～60cm。实际施工时，可根据具体需要，对所述竖向孔洞的尺寸和布设间距进行相应调整。

采用立方体孔洞能有效提高抗剪键的径向牢靠性，使浇筑于立方体孔洞内的混凝土抗剪键不会出现径向位移，具有良好的抗剪效果，能有效提高所述周边压梁与其所支撑侧墙之间的连接可靠性和连接强度，使所述周边压梁与其所支撑侧墙能紧固连接为一体，共同受力。

为提高窑顶围护梁2的强度，需在窑顶围护梁2内进行配筋。每道所述周边压梁的内侧下部均设置有多道梁体纵向钢筋，多道所述梁体纵向钢筋布设于同一水平面上；每道梁体纵向钢筋均沿所布设周边压梁的纵向长度方向布设。

本实施例中，所述待加固砖石箍窑1前侧的窑顶围护梁2上砌筑有前围墙4。所述前围墙4为呈竖直向布设的砌体墙。

为进一步提高加固效果，所述待加固砖石箍窑1前侧的窑顶围护梁2与前围墙4之间通过由左至右布设的多道拉结筋进行紧固连接，多道所述拉结筋由左至右布设于同一竖直面上且其底部均埋设于所述待加固砖石箍窑1前侧的窑顶围护梁2内。

本实施例中，相邻两道所述拉结筋之间的间距为50cm。实际加固时，可根据具体需要，对待加固砖石箍窑1前侧的窑顶围护梁2与前围墙4之间拉结筋的数量和布设间距进行相应调整。所述前围墙4也称为花篮墙。

其中，待加固砖石箍窑1前侧的窑顶围护梁2为前侧墙体5上支撑的所述周边压梁，在前侧墙体5上支撑的所述周边压梁上砌筑前围墙4后，能进一步提高该周边压梁的受力平衡性和整体稳定性。所述前围墙4在提高前侧墙体5上所支撑周边压梁的整体性和连接强度的同时，也能对该周边压梁进行保护，进一步提高周边压梁的耐久性。

采用本实用新型对待加固砖石箍窑1进行加固时，包括以下步骤：

步骤一、窑顶覆土层处理：将待加固砖石箍窑1上部的覆土层整平并夯实，再在夯实后的所述覆土层上平铺一层灰土层8，并对所述灰土层8进行夯实；

步骤二、窑顶围墙拆除：对待加固砖石箍窑1四周墙体上部且位于步骤一中所述覆土层上方的围墙分别进行拆除，各围墙均拆除至上部墙面低于步骤一中所述灰土层8的上表面；

步骤三、竖向孔洞开设：在待加固砖石箍窑1的四周墙体上部均开设多个竖向孔洞；

步骤四、钢拉索加固结构施工：对待加固砖石箍窑1的钢拉索加固结构进行施工；

步骤五、前围墙砌筑及覆土层铺装：在待加固砖石箍窑1前侧的窑顶围护梁2上砌筑前围墙4，并在步骤一中所述灰土层8上覆盖一层覆土且对覆土进行夯实，获得上部覆土层9。

在待加固砖石箍窑1的原覆土层上增加灰土层8作为基层，不仅具有承重作用，并且又一定的抗水、抗渗和抗变形效果，从而有效提高待加固砖石箍窑1窑顶屋面的承载能力，并且该基层能确保钢拉索加固网3的整体性能更好地发挥，因而能有效提高待加固砖石箍窑1窑顶的整体性和稳固性。

本实施例中，步骤二中进行窑顶围墙拆除时，由上至下对各围墙分别进行拆除。

所述围墙为位于前侧墙体5、所述后侧墙体10、所述左侧墙体或右侧墙体6的上部且位于步骤一中所述覆土层上方的墙体。

本实施例中，步骤二中进行窑顶围墙拆除时，各围墙均拆除至上部墙面比所述灰土层8的上表面低8cm。实际施工时，可根据具体需要，对各围墙均拆除至上部墙面比所述灰土层8的上表面低的高度进行相应调整。

所述窑顶围护梁2包括位于钢拉索加固网3下方的下部梁体和位于所述下部梁体上方的上部梁体，所述上部梁体和所述下部梁体浇筑为一体，所述上部梁体和所述下部梁体均采用抗渗混凝土浇筑；

步骤四中对待加固砖石箍窑1的钢拉索加固网加固结构进行施工时，先对所述窑顶围护梁2的所述下部梁体进行浇筑，再对钢拉索加固网3进行放置，待钢拉索加固网3放置后再对所述上部梁体进行浇筑。

本实施例中，所述下部梁体的梁体高度为10cm。所述钢拉索加固网3呈水平布设。

实际对所述钢拉索加固网进行施工时，先对窑顶围护梁2进行浇筑，待窑顶围护梁2的混凝土浇筑高度为10cm时，完成所述下部梁体的浇筑过程；之后，对钢拉索加固网3进行铺装，并使钢拉索加固网3布设于所述灰土层8上方，所述纵向钢拉索3-1和横向钢拉索3-2均为水平钢拉索且其安装方法均相同；对钢拉索加固网3进行铺装时，对各水平钢拉索分别进行安装。对任一根水平钢拉索进行安装时，将该水平钢拉索的一端预埋于周边压梁中且锚固长度至少15d，另一端伸出周边压梁外侧15cm，再浇筑剩余8cm厚混凝土；混凝土锚固端(即锚具锚固端)的初始锚固借助于木模板锚固，待强度混凝土达到设计强度的75％后拆除模板再采用锚具7进行固定。实际施工非常简便。实际使用时，可通过锚具7对各水平钢拉索的张力进行调整，再加上钢拉索具有一定的韧性和变形能力，因而所成型钢拉索加固结构的整体性和抗变形能力均非常好。

本实施例中，步骤四中进行钢拉索加固网加固结构施工时，对窑顶围护梁2中的各周边压梁进行同步浇筑且所浇筑的混凝土为抗渗混凝土。

并且，对窑顶围护梁2进行浇筑时，所浇筑的混凝土为抗渗混凝土。所述抗渗混凝土的抗渗等级为P8。因而，能进一步提高窑顶围护梁2的耐久性和使用效果。同时，能有效提高窑顶围护梁2对钢拉索加固网3的锚固效果。

所述窑顶围护梁2中的各周边压梁进行一次性整体浇筑，不仅浇筑简便，施工简便、快速，并且窑顶围护梁2与钢拉索加固网3紧固连接为一体，钢拉索加固网3的锚固效果好且所成型钢拉索加固网加固结构的整体性好，能有效提高待加固砖石箍窑1的整体性，使待加固砖石箍窑1的四周墙体与窑顶紧固连接为一个整体，共同受力，从而通过钢拉索加固网3与窑顶围护梁2对待加固砖石箍窑1的四周整体进行有效支撑或约束，从而有效避免箍窑左右两侧的边窑腿因受窑顶覆土荷载影响会产生水平推力导致前后两侧窑脸受填土侧压力产生一定的歪闪或鼓胀的问题，并且当四周墙体地基发生轻微沉降时，也不会出现前后窑脸及两侧边窑腿均会产生不同程度的歪闪或倾斜变形。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。