一种既有砖石箍窑窑脸加固结构的制作方法

本实用新型属于窑洞加固技术领域，尤其是涉及一种既有砖石箍窑窑脸加固结构。

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。箍窑窑脸一侧的墙体为窑脸墙，窑脸墙为箍窑前侧或后侧的墙体。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，由于窑洞的窑脸临空，无有效支撑或约束，且内部受填土对砖、石砌窑脸有一定的侧向推力，使得窑脸易发生歪闪或鼓胀；另外，当窑脸根部地基发生轻微沉降时，砖、石砌窑脸也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，提供一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，采用地基加固、加固墙墙体加固与上部扁平冠梁相结合的方式对既有砖石箍窑窑脸进行全面、整体加固，能有效提高窑脸的稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征在于：包括对待加固砖石箍窑窑脸外侧的地基进行加固后形成的加固后地基、一层浇筑于所述加固后地基上的素混凝土垫层和由下至上在素混凝土垫层上砌筑而成的加固墙，所述加固后地基位于待加固窑脸墙外侧，所述待加固窑脸墙为待加固砖石箍窑中位于窑脸一侧且底部支撑于地面上的墙体；

所述加固后地基为矩形且其与待加固窑脸墙的地基紧靠，所述加固后地基的长度与待加固窑脸墙的长度相同且其宽度为1m～2m；

所述素混凝土垫层为矩形且其位于待加固窑脸墙外侧，所述素混凝土垫层的内侧壁与待加固窑脸墙的底部外侧壁紧靠，所述素混凝土垫层的长度与待加固窑脸墙的长度相同，所述素混凝土垫层与待加固窑脸墙呈平齐布设，所述素混凝土垫层的前端面与待加固窑脸墙的前端面相平齐；

所述加固墙位于待加固窑脸墙外侧且其内侧壁与待加固窑脸墙的外侧壁紧靠，所述加固墙的横截面为直角梯形且其厚度由下至上逐渐缩小；所述加固墙的底部和顶部均为矩形，所述加固墙的前侧壁和后侧壁均呈竖直向布设，所述加固墙的长度与待加固窑脸墙的长度相同且二者的高度相同，所述加固墙的顶面与待加固窑脸墙的顶面相平齐且二者组成加固后窑脸墙；

所述加固墙的底部厚度D1不小于50cm且其顶部厚度D2不小于30cm，所述加固墙的外侧壁与水平面之间的夹角不大于80°；所述素混凝土垫层的宽度不小于加固墙的底部厚度D1；

所述加固后窑脸墙上施工扁平冠梁，所述扁平冠梁为呈水平布设的现浇钢筋混凝土梁；所述扁平冠梁的长度与所述加固后窑脸墙的长度相同且其横截面为矩形，所述扁平冠梁的宽度与所述加固后窑脸墙的上部厚度相同，所述扁平冠梁与所述加固后窑脸墙之间通过多个抗剪键紧固连接为一体，所述待加固窑脸墙上部和加固墙上部均设置有多个所述抗剪键。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：所述加固后地基为采用多根石灰桩进行加固的复合地基。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：所述素混凝土垫层的厚度为8cm～12cm。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：所述加固墙顶部与待加固窑脸墙顶部之间布设有多道水平拉结筋，多道所述水平拉结筋均呈水平布设且其均沿待加固窑脸墙的厚度方向布设，多道所述水平拉结筋均布设于同一水平面上；所述加固墙顶部与待加固窑脸墙顶部之间通过多道所述水平拉结筋紧固连接为一体。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：所述加固墙和待加固窑脸墙均采用砌块砌筑而成，所述加固墙和待加固窑脸墙所采用的砌块均为砖或石块。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：所述待加固窑脸墙为砖石箍窑的窑脸，所述砖石箍窑为立方体箍窑；

所述待加固窑脸墙为位于所述砖石箍窑前侧且支撑于地面上的墙体。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：所述扁平冠梁上砌筑有前围墙。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：待加固窑脸墙的四个侧墙上均开设多个竖向孔洞，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；每个所述竖向孔洞内均插装有一道竖向拉结筋，所述竖向拉结筋的下部插装于所述竖向孔洞内且其上部浇筑于扁平冠梁内；

所述加固后窑脸墙上所开设的所有竖向孔洞呈多排多列布设，所述扁平冠梁与所述加固后窑脸墙之间通过多个所述竖向抗剪键紧固连接。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：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；

所述加固后窑脸墙上所开设的多排所述立方体孔洞沿待加固窑脸墙的厚度方向由左至右布设，相邻两排所述立方体孔洞之间的间距为8cm～ 12cm，每排所述立方体孔洞均包括多个沿待加固窑脸墙的长度方向由前至后布设的所述立方体孔洞，每排所述立方体孔洞中前后相邻两个所述立方体孔洞之间的间距为40cm～60cm。

上述一种既有砖石箍窑窑脸加固结构，其特征是：所述扁平冠梁的上部内侧设置有表层钢筋网，所述扁平冠梁的梁体高度为15cm～20cm。

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，省工省时。

3、使用效果好，采用地基加固、加固墙墙体加固与上部扁平冠梁相结合的方式对窑脸下、中、上三个方面进行整体加固，加固后地基提供一个稳固基础，并且加固墙与待加固窑脸墙的墙体形成整体，上部扁平冠梁对加固后窑脸墙进行约束和限位，使加固后窑脸形成稳固、有效支撑和约束，有效提高砖石砌窑脸的抗击侧向推力的能力，同时也能避免因窑脸根部地基发生轻微沉降导致的砖、石砌窑脸产生的歪闪或倾斜变形等问题。

4、推广应用前景广泛，能对既有砖石箍窑窑脸进行简便、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，采用地基加固、加固墙墙体加固与上部扁平冠梁相结合的方式对既有砖石箍窑窑脸进行全面、整体加固，能有效提高窑脸的稳定性。

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为本实用新型待加固窑脸墙的布设位置示意图。

图2为采用本实用新型对砖石箍窑窑脸进行加固时的方法流程框图。

图3为本实用新型实施例1中对待加固窑脸墙进行加固时的加固状态示意图。

图4为本实用新型实施例2中对待加固窑脸墙进行加固时的加固状态示意图。

附图标记说明:

1—待加固窑脸墙； 2—素混凝土垫层； 3—加固墙；

4—扁平冠梁； 5—竖向拉结筋； 6—立方体箍窑；

7—前侧墙体。

具体实施方式

实施例1

如图3所示，本实用新型包括对待加固砖石箍窑窑脸外侧的地基进行加固后形成的加固后地基、一层浇筑于所述加固后地基上的素混凝土垫层 2和由下至上在素混凝土垫层2上砌筑而成的加固墙3，所述加固后地基位于待加固窑脸墙1外侧，所述待加固窑脸墙1为待加固砖石箍窑中位于窑脸一侧且底部支撑于地面上的墙体，详见图1；

所述加固后地基为矩形且其与待加固窑脸墙1的地基紧靠，所述加固后地基的长度与待加固窑脸墙1的长度相同且其宽度为1m～2m；

所述素混凝土垫层2为矩形且其位于待加固窑脸墙1外侧，所述素混凝土垫层2的内侧壁与待加固窑脸墙1的底部外侧壁紧靠，所述素混凝土垫层2的长度与待加固窑脸墙1的长度相同，所述素混凝土垫层2与待加固窑脸墙1呈平齐布设，所述素混凝土垫层2的前端面与待加固窑脸墙1 的前端面相平齐；

所述加固墙3位于待加固窑脸墙1外侧且其内侧壁与待加固窑脸墙1 的外侧壁紧靠，所述加固墙3的横截面为直角梯形且其厚度由下至上逐渐缩小；所述加固墙3的底部和顶部均为矩形，所述加固墙3的前侧壁和后侧壁均呈竖直向布设，所述加固墙3的长度与待加固窑脸墙1的长度相同且二者的高度相同，所述加固墙3的顶面与待加固窑脸墙1的顶面相平齐且二者组成加固后窑脸墙；

所述加固墙3的底部厚度D1不小于50cm且其顶部厚度D2不小于 30cm，所述加固墙3的外侧壁与水平面之间的夹角不大于80°；所述素混凝土垫层2的宽度不小于加固墙3的底部厚度D1；

所述加固后窑脸墙上施工扁平冠梁4，所述扁平冠梁4为呈水平布设的现浇钢筋混凝土梁；所述扁平冠梁4的长度与所述加固后窑脸墙的长度相同且其横截面为矩形，所述扁平冠梁4的宽度与所述加固后窑脸墙的上部厚度相同，所述扁平冠梁4与所述加固后窑脸墙之间通过多个抗剪键紧固连接为一体，所述待加固窑脸墙1上部和加固墙3上部均设置有多个所述抗剪键。

本实施例中，所述加固后地基的宽度为1.5m。因而，对待加固窑脸墙 1外侧1.5m宽度范围内进行地基加固。

本实施例中，如图1所示，所述待加固窑脸墙1为砖石箍窑的窑脸，所述砖石箍窑为立方体箍窑6；

所述待加固窑脸墙1为位于所述砖石箍窑前侧且支撑于地面上的墙体。因而，所述待加固窑脸墙1为立方体墙体。

本实施例中，所述加固后地基为采用多根石灰桩进行加固的复合地基。实际施工时，对待加固砖石箍窑窑脸外侧的地基进行加固时，采用加固桩进行加固。

对待加固砖石箍窑窑脸外侧的地基进行加固时，按照常规的地基加固方法进行加固。

本实施例中，所述加固桩为石灰桩。

实际施工时，所述加固桩也可以采用砂桩、碎石桩、煤渣石灰桩、内夯土桩、CFG桩等。

所述石灰桩为常规的地基加固用石灰桩，所述石灰桩是指用人工或机械在地基中成孔后，灌入生石灰块(或在生石灰块中掺入适量的水硬性掺合料，如粉煤灰、火山灰等)，经振密或夯压后形成的桩柱体。

采用石灰桩对待加固砖石箍窑窑脸外侧的地基进行加固后，具有以下效果：第一、能对待加固窑脸墙1进行进一步加固，在不拆除待加固窑脸墙1的情况下，对待加固窑脸墙1的地基进行加固，提高待加固窑脸墙1 原有地基的稳定性，进一步提高待加固窑脸墙1原有地基的抗变形能力；第二、加固后地基的加固效果好，能有效确保地基稳定性，从而提高因地基沉降引起的砖、石砌窑脸出现的歪闪或倾斜变形问题；第三、为加固墙 3提供稳固基础，进一步提高所述加固后窑脸墙的整体稳定性和抗变形能力；第四、通过对加固后地基的位置、深度、长度和宽度分别进行限定，能对地基加固区域进行准确限定，操作性强和加固区域明确。

多根所述石灰桩呈梅花形布设，相邻两根所述石灰桩之间的间距为 1.2m～1.6m，所述石灰桩的桩径为φ8cm～φ12cm；所述石灰桩的长度不小于1.5m。

本实施例中，相邻两根所述石灰桩之间的间距为1.5m，所述石灰桩的桩径为φ10cm。实际施工时，可根据具体需要，对相邻两根所述石灰桩之间的间距以及所述石灰桩的桩径进行相应调整。

采用所述石灰桩进行加固后，能有效提高所述加固后地基的承载能力，减少甚至避免地基沉降造成的不良影响。

本实施例中，采用加固桩对待加固砖石箍窑窑脸外侧的地基进行加固后，还需对待加固砖石箍窑窑脸外侧的地基进行夯实，获得压实系数不小于0.97的所述加固后地基。这样，能进一步确保地基加固效果，进一步减少甚至避免地基沉降造成的不良影响。

压实系数，也称压实度或夯实度，指的是土或其他筑路材料(如灰土等)压实后的干密度与标准最大干密度之比，压实系数为一个比值，也可以用百分比表示。其中，土或其他筑路材料(如灰土等)压实后的干密度指的是经压实实际达到的干密度，标准最大干密度指的是由击实试验得到的试样的最大干密度。

所述素混凝土垫层2的厚度为8cm～12cm。

实际施工时，所述待加固窑脸墙1底部铺有混凝土垫层，所述素混凝土垫层2与所述混凝土垫层连接为一体且二者的顶面相平齐。

本实施例中，对所述素混凝土垫层2进行浇筑时，从待加固窑脸墙1 底部向外进行浇筑，并且所述素混凝土垫层2的厚度为10cm。实际施工时，可根据具体需要，对所述素混凝土垫层2的厚度进行相应调整。

浇筑素混凝土垫层2后，能有效确保加固墙3下方地基的整体性，并且所述石灰桩与素混凝土垫层2紧固连接为一体，能有效提高加固墙3与所述加固后地基的连接强度，并能确保加固墙3底部的整体性，进一步提高加固墙3底部的抗变形能力。所述素混凝土垫层2是指由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构。

所述加固墙3与待加固窑脸墙1组成所述加固后窑脸墙。本实施例中，所述加固墙3顶部与待加固窑脸墙1顶部之间布设有多道水平拉结筋，多道所述水平拉结筋均呈水平布设且其均沿待加固窑脸墙1的厚度方向布设，多道所述水平拉结筋均布设于同一水平面上；所述加固墙3顶部与待加固窑脸墙1顶部之间通过多道所述水平拉结筋紧固连接为一体。

多道所述水平拉结筋呈均匀布设，相邻两道所述水平拉结筋之间的间距为40cm～60cm。

本实施例中，相邻两道所述水平拉结筋之间的间距为50cm。

实际施工时，可根据具体需要，对相邻两道所述水平拉结筋之间的间距进行相应调整。

所述加固墙3和待加固窑脸墙1均采用砌块砌筑而成，所述加固墙3 和待加固窑脸墙1所采用的砌块均为砖或石块。

所述加固墙3与待加固窑脸墙1之间的连接处，砌块分皮咬槎砌筑。因而，能有效保证加固墙3与待加固窑脸墙1之间的连接强度和所形成加固后窑脸墙的整体性，进一步提高加固后窑脸墙的抗变形能力。

本实施例中，如图1和图3所示，所述加固墙3和待加固窑脸墙1所采用的砌块均为砖。

所述立方体箍窑6为砖箍窑。

所述加固墙3设置为底部厚且顶部相对较薄的墙体结构，一方面能对待加固窑脸墙1的墙体进行有效加固，并与加固窑脸墙1的墙体能紧固连接为一体；另一方面，加固墙3的墙体自身稳定性高，与待加固窑脸墙1 连接为整体并整体进行受力；同时，加固墙3顶部相对较薄，便于与待加固窑脸墙1进行简便、快速且紧固连接，同时上部较薄区域的变形由上至下过渡至底部较厚区域后，能有效较小墙体的变形程度，从而进一步提高抗变形能力。

本实施例中，所述扁平冠梁4上砌筑有前围墙。所述前围墙4为呈竖直向布设的砌体墙。

这样，所述加固后窑脸墙顶部通过扁平冠梁4连接为一体，更进一步提高所述加固后窑脸墙的整体性，确保所述加固后窑脸墙的使用效果。并且，采用扁平冠梁4不会增大所述加固后窑脸墙的荷载。

同时，所述扁平冠梁4砌筑前围墙后，能进一步提高所述加固后窑脸墙的受力平衡性和整体稳定性。所述前围墙通常用于挂装花篮，因而也称为花篮墙。所述前围墙在提高扁平冠梁4的整体性和连接强度的同时，也能对扁平冠梁4进行保护，进一步提高扁平冠梁4的耐久性。

本实施例中，待加固窑脸墙1的四个侧墙上均开设多个竖向孔洞，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；每个所述竖向孔洞内均插装有一道竖向拉结筋5，所述竖向拉结筋5的下部插装于所述竖向孔洞内且其上部浇筑于扁平冠梁4内；

所述加固后窑脸墙上所开设的所有竖向孔洞呈多排多列布设，所述扁平冠梁4与所述加固后窑脸墙之间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；

所述加固后窑脸墙上所开设的多排所述立方体孔洞沿待加固窑脸墙1 的厚度方向由左至右布设，相邻两排所述立方体孔洞之间的间距为8cm～ 12cm，每排所述立方体孔洞均包括多个沿待加固窑脸墙1的长度方向由前至后布设的所述立方体孔洞，每排所述立方体孔洞中前后相邻两个所述立方体孔洞之间的间距为40cm～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为正方形且其边长为10cm。实际施工时，可根据具体需要，对所述立方体孔洞的深度和所述立方体孔洞的横截面边长进行相应调整。

本实施例中，相邻两排所述立方体孔洞之间的间距为10cm，每排所述立方体孔洞中前后相邻两个所述立方体孔洞之间的间距为50cm。实际施工时，可根据具体需要，对相邻两排所述立方体孔洞之间的间距以及每排所述立方体孔洞中前后相邻两个所述立方体孔洞之间的间距进行相应调整。

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，同时再通过竖向拉结筋5进一步提高抗剪效果，因而上述竖向抗剪键具有良好的抗剪效果，能有效提高所述加固后窑脸墙与扁平冠梁4之间的连接可靠性和连接强度，使所述加固后窑脸墙与扁平冠梁4能紧固连接为一体，共同受力。

本实施例中，所述扁平冠梁4的上部内侧设置有表层钢筋网，所述扁平冠梁4的梁体高度为15cm～20cm。本实施例中，所述表层钢筋网的钢筋直径为φ8mm且布设间距为200mm。

本实施例中，所述扁平冠梁4的梁体高度为18cm。实际施工时，可根据具体需要，对扁平冠梁4的梁体高度进行相应调整。

如图2所示，采用本实用新型对既有砖石箍窑窑脸进行加固时，包括以下步骤：

步骤一、窑脸外侧地基加固：对待加固砖石箍窑窑脸外侧的地基进行加固，获得加固后地基；

步骤二、素混凝土垫层浇筑：在步骤一中所述加固后地基浇筑一层素混凝土垫层2；

步骤三、加固墙砌筑：在步骤二中所述素混凝土垫层2上由下至上砌筑加固墙3；

步骤四、竖向孔洞开设及竖向拉结筋插装：在待加固窑脸墙1上部和步骤三中所述加固墙3上部均开设多个竖向孔洞，并在各竖向孔洞内均插装竖向拉结筋；

步骤五、扁平冠梁施工：在所述加固后窑脸墙上施工扁平冠梁4。

步骤五中对扁平冠梁4进行浇筑时，所浇筑的混凝土为抗渗混凝土。因而，能进一步提高扁平冠梁4的耐久性和使用效果。所述抗渗混凝土的抗渗等级为P8。

本实施例中，所述立方体箍窑6的四周墙体均呈竖直向布设且其包括位于立方体箍窑6前侧的前侧墙体7、位于所述前侧墙体7正后方且与所述前侧墙体7呈平行布设的后侧墙体以及分别连接于所述前侧墙体7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7呈垂直布设。

由于箍窑的窑洞外露的门脸为窑脸，所述立方体箍窑6的前侧为窑脸。实际使用时，所述立方体箍窑6的前侧和后侧也可以均为窑脸。因而，所述待加固窑脸墙1为所述前侧墙体7或所述后侧墙体中支撑于地面上的墙体。

本实施例中，所述待加固窑脸墙1为所述前侧墙体7中支撑于地面上的部分墙体。所述前侧墙体7分为待加固窑脸墙1和未加固墙体两种墙体，所述前侧墙体7中除待加固窑脸墙1之外的墙体均为所述未加固墙体。

步骤五中对扁平冠梁4进行浇筑时，还需在所述前侧墙体7中除待加固窑脸墙1之外的其余墙体上部均浇筑扁平梁，所述扁平梁的上表面与扁平冠梁4的上表面相平齐，所述扁平梁的宽度与所述前侧墙体7的厚度相同，所述前侧墙体7上所浇筑的扁平冠梁4和所述扁平梁均浇筑为一体并形成现浇冠梁，所述现浇冠梁为钢筋混凝土梁，所述扁平冠梁4和所述扁平梁内的钢筋笼紧固连接为一体，所述现浇冠梁的长度与所述前侧墙体7 的长度相同。

实施例2

如图4所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述加固墙3和待加固窑脸墙1所采用的砌块均为石块；

所述立方体箍窑6为石箍窑。

本实施例中，其余结构均与实施例1相同。

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。