一种恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置及方法与流程

本发明涉及一种恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置及方法。

背景技术：

随着建筑结构的发展，住宅、办公楼等建筑高度也是越来越高。高层建筑自身荷载大，多采用桩基工艺，但由于地质勘查或施工等问题，高层建筑倾斜的事故屡见不鲜。目前国内纠偏技术相对成熟，针对桩基础倾斜建筑，截桩纠偏法为较常使用的纠偏方法。

截桩纠偏的原理在于保证建筑整体安全的情况下，对称分批次对房屋基础高度较高一侧的桩进行截桩，以增大该侧房屋基础未被截桩桩的竖向荷载，加速其沉降，从而使房屋基础向较高一侧整体回倾。采用截桩法进行建筑物纠偏时，待建筑物纠偏完成后，需要对被截桩桩的承载能力进行恢复。一般采取的恢复方法是在被截桩位置浇筑高强混凝土或加固型砼。而桩在被截桩之后，下部桩体存在向上的回弹位移，且桩体内应力释放。因此在恢复桩的承载力进行浇筑高强混凝土或加固型砼之前，需要抵消下部桩体的回弹位移，恢复桩内应力状态即桩的承载能力，即需要采取措施对下部桩体施加压力，并且要求带压力浇筑加固型砼将桩连接。

目前工程中采用的方法为：在被截桩的原桩位置浇筑附加钢筋砼承台作为恢复桩承载能力的传力结构。该方法需要较大的施工空间、施工工期长、工程造价高、且附加钢筋砼承台因需植筋连接对原桩体有一定的损伤。而且，截桩纠偏一般是在承台下部进行截桩，工作面很小，因而大型机械很难运至桩边进行施压，因此，目前还没有较理想的机械设备能够完成上述工作。

技术实现要素：

为解决上述的截桩纠偏后桩承载能力恢复问题，本发明提出一种恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置及方法，该装置采用了力学原理中摩擦阻力与竖向压力的关系设计了本发明的装置。通过千斤顶和承压组件对被截桩后的下部桩体施加竖向压力，抵消桩体被截桩后的回弹位移，恢复桩内应力状态即：桩的承载能力，带压力浇筑加固型砼，待加固型砼达到指定强度后进行拆除。具体技术方案如下：

一种恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置，包括施压组件和承压组件；所述承压组件包括两钢牛腿、一桩顶水平钢板和两承压曲面钢板；所述桩顶水平钢板水平放置在被截桩桩下部桩体的顶部，所述两钢牛腿分别可拆卸地安装在桩顶水平钢板的两头，所述两承压曲面钢板分别位于两钢牛腿的内侧并贴紧被截桩桩下部桩体的表面；所述施压组件为两台千斤顶，其用于对承压组件施加竖向压力。

前述的恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置，所述桩顶水平钢板的两端均设有防止钢牛腿脱落的挡板。

优选的，所述挡板均设置在桩顶水平钢板两端的上面，其厚度与桩顶水平钢板的厚度相当，并通过焊接或销栓连接方式固定在桩顶水平钢板上。

优选的，所述销栓连接方式为在挡板和桩顶水平钢板的两端对应位置处均预设销栓孔，通过销杆穿插固定。

进一步优选的，所述桩顶水平钢板一端的底面也焊接有挡板。

前述的恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置，所述钢牛腿均包括上钢板、下钢板；焊接在上、下钢板之间的两个侧板和焊接在端部的端板；所述端板的上部均设有用于与桩顶水平钢板连接的安装方孔，所述安装方孔的上边与上钢板的底面在同一平面内。

优选的，所述安装方孔的尺寸与桩顶水平钢板的尺寸相对应，或与桩顶水平钢板加挡板的尺寸相对应，以便于桩顶水平钢板及挡板穿过安装或拆卸。

前述的恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置，所述两承压曲面钢板的上边缘设均设有与桩顶水平钢板宽度相匹配的卡合缺口。

前述的恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置，所述两台千斤顶分别位于两钢牛腿的上方，其上端支撑在桩体上部的建筑承台基础上，以对承压组件施加竖向压力。

使用前述的装置恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的方法，具体步骤包括：

步骤一：安装装置：先将承压组件中的桩顶水平钢板放置在被截桩桩下部桩体的顶部，并将两钢牛腿分别安装在桩顶水平钢板的两头，钢牛腿带有安装方孔的端板朝向外侧；再将承压曲面钢板由下部沿桩体向上推至卡合缺口与桩顶水平钢板完全卡合位；最后将两台千斤顶装置在两钢牛腿的上方，千斤顶的上端支撑在桩体上部的建筑承台基础上，以便施加竖向压力；

步骤二：加压恢复桩的承载力：通过调节千斤顶对承压组件施加竖向压力，该压力通过桩顶水平钢板及承压曲面钢板施加到截桩上，使其内应力状态达到设计要求；

步骤三：浇筑加固型砼：保持截桩上的压力，在桩体被截桩处浇筑加固型混凝土，使被截桩的上下桩体连接成一体；

步骤四：拆除装置：待加固型砼达到设定强度后，拆除装置，具体操作为：先卸除千斤顶，再拆除钢牛腿和承压曲面钢板，最后将桩顶水平钢板抽出；

步骤五：填补缺孔：再使用加固型砼填充填充因抽出桩顶水平钢板形成的缺孔，待加固型砼凝固达到强度后，被截桩即恢复完成。

本发明具备的有益效果如下：

1）本发明提出的恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置，通过千斤顶及承压组件对桩体施加竖向压力，并在浇筑完成加固型砼之后可以即时拆除，构思巧妙，且制作工艺简单。

2）本发明装置拆卸后，各部件体积较小，运输方便，可随意搬运至下一桩位安装使用，方便快捷，重复使用，绿色环保，经济安全。

3）本发明装置以千斤顶作为施压组件，其上部可直接顶在桩顶承台下部，不需要专门设置反力架，装置所需操作空间较小，解决了由于截桩操作一般需要在承台下部挖土截桩，工作面很小，而大型机械很难运至桩边的问题；并且其余部件体积很小，可在狭窄空间内完成安装，非常灵活，并可施加较大竖向压力，达到理想目的。

4）本发明装置所需钢材很少，制作方便，造价低廉，在工程规模较大的情况下，可制作多个，各桩位同时施工，大大缩短了工期，尤其对规模较大的建筑具有明显的工期优势。

总之，本发明装置具有施工方便、受力明确、可拆卸重复利用、运输方便、施工工期短、造价低、可以多桩位同时施工等优点，具有良好的运用前景。

附图说明

图1为本发明恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力装置的正视图；

图2为本发明的承压组件安装在截桩上的俯视图；

图3为本发明的承压组件组装后的结构示意图；

图4为本发明的桩顶水平钢板及挡板的结构示意图；

图5为本发明的钢牛腿结构示意图；

图6为本发明的承压曲面钢板结构示意图。

图中：1、钢牛腿；11、上钢板；12、下钢板；13、侧板；14、端板；2、桩顶水平钢板；3、承压曲面钢板；4、被截桩桩下部桩体；5、千斤顶；6、挡板；7、安装方孔；8、卡合缺口；9、建筑承台基础。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，亦并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用所揭示的技术内容加以变更或改型等同变化。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

实施例1

本实施例是一种恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置及其使用方法，参照图1至图6。该恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置包括施压组件和承压组件；所述承压组件包括两个钢牛腿1、一根桩顶水平钢板2和两块承压曲面钢板3；所述桩顶水平钢板2水平放置在被截桩桩下部桩体4的顶部，所述两钢牛腿1分别可拆卸地安装在桩顶水平钢板2的两头，所述两承压曲面钢板3分别位于两钢牛腿1的内侧并贴紧被截桩桩下部桩体4的表面；所述施压组件为两台自锁式千斤顶5；当用千斤顶5对承压组件施加竖向压力时，承压组件将压力转递给其下部的被截桩桩下部桩体4，从而解决恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的问题；施工方便，且受力明确，有效达到了目的。

本实施例所述的恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力的装置，所述钢牛腿1均包括一块上钢板11、一块下钢板12、两块侧板13和一块端板14；所述侧板13焊接在上、下钢板之间，所述端板14焊接在上钢板11、下钢板12、及侧板13形成的框架的端部。在钢牛腿1端板14的上部设有用于与桩顶水平钢板2连接的安装方孔7，在桩顶水平钢板2的两端均设有防止钢牛腿1脱落的挡板6，所述安装方孔7的尺寸与桩顶水平钢板2的尺寸相对应，或与桩顶水平钢板2加挡板6的尺寸相对应，以便于钢牛腿1和桩顶水平钢板2之间安装及拆卸。

本实施中，桩顶水平钢板2可两端均仅上面设有挡板6，也可以一端仅上面设有挡板6，另一端的上下面均设有挡板6。所述挡板6的厚度与桩顶水平钢板2的厚度相当，并通过焊接方式固定在桩顶水平钢板2上。在其他实施例中，挡板6也可采用销栓连接方式固定在桩顶水平钢板2上，所述销栓连接方式为在挡板6和桩顶水平钢板2的两端对应位置处均预设销栓孔，所述桩顶水平钢板2上的销栓孔可以有多组，便于调节挡板6的位置，通过销杆穿插固定，将承压曲面钢板3卡紧固定在截桩与牛腿之间，且这种连接方式也便于整个装置的拆装，使用更方便。

本实施中，所述压曲面钢板3是根据截桩的形状制作的，与其表面可以很好的贴合，且其上边缘设有与桩顶水平钢板2宽度相匹配的卡合缺口8，使用时，将其沿桩体向上推至卡合缺口8与桩顶水平钢板2完全卡合位，使整个装置与截桩紧密接触，从而使桩体更好的受力。作为施压组件的两台千斤顶5分别位于两钢牛腿1的上方，千斤顶5的上端支撑在桩体上部的建筑承台基础9上，以对承压组件施加竖向压力。另外，为了受力均匀，所述安装方孔7的上边与上钢板11的底面在同一平面内。千斤顶5施加竖向集中力时，该力通过承压组件均匀传递给被截桩的体桩，增加被截桩桩下部桩体4内部应力，并达到理想目的。且本实施例中，以千斤顶5作为施压组件，其上部直接顶在桩顶承台下部，不需要专门设置反力架，适应截桩操作空间较小的工作环境，解决了由于截桩操作一般需要在承台下部挖土截桩，工作面很小，而大型机械很难运至桩边的问题，并可施加较大竖向压力，可以说达到了理想目的。

该恢复建筑物截桩纠偏后桩承载能力装置的使用方法包括如下步骤：

步骤一：安装装置：先将承压组件中的桩顶水平钢板2放置在被截桩桩下部桩体4的顶部，并将两钢牛腿1分别安装在桩顶水平钢板2的两头，钢牛腿1带有安装方孔7的端板14朝向外侧；若是桩顶水平钢板2其中一端的下面设有挡板，则在放置到被截桩桩下部桩体4的顶部直接与一侧钢牛腿1先连接，桩顶水平钢板2穿过安装方孔7后焊接下面的挡板6，再将其放置在被截桩桩下部桩体4的顶部；然后将两承压曲面钢板3由下部沿桩体向上推至卡合缺口8与桩顶水平钢板2完全卡合位；最后将两台千斤顶5装置在两钢牛腿1的上方，千斤顶5的上端支撑在桩体上部的建筑承台基础9上，以便施加竖向压力；

步骤二：加压恢复桩的承载能力：通过调节千斤顶5对承压组件施加竖向压力，该压力通过桩顶水平钢板2及承压曲面钢板3施加到截桩上，使其内应力状态达到设计要求；

步骤三：浇筑加固型砼：保持截桩上的压力，在桩体被截桩处浇筑加固型混凝土，使被截桩的上下桩体连接成一体；

步骤四：拆除装置：待加固型砼达到设定强度后，拆除装置；具体操作为：先卸除千斤顶5，再拆除钢牛腿1和承压曲面钢板3，最后将桩顶水平钢板2抽出；若是桩顶水平钢板2其中一端的下面设有挡板，则仅拆除无下挡板一端的钢牛腿1和承压曲面钢板3，最后将桩顶水平钢板2从另一头抽出；

步骤五：填补缺孔：再使用加固型砼填充填充因抽出桩顶水平钢板2形成的缺孔，待加固型砼凝固达到强度后，被截桩即恢复完成。

本装置安装方便，各组成构件之间相互独立，可分开制作，被截桩部位加固型砼硬化后，装置可完全拆卸，操作方便，极大提高被截桩恢复工作的便利性，具有非常好的应用价值。