专利名称：采用压力注浆及顶托置换处理构筑物沉降的方法
技术领域：
本发明涉及一种处理构筑物沉降的方法。
技术背景在工业建筑施工过程当中，设备基础的间距通常都比较近，出现基础坐落在回填土上 的情况非常普遍。在实际施工过程中，经常会碰到构筑物的地基为换填地基，而由于种种 条件的制约，导致回填不密实，最终引起构筑物的不均匀沉降，严重影响其使用功能。 发明内容本发明的目的在于提供一种采用压力注浆及顶托置换处理构筑物沉降的方法，该方法 能节约成本、提高效率。为实现上述目的，本发明的技术方案是 一种采用压力注桨及顶托置换处理构筑物沉 降的方法，其特征在于它包括如下步骤1) 将构筑物的基础上出现裂缝部位的砼凿除，把露出的钢筋上的砼全部清理干净，同 时对凿开部分两侧混凝土断面植筋加强；2) 挖方坑先计算出构筑物自重，然后根据单个千斤顶的最大顶升力，求出需要将构 筑物顶托起所需千斤顶的数量；再根据所需千斤顶的数量，按千斤顶均布在构筑物的基础 的四边，在基础的四边定出所有千斤顶的支撑位置；在千斤顶支撑位置处的基础下挖出方 坑；3) 压力注浆在基础中部均布钻孔(孔的个数按基础上表面2-3个/10平方米)，孔 至基础下方松散的地基底部，然后在孔内插入管壁上钻有溢流孔的注浆管；将注浆管的上 端接上压力注浆机并加压，向基础下方的地基内注浆，当观察到地基上表层有水泥浆上翻 时，停止第一次注浆；第一次的注浆料用纯水泥浆，水泥采用425号以上普通硅酸盐水泥(含强度等级为425号的普通硅酸盐水泥)；4) 基础的顶托置换在方坑内垫上枕木和下钢板，然后将千斤顶置于下钢板上，在千 斤顶的上端与基础底部之间放置上钢板，千斤顶将基础抬升；当基础被顶升至高于设计标高10 mm时，停止顶升，基础下方形成空隙；然后将方坑 旁边的开口用砂浆砌砖封闭(基础被顶升后产生的开口，即空隙边部)，再由注浆管向基础 下方空隙内进行第二次注浆(将注浆管重新接上压力注浆机，第二次注浆应在水泥净浆内 加入水泥质量用量10%的细砂以防止净浆干燥后开裂)，直到顶托千斤顶压力表显示有掉压 时才能停止注浆，停止注浆0.9-1.2小时时将所有千斤顶落下10mm，以保证注浆料密实； 拆除千斤顶前应对注浆料的取样试块进行试压，如果试块强度超过设计地耐力要求，即可将 千斤顶拆除，将方坑内清理干净后用混凝土填充；5)将基础的裂缝部位凿开部分用清水冲洗干净，重新支模浇捣混凝土复原，并养护14天。本发明的有益结果是该方法能节约成本、提高效率；在不损坏构筑物的情况下，使 地基停止沉降，恢复原貌。由于千斤顶支撑点下方地基承载力的限制，该方法适用于1000 吨以下的构筑物。
图l是本发明实施例1的施工布置示意图(图中未标注的尺寸单位为mm，左半部为东， 右半部为西，中部为裂缝部位)； 图2是图1沿A-A线的剖视图； 图3是图1沿B-B线的剖视图； 图4是图3的C部放大图；图中l-基础，2-第一压力注浆孔，3-第二压力注浆孔，4-千斤顶支撑位置，5-千斤 顶，6-裂缝部位，7-地基，8-枕木，9-下钢板，10-上钢板。
具体实施方式
实施例1:一、 事故分析邯钢冷轧的构筑物在主轧机基础土方开挖过程中，挖掉了支撑辊运输小车轨道基础 下部8米深度范围内的老土，而轨道基础施工时工期又比较紧，采用级配碎石换填时碾压 不够密实，在轨道基础施工完后，经过地下水的浸泡，引起不均匀沉降，同时轨道基础为 长20多米的条形基础，中部下方又有一通廊，两端下沉比较快{东侧(即图l中的左)140mm，西侧(即图l中的右)80mm，中间仅沉降50mm， }，最终导致基础中部开裂(图l中 的裂缝部位6)。必须对地基采取加固措施，同时将基础抬升到设计标高才能保证结构的正 常使用。注本实施例中构筑物就为基础l。二、 主要技术措施通过对基础及其地基的综合分析，采取向换填的级配碎石中进行压力注浆的办法对地 基进行加固，同时用顶托置换法将基础抬升至设计标高。如图l、图2、图3、图4所示，主要步骤如下1) 砼凿除地基处理以前，先用电风镐将基础1上的裂缝部位(四条裂缝)6的砼凿除，把露出的钢筋上的砼全部清理干净，同时对凿开部分两侧混凝土断面(图1中裂缝部位6的两个断面)上按双向500 mm间距用结构胶钻孔植筋加强[钢筋采用螺纹4> 16，外露 锚固长度35d (d表示钢筋直径)];2) 挖方坑①顶托千斤顶受力计算(计算出基础自重，然后根据单个千斤顶的最大顶升力，求出将基础顶托起所需要千斤顶的数量，本实施例中构筑物就为基础) 左侧基础自重4左侧基础的体积V=ll. 41 X 1. 60X 3. 42=62. 44 m3， 左侧基础自重M:62. 44X2500=156. IX 103 (kg)， 取M=160 T， 左侧设8个50T千斤顶，每个承受荷载160/8=20 T， 右侧基础自重右侧基础的体积V=8. 11 X 1. 60X3. 42=44. 38 M3， 右侧基础自重M二44 . 38 X 2 5 00=110 . 95 X 103 (kg)， 取M=120 T，左侧设6个50T千斤顶，每个承受荷载120/6=20 T，满足受力要求；②根据所需千斤顶的数量，按千斤顶均布在基础1的四边，在基础1的四边定出所有的 千斤顶支撑位置4;开始施工前先沿基础四边按中心距3000 mm间距挖出1200X1200的方 坑(千斤顶支撑位置4处)，坑底标高V—2. 30m，超出基础外边线700 mm，基础下部500國 (如图1、图3);3) 压力注浆基础下部V-1. 5m V-8. Om范围内全部为级配碎石换填层(松散的地基)， 拟在基础中部按3. Om间距用空心钻机取孔[共7个孔(第一压力注浆孔2、第二压力注浆孔 3、……)，孔径100mm，钻孔深度V-8. Om，见图2，空心钻机也就是通常地基勘测时取土 样的钻机]，孔至基础下方的松散的地基底部，布置好以后将钻杆拔出；然后插入cM8 mm 的注浆管(注浆管为管壁上钻有溢流孔的无缝钢管，壁厚5mm)，注浆管上端1 m (米)范 围内四周的缝隙用细石砼封住；将注浆管的上端接上压力注浆机并加压，向基础1下方的 地基7内注浆，当观察到地基上表面有水泥浆上翻时，停止第一次注浆，向注浆管内压入 清水冲洗注浆管，以免水泥浆堵注浆管；注浆时要尽量保证每根注浆管的压力基本相同， 以免造成地基处理后各处密实度不均衡；第一次的注浆料用纯水泥浆，水泥采用425号以上普通硅酸盐水泥，为防止泌水、干 縮和降低水灰比，可掺水泥质量用量0.3%的木质素磺酸钙减水剂，木质素磺酸钙减水剂的 质量浓度为30%;4) 基础的顶托置换由于两段基础已出现了沉降[东侧(即图1中的左)140誦，西 侧(即图1中的右)80 mm]，必须用顶托置换法分别将两段基础抬升至设计标高，具体做 法如下① 两段基础可分别顶升，东侧施工时用8台50T千斤顶(西侧用6台)，每个方坑内各 一台，千斤顶底部先垫上枕木8,再垫一块500X500 mm厚10 mm的下钢板9，以防地基局 部受压下沉，在千斤顶的上端与基础底部之间放置一块500X500mra厚20 mm的上钢板10， 以避免基础砼被压碎；② 顶升施工时设置一台水准仪，随时控制每台千斤顶的上升速度，由于基础沿两端沿 长方向已出现倾斜，(中间仅沉降50咖，而东头沉降140画，西头沉降80誦)各排千斤 顶的顶升速度各不相同，东面一段顶升时，首先八个千斤顶同时顶升50mm，然后从东往西 通过控制千斤顶的顶升距离来调节高低差，分三次同时进行(东端第一排每次上升27 mm，第二排每次上升20誦，第三排每次上升12mm，第四排每次上升4mm)，西面一段顶升时， 首先六个千斤顶同时顶升50 mm,也分三次调节高低差(西端第一排每次上升9 mm,第二 排每次上升5醒，第三排每次上升2 mra，三排同时进行)，所有千斤顶顶升步调要严格保 持一致，以免基础不均匀受力而开裂；③ 当基础被顶升至高于设计标高10隱时，停止顶升，并调整各点标高，基础下方形 成空隙；然后将方坑旁边的开口用砂浆砌砖封闭(基础被顶升后产生的开口，即空隙边部)， 将注浆管重新接上压力注浆机，向基础下方的空隙内进行第二次注浆(注浆压力不小于5 kg/cm2)，直到顶托千斤顶压力表显示有掉压时才能停止注浆；为了加快凝固、提高早期强 度，所用注浆料内应掺入水泥质量用量10%的细砂和水泥质量用量0.05%的早强剂，注 浆料还应有比较好的流动性；注浆料要求取一组试块，以控制卸掉千斤顶的时间；停止注 浆1小时左右时将所有千斤顶下落lOmra，以保证注浆料密实；④ 拆除千斤顶前应对注浆料的取样试块进行试压，如果试块强度超过设计地耐力要求(180Kpa/m2),即可将千斤顶拆除，将方坑内清理干净后用C30砼填平；5) 顶托置换及压力注浆完成后，将基础的裂缝部位凿开部分用清水冲洗干净，重新 支模浇捣混凝土复原{用混凝土 (C35微膨胀砼)重新浇捣复原}，并覆盖麻袋浇水养护14 天；6) 地基及基础处理完后每隔两天观测一次，连续观测一个月(此后基础的观测频率 按有关规定进行)，无异常变化后即可中交专业公司进行设备安装。三、济效益分析①如果将松软地基全部挖除，用C10砼换填，需砼量809.6 m3所需材料费17.0万元 运输费1232元人工费809. 6X8元/m^6476. 8元 基础二次施工22. 1X3. 4X1. 5X635元/m^71570. 85元 总计17 + 0. 12 + 0. 65 + 7. 16=25万元 ②采用压力注浆及顶托置换法处理该基础使用水泥130T 机械、人工费4.4万元总计130X 190+44000=68700元(6. 87万元) 节省费用25 — 6.87=18.13 (万元)可见从经济效益角度分析，采用压力注浆及顶托置换法处理该基础，效益还是相当可观的。
权利要求
1.一种采用压力注浆及顶托置换处理构筑物沉降的方法，其特征在于它包括如下步骤1)将构筑物的基础上出现裂缝部位的砼凿除，把露出的钢筋上的砼全部清理干净，同时对凿开部分两侧混凝土断面植筋加强；2)挖方坑先计算出构筑物自重，然后根据单个千斤顶的最大顶升力，求出需要将构筑物顶托起所需千斤顶的数量；再根据所需千斤顶的数量，按千斤顶均布在构筑物的基础的四边，在基础的四边定出所有千斤顶的支撑位置；在千斤顶支撑位置处的基础下挖出方坑；3)压力注浆在基础中部均布钻孔，孔至基础下方松散的地基底部，然后在孔内插入管壁上钻有溢流孔的注浆管；将注浆管的上端接上压力注浆机并加压，向基础下方的地基内注浆，当观察到地基上表层有水泥浆上翻时，停止第一次注浆；第一次的注浆料用纯水泥浆，水泥采用425号以上普通硅酸盐水泥；4)基础的顶托置换在方坑内垫上枕木和下钢板，然后将千斤顶置于下钢板上，在千斤顶的上端与基础底部之间放置上钢板，千斤顶将基础抬升；当基础被顶升至高于设计标高10mm时，停止顶升，基础下方形成空隙；然后将方坑旁边的开口用砂浆砌砖封闭，再由注浆管向基础下方空隙内进行第二次注浆，直到顶托千斤顶压力表显示有掉压时才能停止注浆，停止注浆0.9-1.2小时时将所有千斤顶落下10mm；拆除千斤顶前应对注浆料的取样试块进行试压，如果试块强度超过设计地耐力要求，即可将千斤顶拆除，将方坑内清理干净后用混凝土填充；5)将基础的裂缝部位凿开部分用清水冲洗干净，重新支模浇捣混凝土复原，并养护14天。
全文摘要
本发明涉及一种处理构筑物沉降的方法。一种采用压力注浆及顶托置换处理构筑物沉降的方法，其特征在于它包括如下步骤1)将构筑物的基础上出现裂缝部位的砼凿除，把露出的钢筋上的砼全部清理干净，同时对凿开部分两侧混凝土断面植筋加强；2)挖方坑；3)压力注浆；4)基础的顶托置换在方坑内垫上枕木和下钢板，然后将千斤顶置于下钢板上，在千斤顶的上端与基础底部之间放置上钢板，千斤顶将基础抬升；5)将基础的裂缝部位凿开部分用清水冲洗干净，重新支模浇捣混凝土复原，并养护14天。该方法能节约成本、提高效率。
文档编号E02D35/00GK101328714SQ20081004867
公开日2008年12月24日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者杨卫东, 伟 韩, 黄菊华 申请人:武汉一冶建筑安装工程有限责任公司