专利名称：一种协调互动组合纠倾方法
技术领域：
本发明适用于建筑物或构筑物(以下合称为建(构)筑物)纠倾加固工程技术领
域，提供一种可控性好、纠倾效率高，且能迅速止倾和加固地基的协调互动组合纠倾方法。
背景技术：
人们为了生产和生活的需要建设了大量的建(构)筑物，由于地基处理欠妥或使 用不当等原因，有些建(构)筑物在建设或使用过程中发生倾斜，轻者影响建(构)筑物的 正常使用，严重时丧失使用功能，甚至倒塌破坏。对于大部分倾斜建(构)筑物，只要主要 受力构件(梁、柱和承重墙)没有严重破损，有继续使用价值的，都可以通过纠倾和相应的 加固措施恢复其使用功能，正是基于这种考虑，人们不断尝试采用合适的方法对倾斜的建 (构)筑物进行纠倾扶正。 目前，建(构)筑物纠倾加固方法有30余种，概括起来可归纳为迫降法、抬升法、 预留法、横向加载法和综合法五大类。其中，综合纠倾法是指采用两种或两种以上纠倾方法 的组合，可以是迫降法组合、抬升法组合，也可以是迫降抬升组合等。综合纠倾法是根据建 (构)筑物的实际情况，综合运用各种纠倾方法的优点，扬长避短，以达到理想的纠倾效果。
锚杆静压桩纠倾法属于抬升法的一种，它利用建(构)筑物自重为反力，在倾斜建 (构)筑物多沉侧的基础上埋设锚杆，并与压桩架连接，然后借助压桩架，利用千斤顶将预 制桩通过基础中开凿好的孔洞逐节压入地基内，压桩的同时，基础通过锚杆向上抬升，压桩 力和抬升力是一对作用力与反作用力，当压桩力达到设计荷载时，采用型钢将预制桩临时 锁定，然后同时对多个桩体采用多台千斤顶进行二次压桩，通过控制不同位置桩体的压桩 力达到抬升纠倾的目的。该方法显著特点是在建(构)筑物多沉侧压桩，既加固了多沉侧 地基，又抬升了基础，起到纠倾作用，同时由于桩分担了一部分地基压力，还起到迅速止倾 的作用，特别适用于拯救倾斜变化快，濒危的建(构)筑物。 预应力锚索是一项施工简单、便于控制和成熟可靠的锚固技术，在水电、公路、铁 路、矿山、市政等各类岩土边坡加固工程中得到了广泛应用，经济效益和社会效益显著，已 成为深基坑加固、滑坡及高边坡等地质灾害治理的主要手段。它是通过钻孔穿过软弱岩层 或滑动面，使锚固段进入稳定岩层一定深度以提供锚固力，其次在外锚头处设置反力系统， 然后对锚索施加预应力张拉、锁定，从而起到加固不稳定岩体的目的，加力装置通过电动油 泵液压系统及油压表来实现，可控性好。本发明将预应力锚索技术应用于建(构)筑物纠 倾工程中，在少沉侧加压促沉，并与多沉侧锚杆静压桩组合，协调互动，提高纠倾控制性，尚 属首例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种协调互动组合纠倾方法，能够提高建(构)筑物可控 性和纠倾效率，迫降与抬升互动、受力与变形协调，能够起到迅速止倾作用，而且纠倾完成 后还可达到加固地基的目的。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是 —种协调互动组合纠倾方法，在建(构)筑物多沉侧布设锚杆静压桩抬升基础，在 少沉侧布设预应力锚索加载迫使基础沉降，两者组合实现两侧互动，使基础变位协调，提高 纠倾效率，具体通过如下步骤实现 ①在建(构)筑物多沉侧及少沉侧分别开挖竖井或者沟槽至基础顶面，为锚杆静 压桩和预应力锚索施工提供作业面； ②按照锚杆静压桩的设计和施工方法，在倾斜建(构)筑物多沉侧基础上进行锚 杆静压桩施工；在锚杆静压桩施工的同时，在倾斜建(构)筑物少沉侧基础上进行预应力锚 索施工，锚索须穿过基础并深入地基稳定地层中； ③当锚索施工完成且锚索水泥砂浆强度达到设计强度后，在锚索的外锚头处基础 上安装应力传感器、液压千斤顶及锁定装置，由锚索、液压千斤顶及与其相连的电动油泵构 成加力系统，由应力传感器及电动油泵上设置的油压表构成测力系统； ④利用液压千斤顶对布设在倾斜建(构)筑物少沉侧的各锚索同时进行分级张 拉，促使该侧基础下沉，与此同时，对布设在建(构)筑物多沉侧的各锚杆静压桩进行二次 压桩，抬升该侧基础，两者协调互动，共同作用，直至达到纠倾目的； ⑤纠倾完成后，对布设在多沉侧的锚杆静压桩进行封桩，起到加固该侧地基的作 用，对布设在少沉侧的锚索施加预应力锁定建(构)筑物基础，以防复倾；
⑥将竖井或沟槽回填，恢复原地坪。 所述的竖井或沟槽根据地层情况，须分段开挖，并设置砖或混凝土护壁，井内需辅 以照明、防水措施。 所述的倾斜建(构)筑物基础强度若无法满足最大加载力要求时，须在倾斜建 (构)筑物基础上设置钢筋混凝土加强梁，以提高倾斜建(构)筑物的整体性和基础承载 力，且混凝土强度^C25。 所述的锚杆静压桩和预应力锚索的设计孔数和加载力大小，需根据倾斜建(构) 筑物的自重和地基强度现场试验确定，锚索孔径一般为90 130mm，锚索的钢绞线束一般 由4 8根高强度、低松弛、直径为①15. 24钢绞线加工而成，锚索设计荷载愈大，则锚索孔 径越大、钢绞线根数亦愈多，锚索注浆用水泥砂浆强度^ M30。 所述的预应力锚索加载一般每100 150kN为一级，每级加载完持荷0. 5 1小 时后方可进行下一级加载；锚杆静压桩和预应力锚索加压协调纠倾时，信息反馈是关键，要 根据基础的变位曲线是否呈线性变化，及时调整锚杆静压桩的抬升力和锚索的压力，力争 做到建(构)筑物各边基础变位线性、协调、平稳。 本发明提供的协调互动组合纠倾方法，将预应力锚索加载迫降法与锚杆静压桩抬 升法有机地结合在一起，对倾斜建(构)筑物少沉侧进行迫降，多沉侧进行抬升，类似于"翘 翘板"两侧互动，变形和受力协调，形成一个与建(构)筑物倾斜力矩相反的力偶矩，达到对 建(构)筑物纠倾的目的。该种组合纠倾方法实施过程中，通过不断调控倾斜建(构)筑 物每一部位的锚杆静压桩和预应力锚索的加载力大小，容易实现建(构)筑物回倾过程中 的线性变位、安全可控，使倾斜建(构)筑物在回倾过程中整体受力更为科学合理，避免在 一侧施力时应力集中，损伤基础。另外，该种组合纠倾方法迫降与抬升的同时协调进行，大 大提高了纠倾效率，对建(构)筑物的高程改变极小，在达到预定纠倾目标后，通过对锚索施加预应力锁定基础和对锚杆静压桩在不卸荷的条件下进行封桩，又可起到加固地基与防 止"复倾"的作用。由于锚杆静压桩具有快速止倾和加固软弱地基的功能，故本发明特别适 合于那些地基软弱、倾斜发展快、形体高大以及对高程控制较严格的倾斜建(构)筑物，在 建(构)筑物纠倾加固工程领域有广泛的应用前景。
附图为本发明协调互动组合纠倾方法的原理示意图。 图中1.建(构)筑物，2.基础筏板，3.地基，4.少沉侧，5.多沉侧，6.锚杆，7.压 桩架，8.千斤顶，9.锚杆静压桩，IO.竖井(沟槽)，ll.预应力锚索，12.应力传感器，13.穿
心式液压千斤顶。
具体实施例方式
为进一步阐述本发明在实现预定目的时所采用的技术手段和技术效果，下面结合 具体实施例及其附图对本发明作进一步说明 如图1所示，将本发明技术方案用于某筏形基础的住宅楼纠倾加固工程中，其具 体实施步骤如下 首先，在建(构)筑物多沉侧5的锚杆静压桩9、少沉侧4的预应力锚索11的设计 位置处分别开挖竖井(或沟槽)10至基础筏板2顶面，根据地层情况竖井(沟槽)10须分 段开挖，至建(构)筑物1的基础筏板2标高处，为锚杆静压桩9和预应力锚索11施工提 供工作面，并设置砖或混凝土护壁，井(沟槽)10内需辅以照明、防水措施；按照锚杆静压桩 9的设计和施工方法在多沉侧5竖井(沟槽)10内的基础筏板2上开凿压桩孔，桩孔周边埋 设锚杆6，立压桩架7，用千斤顶8将混凝土预制锚杆静压桩9 一节一节压入地基3中，当压 桩力达到设计荷载时，采用三角铁将各锚杆静压桩9临时锁定，与此同时，按照预应力锚索 11的设计和施工方法在少沉侧4竖井(沟槽)10内的基础筏板2上垂直打锚索孔，锚索孔 径一般为90 130mm，锚索的钢绞线束一般由4 8根高强度、低松弛、直径为①15. 24钢 绞线加工而成，锚索设计荷载愈大，则锚索孔径越大、钢绞线根数亦愈多，锚索孔须穿过基 础筏板2深入地基3的稳定地层中，然后在锚索孔内插入加工好的锚索体，压注水泥砂浆， 锚索注浆用水泥砂浆强度^ M30。锚杆静压桩9和预应力锚索11的设计孔数和加载力大 小，需根据倾斜建(构)筑物的自重和地基强度现场试验确定。若倾斜建(构)筑物1基 础筏板2强度无法满足最大加载力要求时，须在倾斜建(构)筑物1基础筏板2上设置钢 筋混凝土加强梁，以提高倾斜建(构)筑物1的整体性和基础承载力，且混凝土强度不低于 C25。当锚索施工完成且锚索孔内水泥砂浆强度达到设计强度后，在各预应力锚索11外锚 头处的基础筏板2上安装应力传感器12、穿心式液压千斤顶13及锁定装置，由锚索、液压 千斤顶及与其相连的电动油泵构成加力系统，由应力传感器12及电动油泵上设置的油压 表构成测力系统，利用穿心式液压千斤顶13对布设在倾斜建(构)筑物1少沉侧4的各预 应力锚索11进行同时分级张拉，增大该侧地基3的附加应力，达到促使基础筏板2下沉的 目的，分级张拉加载一般每100 150kN为一级，每级加载持荷时间为0. 5 1小时，本实 施例中按130kN控制，每级加载持荷时间为0. 8小时，同时记录油压表及应力传感器12的 读数，校核加力的大小，实时监控倾斜建(构)筑物l沉降及变位情况，及时反馈信息，与此同时，对布设在多沉侧5的各锚杆静压桩9进行二次压桩，抬升该侧基础筏板2，两侧协调互 动，共同作用，直至达到纠倾目的，锚杆静压桩9和预应力锚索ll加压协调纠倾时，信息反 馈是关键，要根据基础的变位曲线是否呈线性变化，及时调整锚杆静压桩的抬升力和锚索 的压力，力争做到建(构)筑物各边基础变位线性、协调、平稳。纠倾完成后，对布设在多沉 侧5的锚杆静压桩9进行封桩，起到加固该侧地基3的作用，对布设在少沉侧4的预应力锚 索11进行施加预应力锁定基础筏板2，以防"复倾"。最后将竖井(沟槽)10回填，恢复至 原地坪，灰土强度要与原地基土强度一致，配比现场试配后确定。 某筏形基础的住宅楼纠倾加固试验证明采用该纠倾方法是科学合理、安全稳妥、 切实可行的。该种纠倾方法使迫降法和顶升法协调互动，不仅大大提高了大楼在纠倾过程 中的人为可控性和纠倾效率，对建(构)筑物的高程改变极小，且起到加固地基与防止"复 倾"作用。 上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式
，并非用来对本发明进行限制。本 领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，在本发明所提 供的技术启示下，还可以对本发明的具体实施方式
做出其它等同变型和改进，这些变更和 替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
权利要求
一种协调互动组合纠倾方法，其特征是在建筑物或构筑物多沉侧布设锚杆静压桩抬升基础，在少沉侧布设预应力锚索加载迫使基础沉降，两者组合实现两侧互动，使基础变位协调，提高纠倾效率，具体通过如下步骤实现①在建筑物或构筑物多沉侧及少沉侧分别开挖竖井或者沟槽至基础顶面，为锚杆静压桩和预应力锚索施工提供作业面；②按照锚杆静压桩的设计和施工方法，在倾斜建筑物或构筑物多沉侧基础上进行锚杆静压桩施工；在锚杆静压桩施工的同时，在倾斜建筑物或构筑物少沉侧基础上进行预应力锚索施工，锚索须穿过基础并深入地基稳定地层中；③当锚索施工完成且锚索水泥砂浆强度达到设计强度后，在锚索的外锚头处基础上安装应力传感器、液压千斤顶及锁定装置，由锚索、液压千斤顶及与其相连的电动油泵构成加力系统，由应力传感器及电动油泵上设置的油压表构成测力系统；④利用液压千斤顶对布设在倾斜建筑物或构筑物少沉侧的各锚索同时进行分级张拉，促使该侧基础下沉，与此同时，对布设在建筑物或构筑物多沉侧的各锚杆静压桩进行二次压桩，抬升该侧基础，两者协调互动，共同作用，直至达到纠倾目的；⑤纠倾完成后，对布设在多沉侧的锚杆静压桩进行封桩，起到加固该侧地基的作用，对布设在少沉侧的锚索施加预应力锁定建筑物或构筑物基础，以防复倾；⑥将竖井或沟槽回填，恢复原地坪。
2. 根据权利要求1所述的协调互动组合纠倾方法，其特征是所述的竖井或沟槽根据 地层情况，须分段开挖，并设置砖或混凝土护壁，井内需辅以照明、防水措施。
3. 根据权利要求1所述的协调互动组合纠倾方法，其特征是所述的倾斜建筑物或构 筑物基础强度若无法满足最大加载力要求时，须在倾斜建筑物或构筑物基础上设置钢筋混 凝土加强梁，以提高倾斜建筑物或构筑物的整体性和基础承载力，且混凝土强度^ C25。
4. 根据权利要求1所述的协调互动组合纠倾方法，其特征是所述的锚杆静压桩和预 应力锚索的设计孔数和加载力大小，需根据倾斜建筑物或构筑物的自重和地基强度现场试 验确定，锚索孔径一般为90 130mm，锚索的钢绞线束一般由4 8根高强度、低松弛、直径 为。15. 24钢绞线加工而成，锚索设计荷载愈大，则锚索孔径越大、钢绞线根数亦愈多，锚 索注浆用水泥砂浆强度^ M30。
5. 根据权利要求1所述的协调互动组合纠倾方法，其特征是所述的预应力锚索加载 一般每100 150kN为一级，每级加载完持荷0. 5 1小时后方可进行下一级加载；锚杆静 压桩和预应力锚索加压协调纠倾时，信息反馈是关键，要根据基础的变位曲线是否呈线性 变化，及时调整锚杆静压桩的抬升力和锚索的压力，力争做到建筑物或构筑物各边基础变 位线性、协调、平稳。
全文摘要
本发明提供了一种协调互动组合纠倾方法，具体施工步骤为在建(构)筑物多沉侧及少沉侧分别开挖竖井或者沟槽至基础顶面；在多沉侧基础上进行锚杆静压桩施工，对各锚杆静压桩进行二次压桩，抬升该侧基础；与此同时，在少沉侧基础上进行预应力锚索施工，对各锚索同时进行分级张拉，促使该侧基础下沉；纠倾完成后，对布设在多沉侧的锚杆静压桩进行封桩，起到加固该侧地基的作用，对布设在少沉侧的锚索施加预应力锁定建(构)筑物基础，以防复倾。该方法能够实现两侧迫降与抬升互动，基础变位协调，有效提高建(构)筑物可控性和纠倾效率，起到迅速止倾作用，而且纠倾完成后还可达到加固地基的目的。
文档编号E04G23/06GK101793098SQ20101012510
公开日2010年8月4日 申请日期2010年3月13日 优先权日2010年3月13日
发明者张小兵, 杨秀梅, 王桢, 程晓伟 申请人:中铁西北科学研究院有限公司