建筑物顶升防倾覆施工方法与流程

本发明属于建筑物顶升技术领域，尤其涉及一种建筑物顶升防倾覆施工方法。

背景技术：

建筑物顶升是一种能够有效解决既有现代建筑及历史建筑与城镇现代化进程之间矛盾的施工方法，能够避免与既有建筑及历史建筑在规划、选址、建设、后期影响等方面产生的冲突，免遭被拆除的命运，将这些建筑完整的保护起来。建筑物顶升是将建筑物与地基基础分割开，在建筑物与地基基础之间设置顶升装置，将建筑物顶升至既定高度，整个顶升过程建筑物处于滞空状态，底部支座类似于只有竖向约束的铰支座，在水平方向上没有约束，一旦在顶升过程中受到水平力作用，建筑物将产生水平向的位移，水平位移达到限值时，建筑物将产生倾覆，造成的后果不堪设想，整个顶升保护过程将失去意义，更不符合国家低碳、环保的政策方针。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种建筑物顶升防倾覆施工方法，能够避免建筑物顶升过程中发生倾覆的危险，提高建筑物顶升的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：建筑物顶升防倾覆施工方法，包括以下步骤：

一、建筑物上部结构整体性加固；

二、制作灌注桩反力基础：在建筑物基础部位开挖至设计标高，下放钢筋笼，浇筑混凝土，形成灌注桩反力基础；

三、在建筑物底部制作托换梁并在托换梁底部制作支撑构件，支撑构件底部落在灌注桩反力基础上，托换梁和支撑构件之间留有间隙；

四、制作抗倾柱，在建筑物四周每一侧至少浇筑一个直立的抗倾柱，并使抗倾柱与托换梁之间保持一定的间距；

五、制作竖向随动支撑，竖向随动支撑包括第一连接钢板、滑块、第二连接钢板和轨道，第一连接钢板用于固定在托换梁上，滑块固定在第一连接钢板上，第二连接钢板用于固定在抗倾柱上，轨道竖向固定在第二连接钢板上，滑块能与轨道滑动配合，并能沿轨道上下移动；

六、安装千斤顶，在托换梁与支撑构件之间均匀布设多个千斤顶；

七、建筑物防倾覆顶升：在各抗倾柱与托换梁之间安装竖向随动支撑，进行顶升；

八、基础回填。

进一步地，在建筑物防倾覆顶升施工中，两个轨道为一组，两轨道分别为第一轨道和第二轨道，在顶升过程中第一轨道和第二轨道交替使用；安装竖向随动支撑，第一轨道自抗倾柱底部起安装，第一轨道上面紧邻安装第二轨道，滑块与第一轨道配合，操作千斤顶，进行第1阶段顶升，随着建筑物顶起，滑块及相连的建筑物上升至第一轨道末尾，完成第1阶段顶升，在千斤顶下面支撑垫块，继续顶升使滑块滑离第一轨道进入第二轨道，进行第2阶段顶升，当滑块完全脱离第一轨道后，对支撑在下面的垫块进行浇筑形成支撑构件，然后拆除第一轨道并将其安装在第二轨道上面，当滑块脱离第二轨道后进入上面的第一轨道，即进入第3阶段顶升；拆除第一轨道处，在浇筑的支撑构件与相对应的抗倾柱之间浇筑连梁，待混凝土强度满足设计要求后进行第3阶段顶升；

依次交替顶升至最后第n阶段顶升；

支垫垫块，拆除千斤顶，拆除竖向随动支撑，在托换梁与抗倾柱之间浇筑连梁，将建筑物与抗倾柱连接在一起，完成建筑物整体顶升。

进一步地，在后序各顶升阶段中的连梁采用在抗倾柱及支撑构件上植筋的方式连接，根据计算确定植筋深度，然后支模板浇筑混凝土养护成型。

进一步地，各顶升阶段浇筑的连梁包括浇筑在支撑构件与抗倾柱之间的直连梁、以及在相对的两侧的抗倾柱与另外两侧的支撑构件之间设置的斜连梁。

进一步地，在建筑物任一相对的两侧分别设有两根抗倾柱，在另外的两对侧分别设有一根抗倾柱，斜连梁设于建筑物具有一根抗倾柱的两侧。

进一步地，抗倾柱与支撑构件同批次浇筑，抗倾柱浇筑高度应能够满足一个顶升高度的行程距离，并且浇筑时要严格控制抗倾柱的垂直度。

进一步地，在滑块的滑动面上设有聚四氟乙烯板。

进一步地，在轨道的滑动面上设有不锈钢衬板。

进一步地，滑块采用H型钢制成，轨道采用槽钢制成，并在轨道的两内侧面分别设有限位挡条。

进一步地，垫块块采用H型钢制成，垫块高度根据千斤顶行程确定，在顶升过程中采用螺栓将相邻的垫块连接在一起。

采用本发明实现的有益效果为：本发明是在建筑物四周浇筑抗倾柱，在建筑物底部支撑托换梁，将竖向随动支撑安装在抗倾柱与托换梁之间，在建筑物顶升过程中，抗倾柱从四面对建筑物约束，避免建筑物向任何一侧倾覆，大大提高建筑物的顶升过程中的安全性，避免建筑物受到损坏；其中的竖向随动支撑结构简单，制作容易且成本低，可以重复利用，而且利用滑块和轨道配合，也使得顶升过程稳定可靠，省时省力，缩短工期。

附图说明

图1是本发明实施例第1阶段顶升的立面示意图；

图2是本发明实施例抗倾柱平面布置示意图；

图3是本发明顶升完成后支撑构件与抗倾柱连接平面示意图；

图4是本发明中抗倾柱与托换梁连接平面示意图；

图5是本发明中竖向随动支撑平面示意图；

图6是图5中A-A的截面图；

图7是图5中B-B的截面图；

图8是本发明第2阶段顶升的立面示意图；

图9是本发明第1阶段顶升后浇筑支撑构件后的立面示意图；

图10是本发明第2阶段顶升拆装并浇筑连梁后进行第3阶段顶升的立面示意图；

图11是本发明交替至第n阶段顶升的立面示意图；

图12是本发明竖向随动支撑拆除并浇筑连梁后的立面示意图。

图中：1、抗倾柱；2、竖向随动支撑；21、轨道；211、第一轨道；212、第二轨道；22、滑块；23、第一连接钢板；24、限位挡条；25、不锈钢衬板；26、第二连接钢板；27、聚四氟乙烯板；3、支撑构件；4、连梁；5、托换梁；6、预埋螺栓；7、建筑物；8、千斤顶；9、垫块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种建筑物顶升防倾覆施工方法，包括以下步骤：

一、建筑物7上部结构整体性加固；

二、制作灌注桩反力基础：在建筑物7基础部位开挖至设计标高，下放钢筋笼，浇筑混凝土，形成灌注桩反力基础；灌注桩反力基础为顶升提供支撑基础；

三、在建筑物底部制作托换梁并在托换梁底部制作支撑构件，支撑构件底部落在灌注桩反力基础上，托换梁和支撑构件之间留有间隙，并使托换梁5的四周均超出建筑物7的外边沿，或与建筑物外边沿平齐，目的在于当建筑物随滑块上升时，滑块不会被突出的建筑物挡住，并且托换梁也能稳稳的托起建筑物，其中留有的间隙用于安装千斤顶；从图8-图12中均可看出托换梁5的放置位置，托换梁5用于承托建筑物7；如图1所示，上述的支撑构件是直接制作在灌注桩反力基础上，用以形成第一次顶升时千斤顶的支撑，在后序顶升一个阶段并支垫垫块后再浇筑的也为支撑构件，用于支撑顶升的建筑物；

四、制作抗倾柱1，在建筑物7四周每一侧至少浇筑一个直立的抗倾柱1，并使抗倾柱1与托换梁5之间保持一定的间距，该间距用于给竖向随动支撑预留安装空间；参见图2，为本实施例中提供的托换梁5的平面布置图；其中，抗倾柱1的底部依托在开挖的设计标高的底面上；

五、制作竖向随动支撑2，参见图4-图7，其中图4为竖向随动支撑2安装于抗倾柱1与托换梁5之间的平面示意图，竖向随动支撑2包括第一连接钢板23、滑块22、第二连接钢板26和轨道21，第一连接钢板23用于固定在托换梁5上，滑块22固定在第一连接钢板23上，第二连接钢板26用于固定在抗倾柱1上，轨道21竖向固定在第二连接钢板26上，滑块22能与轨道21滑动配合，并能沿轨道21上下移动；竖向随动支撑2的结构参见图4；

六、安装千斤顶8，参见图1，在托换梁5与支撑构件3之间的间隙处均匀布设多个千斤顶8；

七、建筑物防倾覆顶升：在各抗倾柱1与托换梁5之间安装竖向随动支撑2，进行顶升，抗倾柱1与竖向随动支撑2的布置参见图2；图3为顶升到位并拆除竖向随动支撑2后的平面布置图；

八、基础回填。

由上述施工步骤可知，本发明是在建筑物7四周浇筑抗倾柱1，在建筑物7底部支撑托换梁5，将竖向随动支撑2安装在抗倾柱1与托换梁5之间，在建筑物7顶升过程中，抗倾柱1从四面对建筑物7约束，建筑物7不能向任何一侧倾覆，避免建筑物倾覆受到损坏，能够提高建筑物顶升过程中的安全性；其中的竖向随动支撑2结构简单，制作容易且成本低，可以重复利用，而且利用滑块22和轨道21配合，也使得顶升过程稳定可靠，省时省力，缩短工期。

进一步地，本发明实施例提供的建筑物上部结构整体性加固的施工过程中，是在建筑物7基础顶部及柱间设置双向支撑，提高底层结构的整体刚度，使建筑物7底层结构形成一个稳定的整体。另外，需注意的是，上部结构整体性加固时，不应改变结构型式，宜以最简单的加固方法有效增强结构的整体性。

进一步地，本发明实施例提供的制作灌注桩反力基础的施工过程中，在原结构基础部位制作灌注桩作为反力基础。首先在原基础边缘处测定桩位，然后边开挖边支护，开挖至桩底设计标高或坚硬的持力层后，下放钢筋笼，最后浇筑混凝土，形成灌注桩，灌注桩为后序顶升提供反力基础，灌注桩是支撑构件3的基础，也是后序千斤顶8的承力基础。

进一步地，本发明需预先制作垫块，用于一个顶升高度后对建筑物7进行临时竖向支撑，同时浇筑时将垫块浇筑在内，而形成支撑构件3的骨架，以提高支撑构件3的强度，使顶升后的建筑物支撑稳固可靠。本实施例提供的垫块9采用H型钢制成，根据顶升高度将垫块9通过螺栓逐个快速连接，能快速支撑到建筑物7底部，同时，在预制过程中，要严格控制垫块的垂直度以及端板的平整度，并且严禁焊缝出现虚焊、缺焊等现象，确保垫块的整体性。垫块的安装支撑位置及连接结构参见图8及图11。

进一步地，本发明实施例提供的抗倾柱1的制作过程中，是在建筑物7四周浇筑抗倾柱1，抗倾柱1与托换梁5之间的距离应保证能够安装竖向随动支撑2，抗倾柱1平面布置示意图如图2所示。其中在浇筑抗倾柱1及支撑构件3时，需要预埋用于固定第一连接钢板和第二连接钢板的预埋螺栓6。

进一步地，抗倾柱1与支撑构件3同批次浇筑，抗倾柱1浇筑高度应能够满足一个顶升高度的行程距离，并且浇筑时要严格控制抗倾柱1的垂直度。其中，抗倾柱1与支撑构件3也可以分批次浇筑，总归，抗倾柱和支撑构件都是要根据顶升批次进行浇筑的，要满足单次顶升批次的高度要求。作为最佳的实施方式，抗倾柱应预先浇筑3个阶段的顶升高度，以前3个阶段顶升为例，当第1阶段顶升完毕后，先要支垫垫块，在浇筑支撑构件时，可以同批次的浇筑第4阶段顶升，拆除第一轨道并安装在第3顶升阶段处；当然，也可以是支撑构件与第3顶升阶段的抗倾柱同批次浇筑，拆除第一轨道，浇筑第1顶升阶段处抗倾柱与支撑构件之间的连梁，待连梁及抗倾柱打到设计强度，将第一轨道安装在第3顶升阶段，开始第2阶段顶升，如此循环顶升。

进一步地，参见图5，为本发明实施例提供的竖向随动支撑2，在滑块22的滑动面上设有聚四氟乙烯板27。另外，在轨道21的滑动面上设有不锈钢衬板25或耐磨板。聚四氟乙烯板27与不锈钢衬板25之间滑动摩擦，滑块22在轨道21中能够无障碍顺利的滑动。

进一步地，本发明实施例中，滑块22采用H型钢制成，轨道21采用槽钢制成，并在轨道21的两内侧面分别设有限位挡条24。限位挡条24对滑块22起到限位的作用，能够防止滑块22脱出。

还需要进一步说明的是，本发明实施例中，竖向随动支撑2制作过程中，连接钢板与滑块22焊接连接，焊缝质量不小于翼缘板与连接板厚度的较小值，轨道21按照滑块的尺寸制作，制作钢板采用锰钢。焊接完成后，在滑块滑动部位粘贴5~10mm厚聚四氟乙烯板，在滑动轨道21槽内粘贴5~10mm厚不锈钢板。

本发明实施例中，竖向随动支撑采用预埋螺栓的安装方式，依次装-拆-装交替进行，根据滑动情况调整滑动轨道拼缝大小，保证型钢滑块能够顺利划入下一轨道。

进一步地，本发明实施例提供的千斤顶8的安装过程中，在托换梁5底部倒挂安装千斤顶8，在与每个抗倾柱1相对应的托换梁5的底部均安装千斤顶8。安装时调整千斤顶8的垂直度，待调整完毕后完成最终固定。安装完毕后，千斤顶8施加压力活塞杆伸出并与下部垫块充分接触，其安装位置见图1。

进一步地，参见图8-图12，本发明实施例提供的建筑物防倾覆顶升施工中，两个轨道21为一组，两轨道21分别记为第一轨道211和第二轨道212，在顶升过程中第一轨道211和第二轨道212交替装拆使用；安装竖向随动支撑2，第一轨道211自抗倾柱1底部起安装，第一轨道211上面紧邻安装第二轨道212，滑块22与第一轨道211配合，操作千斤顶8，进行第1阶段顶升，记为n1，并如图1所示；随着建筑物7顶起，滑块22及相连的建筑物7上升至第一轨道211末尾，完成第1阶段顶升，在千斤顶8下面支撑垫块9，继续顶升使滑块22滑离第一轨道211进入第二轨道212，并如图8所示，进行第2阶段顶升，记为n2；当滑块22完全脱离第一轨道211后，对支撑在下面的垫块9进行浇筑形成支撑构件3，并如图9所示；然后拆除第一轨道211并将其安装在第二轨道212上面的第3阶段顶升位置，当滑块22脱离第二轨道212后进入上面的第一轨道211，即进入第3阶段顶升，记为n3；拆除第一轨道211处，浇筑的支撑构件3与相对应的抗倾柱1之间浇筑连梁4，并如图10，待混凝土强度满足设计要求后进行第3阶段顶升；依次交替顶升至最后第n阶段顶升，记为n，如图11；支垫垫块9，拆除千斤顶8，拆除竖向随动支撑2，在托换梁5与抗倾柱1之间浇筑连梁4，将建筑物7与抗倾柱1连接在一起，完成建筑物整体顶升，其中图12为顶升完成后的立面图，图3为顶升完成后的平面图。本发明中，每顶升一个阶段，都需要支撑垫块9并浇筑为支撑构件3，在拆除该段的轨道后，还需要在支撑构件3与抗倾柱1之间浇筑连梁4，形成层层连接加固，最终形成如图12、图3所示的结构，使抗倾柱1和建筑物7浇筑连接为一体，建筑物7在四周抗倾柱1的保护下，不会倾覆和倾斜。

进一步地，在后序各顶升阶段中的连梁4采用在抗倾柱1及支撑构件3上植筋的方式连接，根据计算确定植筋深度，然后支模板浇筑混凝土养护成型。

进一步地，再参见图3，本发明提供的实施例之一，各顶升阶段浇筑的连梁4包括浇筑在支撑构件3与抗倾柱1之间的直连梁、以及在相对的两侧的抗倾柱1与另外两侧的支撑构件3之间设置的斜连梁。通过直连梁、斜连梁及抗倾柱1，形成一个筒壁，将建筑物7包绕在其内，从四周对建筑物7进行约束，避免建筑物7在顶升过程中发生倾覆。

进一步地，再参见图3，本发明提供的实施例之一，在建筑物7任一相对的两侧分别设有两根抗倾柱1，在另外的两对侧分别设有一根抗倾柱1，斜连梁设于建筑物7具有一根抗倾柱1的两侧。

本发明最后一步，基础回填，待建筑物顶升至既定位置后，对基础进行回填，根据建筑物底部空间采用不同的回填方法，逐层回填并压实，最后采用注浆的方式进行加固式填充。

本发明的设计思路及操作过程如下：采用垫块9作为竖向临时支撑，将垫块9浇筑混凝土作为竖向支撑构件3，在顶升建筑物周围设置抗倾柱1作为主要水平受力构件，在建筑物与抗倾柱1之间设置竖向随动支撑2作为主要的支撑限位装置，竖向随动支撑2采用滑块22和轨道配合的结构，滑块22固定在建筑物托换梁5上，轨道固定在抗倾柱1上，随着顶升高度增加轨道交替接长，某一顶升阶段完成后拆除轨道并安装在下面的顶升阶段继续循环使用，在支撑构件3与抗倾柱1之间增设连梁4连接，然后再进行下阶段顶升，依次循环进行，建筑物顶升至既定位置后，拆除滑块22和轨道，在托换梁5和抗倾柱1之间增设连梁4，使建筑物和抗倾柱1形成一个整体，增加建筑物整体稳定性，提高建筑物安全储备。

采用本发明实施例提供的上述建筑物顶升防倾覆施工方法，操作简单快捷，能够保证建筑物顶升过程中的安全稳定，提高顶升建筑物的安全性，可广泛适用于既有建筑物或构筑物整体顶升工程，具有较好的社会效益和经济效益，为建筑物整体顶升开辟了新的思路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。