古城墙加固反力装置及使用方法

[0001] 本发明属于水利工程技术领域 ,具体是一种古城墙加固反力装置及使用方法。


背景技术：

[0002]
我国许多地方的古城墙兼具军事防御及防洪功能于一身，如荆州、寿州、文安、潮州、肇庆、赣州、台州、太和镇、安康、常德等地的古城墙均是如此;许多古城墙至今仍在发挥防洪作用; 浙江省兰溪市古城墙每年洪峰过后都会出现多处冒水、管涌，甚至部分倒塌，洪水灌入老城造成城区被淹的情况，度汛存在安全隐患；进行古城墙的加固，确保防洪安全和文物安全迫在眉睫；由于古城墙填土多为杂填土，其结构不均、渗透性大，为解决古城墙遇洪水出现冒水、管涌甚至造成倒塌的问题，采用水利工程中经常使用的帷幕灌浆法，对古城墙填土进行处理是比较好的方法之一，然而古城墙的特殊性决定了灌浆孔不能距离古城墙壁太近，如果太近，在灌浆压力作用下古城墙壁及部分填土会被挤压垮塌，不仅起不到保护古城墙的作用，反而适得其反；灌浆孔距离古城墙壁过远，同样存在类似问题，洪峰时，洪水通过古城墙壁的大量孔洞进入古城墙壁与帷幕之间的填土，洪峰过后，水流又会沿原路流出古城墙，古城墙壁及部分填土在饱和土主动土压力及渗透力双重作用下很容易垮塌，因此，发明一种安全有效的古城墙加固方法非常必要。


技术实现要素：

[0003]
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种古城墙加固反力装置，由底梁、立柱、斜柱、钢钎、剪刀支撑、钢模板、黏土阻隔反力垫、钢钎孔组成,所述的底梁、立柱、斜柱通过焊接连接为一个整体支架，底梁开设有钢钎孔；立柱开设有螺丝孔，剪刀支撑两端开设有螺丝孔，钢模板开设有螺丝孔，剪刀支撑与立柱通过螺丝连接，钢模板与立柱通过螺丝连接，各块钢模板之间通过模板卡连接。古城墙加固反力装置的使用方法，包括以下步骤；第一步，平整场地，用人工将古城墙底部地面修整为平面；第二步，整体支架就位，底梁与古城墙延长线垂直，立柱与古城墙壁距离0.8米，将钢钎放入钢钎孔，打入地下，通过钢钎将整体支架锚定牢固；第三步，重复第二步，锚定下一榀整体支架，以此类推，至整个古城墙加固段整体支架锚定完成；第四步，用螺丝将剪刀支撑两端分别固定在相邻两榀整体支架的立柱上，以此类推，至整个古城墙加固段的整体支架连接为一个整体；第五步，在立柱与古城墙之间组装钢模板，采用土木工程常规做法，将各块钢模板通过模板卡连接在一起，组装的钢模板高度为1.0米，用螺丝将组装后的钢模板固定在立柱上；第六步，在模板与古城墙之间填筑塑性指数大于17的黏土，填筑厚度30厘米，人工使用木夯夯实，夯实后土层厚度20厘米；
第七步，重复第六步，至夯实黏土土层厚度接近模板高度；第八步，重复第五步至第七步，以此类推，至夯实黏土土层厚度与古城墙齐平，黏土阻隔反力垫形成；第九步，在古城墙壁内侧制备灌浆孔，深度与古城墙高度相同，通过压力灌入水泥浆液进行帷幕灌浆；第十步，灌注水泥浆液三天后，拔出钢钎，拆除剪刀支撑、整体支架、钢模板、清除黏土阻隔反力垫；第十一步，用高压水流清洗古城墙壁表面粘附的黏土，工程结束。
[0004]
本发明的古城墙加固反力装置及使用方法的有益效果是：古城墙加固反力装置可以为古城墙壁提供足够的反力保护，可以贴近古城墙壁内侧制备帷幕灌浆孔进行压力灌浆，在灌浆压力作用下古城墙壁及填土均可处于静止安全状态，不会出现被挤坍塌的问题；由于古城墙壁多为条石垒砌，条石之间存在大量缝隙、孔洞；古城墙加固反力装置的黏土阻隔反力垫部分，还能起到保护水泥浆液充分进入古城墙壁大量缝隙、孔洞，对古城墙壁起到缝隙、孔洞填充、条石粘接的作用，该装置很好地解决了现存的技术难题，做到了既加固填土使其能够阻止水流进入古城墙内，避免洪水期古城墙冒水、管涌，甚至部分倒塌的问题，又能增加古城墙壁自身强度，实现了古城墙的真正加固，确保古城墙防洪安全和文物安全。
附图说明
[0005]
图1是古城墙加固反力装置示意图；图2是使用该装置加固后的古城墙示意图；图3是该装置不含黏土阻隔反力垫示意图；图4是该装置不含黏土阻隔反力垫局部示意图；图5是该装置不含黏土阻隔反力垫和钢模板示意图；图6是该装置一榀整体支架示意图。
具体实施方式
[0006]
下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0007]
如图1
‑
6所示，本发明的古城墙加固反力装置由底梁1、立柱2、斜柱3、钢钎4、剪刀支撑5、钢模板6、黏土阻隔反力垫7、钢钎孔8组成,所述的底梁1、立柱2、斜柱3通过焊接连接为一个整体支架，底梁1开设有钢钎孔8；立柱2开设有螺丝孔，剪刀支撑5两端开设有螺丝孔，钢模板6 开设有螺丝孔，剪刀支撑5与立柱2通过螺丝连接，钢模板6与立柱2通过螺丝连接，各块钢模板6之间通过模板卡连接，土木工程通用方法。
[0008]
古城墙加固反力装置的使用方法包括以下步骤；第一步，平整场地，用人工将古城墙底部地面修整为平面；第二步，整体支架就位，底梁1与古城墙延长线垂直，立柱2与古城墙壁距离0.8米，将钢钎4放入钢钎孔8，打入地下，通过钢钎4将整体支架锚定牢固；第三步，重复第二步，锚定下一榀整体支架，以此类推，至整个古城墙加固段所有整体支架锚定完成；第四步，用螺丝将剪刀支撑5两端分别固定在相邻两榀整体支架的立柱2上，以此
类推，至整个古城墙加固段的整体支架连接为一个整体；第五步，在立柱2与古城墙之间组装钢模板6，采用土木工程常规做法，将各块钢模板6通过模板卡连接在一起，组装的钢模板6高度为1.0米，用螺丝将组装后的钢模板6固定在立柱2上；第六步，在模板6与古城墙之间填筑塑性指数大于17的黏土，填筑厚度30厘米，人工使用木夯夯实，夯实后土层厚度20厘米；第七步，重复第六步，至夯实黏土土层厚度接近模板高度；第八步，重复第五步至第七步，以此类推，至夯实黏土土层厚度与古城墙齐平，黏土阻隔反力垫7形成；第九步，在古城墙壁内侧制备灌浆孔，深度与古城墙高度相同，通过压力灌入水泥浆液进行帷幕灌浆，土木工程通用方法；第十步，灌注水泥浆液三天后，拔出钢钎4，拆除剪刀支撑5、整体支架、钢模板6、清除黏土阻隔反力垫7；第十一步，用高压水流清洗古城墙壁表面粘附的黏土，工程结束。
[0009]
本发明的古城墙加固反力装置可以为古城墙壁提供足够的反力保护，可以贴近古城墙壁内侧制备帷幕灌浆孔进行压力灌浆，在灌浆压力作用下古城墙壁及填土均可处于静止安全状态，不会出现被挤坍塌的问题；由于古城墙壁多为条石垒砌，条石之间存在大量缝隙、孔洞；古城墙加固反力装置的黏土阻隔反力垫部分，还能起到保护水泥浆液充分进入古城墙壁大量缝隙、孔洞，对古城墙壁起到缝隙、孔洞填充、条石粘接的作用，该装置很好地解决了现存的技术难题，做到了既加固填土使其能够阻止水流进入古城墙内，避免洪水期古城墙冒水、管涌，甚至部分倒塌的问题，又能增加古城墙壁自身强度，实现了古城墙的真正加固，确保古城墙防洪安全和文物安全;该实施例为有防洪要求的古城墙加固，对于没有防洪要求的古城墙、古建筑等建筑物、构筑物的加固，该方法同样适用；只要属于该专利基本原理：采用黏土等柔性、低渗透性散粒结构材料作为柔性模板起阻挡作用的构想，不论在墙体一侧或两侧进行加固，均落在本专利的保护范围内。