既有裂缝古瓮城门璇顶重建城楼换撑式空间桩基处理方法与流程

1.本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及古城墙上重建城楼的施工，具体是一种既有裂缝古瓮城门璇顶重建城楼换撑式空间桩基处理方法。


背景技术：

2.对于现存的部分古城，由于年代久远以及对其保护的不善，损毁都比较严重，对其的修复是一个庞大且艰难的工程。特别是位于瓮城门璇顶部的城楼，由于其高度较高且底部是门璇的原因，更是容易塌毁，并且其底部的门璇位置也是裂缝众多，岌岌可危。为了最大限度的保存现有古建部分，所以会在现有门璇上方重新新建城楼，现有的施工方法是在门璇部分换填灰土地基，筏板基础，新增荷载通过筏板均布落于既有门璇顶部，但是由于既有门璇裂缝较多，这样易引起门璇沉降，加速既有裂缝发展，严重影响既有结构的安全。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种既有裂缝古瓮城门璇顶重建城楼换撑式空间桩基处理方法。
4.本发明是通过如下技术方案实现的：一种既有裂缝古瓮城门璇顶重建城楼换撑式空间桩基处理方法，在门璇顶上位于门璇洞口两侧的位置各设置两排混凝土灌注桩，，混凝土灌注桩从城墙墙顶穿过墙芯夯填土直至地基的卵石层，混凝土灌注桩的桩体与墙芯夯填土之间设置有隔离层；两排混凝土灌注桩的桩顶之间设置横跨门璇洞口两侧设置的承台转换梁。
5.本发明是针对新建城楼下既有门璇裂缝控制，在既有瓮城门璇顶部新建城楼，采用换撑式空间桩基处理后，使新建城楼结构与既有门璇结构分离，新建城楼结构荷载通过换撑体系转移至卵石层，不再对既有门璇结构产生影响，解决门璇裂缝的产生。本发明方法具体是在门璇顶部洞口两侧（门璇洞侧壁外侧）位置，设置混凝土灌注桩，桩顶设承台转换梁（横跨门璇），新建城楼坐落于转换梁上。这样城楼荷载通过转换梁、桩基至卵石层地基，降低了新建城楼结构荷载对既有门璇结构的影响，确保了既有门璇结构的沉降稳定。
6.进一步的，隔离层采用油毡隔离层。
7.进一步的，对于门璇洞口同一侧的两排混凝土灌注桩，分为靠近门璇洞口侧壁设置的内排混凝土灌注桩和远离门璇洞口侧壁设置的外排混凝土灌注桩，内排混凝土灌注桩与门璇洞口侧壁之间的间距为2304mm，外排混凝土灌注桩与内排混凝土灌注桩之间的间距为4750mm；内排混凝土灌注桩包括四根混凝土灌注桩，其中，位于中间的两根混凝土灌注桩的间距为4200mm，位于两端的两根混凝土灌注桩与位于中间的两根混凝土灌注桩的间距均为4000mm；外排混凝土灌注桩包括两根混凝土灌注桩，该两根混凝土灌注桩分别与内排混凝土灌注桩中位于中间的两根混凝土灌注桩对齐设置，其间距也为4200mm；每根混凝土灌注桩从地面以下至卵石层的桩长不小于3m。
8.进一步的，混凝土灌注桩的整体长度为19-20m，桩身直径为1000mm，桩身混凝土强
度为c35；混凝土灌注桩的钢筋笼骨架的规格为φ16mm，其内侧加颈筋并焊接连接，颈筋的规格为φ12@2000mm，螺旋箍筋的规格为φ8@200mm。
9.进一步的，混凝土灌注桩的成孔采用人工开挖的方式进行，人工开挖第一节孔，然后在第一节孔设置内隔离层，最后在第一节孔内设置混凝土护壁，第一节孔施工完成后，以同样的方式进行第二节孔、第三节孔、
……
、第n节孔的施工，直至整个孔施工完成。
10.进一步的，1）第一节孔挖深1.2m，标准节孔挖深1.0m，以此作为施工循环；由人工逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层用锤、钎或风镐破碎；开挖孔的深度超过10m时，设置通风措施；2）每节孔挖好后，沿孔壁周圈铺设油毡隔离层，用铁钉将油毡隔离层钉入土壁，把桩与土层隔离；3）每节孔铺设好后，放置护壁钢筋，安装护壁模板，浇筑护壁混凝土，形成混凝土护壁。
11.进一步的，混凝土灌注桩成桩后4-7d，通过预设于桩身内的两根注浆导管对桩端注入水泥浆，使桩端与卵石层固结为整体，加大桩径。
12.进一步的，注浆导管的设置方法如下：1）注浆导管加工：注浆导管的材质为q235b，内径不小于30mm，壁厚不小于3.5mm；将注浆导管的底端砸扁，距底端上部150～200mm范围内打注浆孔，注浆孔孔径为7mm，并用胶布缠裹密封，作为底端；注浆导管的顶端及其余管段套丝、管箍连接；2）注浆导管安放：将注浆导管的底端插入钢筋笼最下一根加强圈内，加强圈上下均用14#铁丝与主筋扎紧；边下放钢筋笼边接注浆导管，注浆导管顶部用丝堵上紧，防止混凝土灌注过程中杂物及混凝土落入管中；3）搅拌水泥浆：水灰比按设计要求0.55（重量比）进行设置，搅拌好的浆液通过3*3mm滤网过滤；4）开始注浆：当一根注浆导管冒浆时，停泵，封堵冒浆的注浆导管，然后继续开泵另一根注浆导管注浆，注浆排量控制在每分钟50～60升范围内；5）注浆量的控制：每桩注浆水泥用量达到2吨，即可停止注浆；或者是注浆总量达到设计要求总量的75%，且压浆压力达到2～3mpa，稳定十分钟后，即可停止注浆。
13.进一步的，注浆导管的长度为：桩长+空桩+1.0m。
14.本发明方法是采用换撑分离空间桩基处理方法，技术先进、设计科学、工艺简单，并在确保新建城楼结构质量的基础上，保证既有门璇结构变形稳定，避免了由于上部荷载引起的既有瓮城门璇结构的沉降、开裂，提高了古建修复质量，减少了修缮费用，延续了历史文脉，有效地保护了古城历史文化遗存。
附图说明
15.此处的附图用来提供对本发明的进一步说明，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
16.图1为本发明方法中门璇顶部混凝土灌注桩的平面分布示意图。
17.图2为通过本发明方法在既有裂缝古瓮城门璇顶重建城楼的示意图。
18.图3为本发明方法中混凝土灌注桩孔的截面示意图。
19.图中：1-门璇、2-混凝土灌注桩、3-墙芯夯填土、4-卵石层、5-隔离层、6-承台转换梁、7-注浆导管、8-钢筋笼。
具体实施方式
20.为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施方式及实施例中的特征可以相互组合。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.如图1至图3所示，一种既有裂缝古瓮城门璇顶重建城楼换撑式空间桩基处理方法，在门璇1顶上位于门璇洞口两侧的位置各设置两排混凝土灌注桩2，混凝土灌注桩2从城墙墙顶穿过墙芯夯填土3直至地基的卵石层4，混凝土灌注桩2的桩体与墙芯夯填土3之间设置有隔离层5，隔离层5采用油毡，隔离层5使桩体结构与墙芯夯填土3分离，以防桩基施工或承载过程中位移，对侧壁土体产生摩阻力，影响既有门璇1结构安全；两排混凝土灌注桩2的桩顶之间设置横跨门璇洞口两侧设置的承台转换梁6。
24.对于门璇洞口同一侧的两排混凝土灌注桩2，分为靠近门璇洞口侧壁设置的内排混凝土灌注桩和远离门璇洞口侧壁设置的外排混凝土灌注桩，内排混凝土灌注桩与门璇洞口侧壁之间的间距为2304mm，外排混凝土灌注桩与内排混凝土灌注桩之间的间距为4750mm，此距离太近施工时影响门璇1结构，太远影响上部转换梁截面高度；内排混凝土灌注桩包括四根混凝土灌注桩2，其中，位于中间的两根混凝土灌注桩2的间距为4200mm，位于两端的两根混凝土灌注桩2与位于中间的两根混凝土灌注桩2的间距均为4000mm；外排混凝土灌注桩包括两根混凝土灌注桩2，该两根混凝土灌注桩2分别与内排混凝土灌注桩中位于中间的两根混凝土灌注桩2对齐设置，其间距也为4200mm；每根混凝土灌注桩2从地面以下至卵石层4的桩长不小于3m。
25.混凝土灌注桩2的整体长度为19-20m，桩身直径为1000mm，桩身混凝土强度为c35；混凝土灌注桩2的钢筋笼骨架的规格为φ16mm，其内侧加颈筋并焊接连接，颈筋的规格为φ12@2000mm，螺旋箍筋的规格为φ8@200mm。
26.为了避免机械成孔振动对既有结构的扰动，加速裂缝发展，影响结构安全，混凝土灌注桩2的成孔采用人工开挖的方式进行，人工开挖第一节孔，然后在第一节孔设置内隔离层5，最后在第一节孔内设置混凝土护壁，第一节孔施工完成后，以同样的方式进行第二节孔、第三节孔、
……
、第n节孔的施工，直至整个孔施工完成，该施工步骤中，具体施工细节如
下：1）第一节孔挖深1.2m，标准节孔挖深1.0m，以此作为施工循环；由人工逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层用锤、钎或风镐破碎；开挖孔的深度超过10m时，设置通风措施；2）每节孔挖好后，沿孔壁周圈铺设油毡隔离层5，用铁钉将油毡隔离层5钉入土壁，把桩与土层隔离；3）每节孔铺设好后，放置护壁钢筋，安装护壁模板，浇筑护壁混凝土，形成混凝土护壁。
27.混凝土灌注桩2成桩后4-7d，通过预设于桩身内的两根注浆导管7对桩端注入水泥浆，使桩端与卵石层4固结为整体，加大桩径，从而提高单桩承载力，减少桩沉降量；其中，注浆导管的设置方法如下：1）注浆导管7加工：注浆导管7的材质为q235b，内径不小于30mm，壁厚不小于3.5mm；将注浆导管7的底端砸扁，距底端上部150～200mm范围内打注浆孔，注浆孔孔径为7mm，并用胶布缠裹密封，作为底端；注浆导管7的顶端及其余管段套丝、管箍连接；注浆导管7的长度为：桩长+空桩+1.0m；2）注浆导管7安放：将注浆导管7的底端插入钢筋笼8最下一根加强圈内，加强圈上下均用14#铁丝与主筋扎紧；边下放钢筋笼8边接注浆导管7，注浆导管7顶部用丝堵上紧，防止混凝土灌注过程中杂物及混凝土落入管中；3）搅拌水泥浆：水灰比按设计要求0.55（重量比）进行设置，搅拌好的浆液通过3*3mm滤网过滤；4）开始注浆：当一根注浆导管7冒浆时，停泵，封堵冒浆的注浆导管7，然后继续开泵另一根注浆导管7注浆，注浆排量控制在每分钟50～60升范围内；5）注浆量的控制：每桩注浆水泥用量达到2吨，即可停止注浆；或者是注浆总量达到设计要求总量的75%，且压浆压力达到2～3mpa，稳定十分钟后，即可停止注浆。
28.本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。