用于临近重要建构筑物的永久性支护的后加固方法与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种用于临近重要建构筑物的永久性支护的后加固方法。


背景技术：

2.根据不同地区地形地貌的分布构成，许多重要建构筑物建设所处环境越来越复杂，其中建筑于高边坡上以及地形高差起伏较大场地条件下的建构筑物已非常普遍，这种条件下往往是在高边坡或起伏场地周边进行永久性支护并在周边进行护坡打造以确保场地内建设的相关建筑物安全及场貌景观的体现。然而由于复杂的场地条件、勘查技术水平、相关专业设计及配合水平、施工组织的缺陷可能导致部分地段或区域出现永久性支护已经完成却不足以满足支护高度及护坡的安全要求，需进行加固及边坡防护处理。
3.目前，常规的处理方法有两种，一种是在原支护体系上直接加高设置剪力墙，这种一般不会对周边已形成的基础或建构筑物造成影响，但是由于和原支护结构的匹配性较差以及受力结构的局限，挡土高度非常有限，为后期护坡及周边结构安全造成很大隐患；另一种就是基于原支护结构采用安全支护整体受力计算，全方位的按照原支护体系结构形式进行增高加固，加固处理复杂，尤其是对这种加固伴随着对支护周边竖向、水平大范围的开挖已提供有效作业面，将会造成相关地基基础及建构筑物的破坏，操作性差。
4.对临近重要建构筑物环境下永久性支护后加固并考虑后期边坡整体防护目前类似工程的建设经验较少，随着新型材料泡沫砼的出现，考虑到其强度、稳定性好，容重轻，与土质材料在同体积下对比，容重可仅为其3％，价格相对较低，可作为特殊高边坡的安全填充材料同土质材料复合使用，运用材料的优越性研究在临近重要建构筑物环境下永久性支护后加固及边坡防护方法的研究具有非常重要的工程应用价值。


技术实现要素：

5.为克服现有在永久性支护基础上进行后加固处理方式存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于临近重要建构筑物的永久性支护的后加固方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.用于临近重要建构筑物的永久性支护的后加固方法，包括以下步骤：
8.a、对需要进行后加固的支护段及周边进行实地踏勘，并查阅相关资料，了解原支护结构的设计、材料技术参数；
9.b、在原支护结构的基础上设计新的加固段，确定加固段的尺寸以及采用泡沫砼作为加固材料，然后通过软件分析整个支护结构的力学性能和稳定性；
10.c、确保设计无误后，先在原支护结构的护壁挡墙顶部支模并浇注泡沫砼，形成加固段剪力墙，随后在加固段剪力墙两端与建构筑物之间支设单侧墙体模板；
11.d、对原支护结构护壁挡墙内的回填土进行压实、平整处理，然后铺设碎石滤水垫层；
12.e、以加固段剪力墙和单侧墙体模板作为浇注模板，采用泡沫砼在碎石滤水垫层上进行分层浇注，直到达到设计高度，形成泡沫砼填料；
13.f、待泡沫砼填料完全凝固后，在坡面上设置土工格室，并植草防护。
14.进一步的是，在确定加固段的尺寸时，主要包括加固段锚固点a、加固段顶点b、护坡最高点c和换填最低点d各点位的高程，以及加固段垂直高度h和加固段距离重要建构筑物的桩基的边界的水平距离s。
15.进一步的是，在对加固后的支护结构进行分析时，采用理正岩土及pkpm相关专业设计软件进行模拟推演计算，确定最终处理方案。
16.进一步的是，在进行加固段剪力墙的浇注之前，先在原支护结构外侧搭设双排防护及操作架，然后在护壁挡墙顶部植入竖向钢筋，水平筋绑扎于竖向钢筋上，最后支模浇注。
17.进一步的是，在步骤d中，先清理原始坡面，然后将坡面开挖成台阶面，再进行压实、平整，所述台阶面的水平长度为1-1.5m，高度为0.3-0.5m。
18.进一步的是，在铺设碎石滤水垫层时，选用5-15mm的干净碎石铺设在台阶面的水平面上，竖直面上先采用钢丝收口网做支挡，然后再填入碎石。
19.进一步的是，在步骤e中，泡沫砼填料沿台阶面由坡底向坡顶分层浇筑，单次浇筑厚度为台阶高度，上层砼浇筑必须在下层砼浇筑完成或终凝后进行。
20.进一步的是，在步骤f中设置土工格室时，先在泡沫砼坡面上洒一层厚度不低于300mm的优质土壤，然后铺装格室，并间隔打入钩形铆桩将格室固定在泡沫砼坡面上，所述钩形铆桩的高度不小于格室高度的2倍。
21.进一步的是，在格室张拉开并铆紧后，用适合种植草皮或草籽的优质改良土由上往下填充格室空间，填充高度不小于格室高度的1.2倍，并拍打结实，及时种上植被。
22.进一步的是，植被种好后，从坡顶向下铺设三维土工网垫至坡脚，三维土工网垫横向搭接宽度不小于20cm，纵向搭接宽度不小于30cm，并间隔插设u型钉将其与泡沫砼坡面锚固在一起。
23.本发明的有益效果是：通过对已施工完成的永久性支护进行简易处置，采用容重极轻的泡沫砼成型体代替容重大、塑性强、稳定性差的土质材料作为加固填料，将影响加固安全的重心转化为改变边坡的构造及防护措施，从而实现重要建构筑物所处高边坡环境的整体安全，缩短了加固周期、节约了施工成本。
附图说明
24.图1是原支护结构示意图。
25.图2是本发明加固段的结构示意图。
26.图3是本发明泡沫砼填料坡面的结构示意图。
27.图4是本发明实施例中的工程结构示意图。
28.图中标记为，1-原支护结构，2-加固段，3-建构筑物，11-护壁挡墙，12-回填土，21-加固段剪力墙，22-碎石滤水垫层，23-泡沫砼填料，24-土工格室，25-钩形铆桩，26-三维土工网垫，27-u型钉，31-桩基。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
30.如图1、图2所示，本发明用于临近重要建构筑物的永久性支护的后加固方法，包括以下步骤：
31.a、对需要进行后加固的支护段及周边进行实地踏勘，并查阅相关资料，了解原支护结构1的设计、材料技术参数；
32.b、在原支护结构1的基础上设计新的加固段2，确定加固段2的尺寸以及采用泡沫砼作为加固材料，然后通过软件分析整个支护结构的力学性能和稳定性；
33.c、确保设计无误后，先在原支护结构1的护壁挡墙11顶部支模并浇注泡沫砼，形成加固段剪力墙21，随后在加固段剪力墙21两端与建构筑物3的桩基31之间支设单侧墙体模板；
34.d、对原支护结构1的护壁挡墙11内的回填土12进行压实、平整处理，然后铺设碎石滤水垫层22；
35.e、以加固段剪力墙21和单侧墙体模板作为浇注模板，采用泡沫砼在碎石滤水垫层上进行分层浇注，直到达到设计高度，形成泡沫砼填料23；
36.f、待泡沫砼填料23完全凝固后，在其坡面上设置土工格室24，并植草防护。
37.本发明主要采用容重极轻的泡沫砼成型体代替容重大、塑性强、稳定性差的土质材料作为加固填料，对原支护结构1影响及改造较小，并且质量轻、强度高，不会对原支护结构1的承载造成负担，可保证其支护的稳定性和安全性。
38.在进行实地踏勘的时候，主要包括以下内容：实地考察，查看原支护结构1的地基采用何种形式，可以是换填也可以是桩基；查看原支护结构挡墙，可以是护壁挡墙、承重挡墙等各类挡土墙，了解其构造及现状；查看建构筑物3的桩基31实施情况和现状；查看地下室结构或基础或建构筑物3实施情况或所处现状，建构筑物3既可以完成后也可以正处于实施中；查看地基土和回填土现状，此时由于要确保建构筑物3或基础的实施条件，往往回填土均实施完成，因而会给加固处理带来更多不利因素，综合分析实施处理方案和实施过程可能产生的隐患和风险，制定相应的应急措施。
39.查阅资料时主要包括：充分查阅原支护结构1的设计图纸、技术变更、图纸会审、地勘报告等相关技术文件，结合踏勘情况，现场通过实测支护与建构筑物3的桩基31边界水平距离s、加固段锚固段a以及换填最低点d的高程，岩土特性及相关的支护结构设计、材料技术参数。
40.根据上述资料，在确定加固段2的尺寸时，主要根据加固段锚固点a确定加固段顶点b的高程，根据换填最低点d确定护坡最高点c的高程，以及加固段垂直高度h。确定上述尺寸以及后泡沫砼的容重、强度等级之后就能通过专用软件推演计算出加固段及整个支护结构的强度、重量、稳定性等力学性能。在对加固后的支护结构进行分析时，采用理正岩土及pkpm相关专业设计软件进行模拟推演计算，确定最终处理方案。
41.在进行加固段剪力墙21的浇注之前，需要先在原支护结构1外侧搭设双排防护及操作架，防止施工工程中高处坠落风险，然后在护壁挡墙11顶部植入竖向钢筋，水平筋绑扎于竖向钢筋上，最后支模浇注。
42.在步骤d中，为了保证坡面的稳定，本技术的优选方案是，先清理回填土12的原始
坡面，然后将坡面开挖成台阶面，再进行压实、平整，所述台阶面的水平长度为1-1.5m，高度为0.3-0.5m。将坡面改为台阶面，能够增加后续填料的稳定性，避免出现相对滑移现象。安装上述尺寸设置台阶面，能够保证原始坡面稳定，从而起到更好的承载作用。
43.在铺设碎石滤水垫层22时，优选5-15mm的干净碎石铺设在台阶面的水平面上，竖直面上先采用钢丝收口网做支挡，然后再填入碎石。设置碎石滤水垫层22可有利于水流排导，提高泡沫砼填料23的稳定性。
44.在步骤e中，泡沫砼填料23沿台阶面由坡底向坡顶分层浇筑，单次浇筑厚度为台阶高度，约为300mm，泡沫砼强度和容重必须按照计算确定的参数配置，为避免泡沫破坏，上层砼浇筑必须在下层砼浇筑完成或终凝后进行。
45.如图3所示，在步骤f中设置土工格室24时，先在泡沫砼填料23的坡面上洒一层厚度不低于300mm的优质土壤，然后铺装格室，格室应以主受力方向，由上向下铺设，充分张开格室组件，并间隔打入钩形铆桩25将格室固定在泡沫砼坡面上，可在每一格打入一个钩形铆桩25。所述钩形铆桩25的高度不小于格室高度的2倍，优选方案是钩形铆桩25的长度为格室本身高度的2倍加30cm，如5cm格室，它的钩形铆桩25应为2
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5cm+30cm，为40cm长度。
46.在格室张拉开并铆紧后，用适合种植草皮或草籽的优质改良土由上往下填充格室空间，填充高度不小于格室高度的1.2倍，并拍打结实，及时种上植被。植被种好后，从坡顶向下铺设三维土工网垫26至坡脚，三维土工网垫26横向搭接宽度不小于20cm，纵向搭接宽度不小于30cm，并间隔插设u型钉27将其与泡沫砼坡面锚固在一起。最后，在三维土工网垫26铺好后，向边坡面均匀洒水，水应该透入边坡表面不小于5cm。在填好土的坡面上喷播符合要求的草灌结合的种子，向三维土工网垫26表面抛洒1～2cm的细粒耕植落肥土，使土和种子能漏入三维土工网垫26及其下的空隙中，并修整表面及清除杂物，及时养护，完成土工格室植草防护。
47.下面通过实施例对本发明进一步说明。
48.实施例一
49.某市配套住房和人才公寓项目为群体高层住宅项目，总建筑面积148937.13平方米，地下室两层，基础为桩基+筏板+独立基础，地下室框架结构，地上剪力墙结构，建筑总高度为6.150m～79.950m，工程造价为4.48亿元。建筑场地由北至南，高低起伏大，形态极不规则，后期地下室亦由北至南从隐蔽至镂空布置，尤其西侧建构筑物处于20m高边坡上修建，共采用七段高差不同、支护不同的永久性支护结构设计，包括桩板墙支护，双排桩基托梁挡墙及无桩基护壁式挡墙形式，具体如图4所示，西侧周边重要建构筑物处于高边坡填方地基上，回填压实桩基作为持力层结构，设计及施工条件异常困难。
50.当永久性支护全部完成，进行周边高边坡回填对破造型时发现，cd段缺口预留无法满足高边坡堆土及地下室结构回填隐蔽要求，产生塌方现象，同时对后期位于周边的重要建构筑物产生变形风险，需回填6m高和12mx12m长宽。
51.专业人员经过计算采用常规回填土及支护加高处理，需淘挖12米深24m长宽幅度的地基土方能满足加固需求，这必然造成永久性支护及重要建构筑物的桩基、地下室、挡土墙等重要结构的破坏风险，操作难度大，处理周期及成本也相当大。
52.通过专题研究，采取本技术所提供的上述方法，通过设计计算采用相应厚度、相应强度和容重的泡沫砼换填缺口并对cd段进行简易的剪力墙围护加固，坡面采用土工格室护
坡造型，完成后经过长周期变形观察，重要建构筑物、高边坡安全稳定，最终达到了在临近重要建构筑物环境下永久性支护后加固及边坡防护的目的。因此，本技术的用于临近重要建构筑物的永久性支护的后加固方法可操作性高、处理工期短、投入成本低、安全性高，能为类似工程提供良好的指导作用。