本发明涉及一种加固改在隔震体系，特别是一种石结构古牌楼基础隔震体系及其施工方法，其采用树根桩、承台、隔震垫、钢筋混凝土连梁和销键组合而成，属于抗震加固技术领域。
背景技术：
防震减灾一直是我国各级政府部门的重要工作内容，近年来频繁的地震对数百年乃至数千年的古建筑造成巨大破坏以2008年汶川8.0级地震为例，据不完全统计，仅四川省就有83处全国重点文物保护单位和174处省级文物保护单位遭受不同程度的破坏，造成了巨大的损失。传统古建筑加固主要侧重上部杆件之间的连接加固及杆件本身加固，有一定效果，但古建筑作为整体抗震性能的提高是最为必要的，近年来桩技术、隔震技术的快速发展为古建筑提高整体抗震性能提供了可能。牌楼是我国古建筑的重要形式，也是各类古建筑群的标志性建筑，其重要性不言而喻，分布也极其广泛。然而牌楼的较大单跨度∏结构形式决定了其抗地震力极其薄弱——横向失稳，纵向不协同，而且头重脚轻，极易横向倾覆，上部瓦片、飞檐杆件在年代久远后极易脱落。即使在没有地震的情况下，承重构件和杆件之间连接因年代久远其抗震性能也下降很多。无论古牌楼的局部和整体都需要采取合理措施，保证其在地震状态下的完整性及延性。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种石结构古牌楼基础隔震体系及其施工方法，其采用树根桩、承台、隔震垫、钢筋混凝土连梁和销键组合而成，能够大幅提高石结构古牌楼的抗震性能，解决了石结构古牌楼的抗震问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种石结构古牌楼基础隔震体系，包括原基础、原柱，原基础设置在原柱底部，还包括古牌楼基础隔震系统，所述古牌楼基础隔震系统包括树根桩、上部承台、下部承台、隔震垫以及钢筋混凝土销键，其中，所述树根桩打设在石结构古牌楼的原基础四周，树根桩顶部浇筑有下部承台和上部承台，下部承台和上部承台之间安装有多个隔震垫，上部承台浇筑在原柱四周，其横截面呈上窄下宽的阶梯型，石结构古牌楼两端的上部承台之间通过钢筋混凝土连梁连接，原柱底部与上部承台四面接触的高度范围设置有凹凸形状的销键坑，销键坑内填充设置有与上部承台一体的钢筋混凝土销键，上部承台与原柱之间通过钢筋混凝土销键连接，在下部承台侧面浇筑有隔震沟侧壁，其与上部承台之间形成隔震沟；所述上部承台侧面还设置有钢筋混凝土斜撑挑梁，所述钢筋混凝土斜撑挑梁与钢筋混凝土连梁在水平面上垂直设置，所述型钢斜撑挑梁外端还与石斜撑一端连接，石斜撑另一端与原柱斜向连接。
进一步地，所述钢筋混凝土斜撑挑梁外端上方设置有靴子状孔洞，所述石斜撑的一端斜插入孔洞，并在两者接缝处浇筑有细石混凝土。
进一步地，所述钢筋混凝土斜撑挑梁长1.5-2.0m。
进一步地，所述型钢斜撑挑梁与上部承台之间一体浇筑成型。
进一步地，所述隔震沟上盖设有隔震沟盖板，所述隔震沟盖板与上部承台之间填充有防水材料，所述隔震沟盖板与隔震沟侧壁之间填充有水泥砂浆封胶。
进一步地，所述防水材料填充厚度为15-20mm；所述隔震沟盖板的厚度为60-100mm；所述隔震沟宽度500-600mm。
进一步地，所述上部承台、下部承台之间的原柱上设置有切割分离缝，切割分离缝间隙为20-40mm。
上述石结构古牌楼基础隔震体系的加固方法，包括如下步骤：
步骤一：树根桩施工：按照设计图纸在原基础周围位置钻孔，插入树根桩钢筋，浇筑树根桩混凝土，待混凝土强度达到设计强度后，对树根桩顶部与下部承台连接处表面进行凿毛；
步骤二：下部承台制作：在树根桩顶部进行钢筋绑扎，支模，浇筑混凝土，形成下部承台，使下部承台与树根桩连接；
步骤三：将原柱底部与上部承台接触的高度范围内四面凿毛，形成凹凸形状的销键坑；
步骤四：隔震垫安装：待下部承台混凝土终凝后，在下部承台上表面测出隔震垫安装位置并安装隔震垫；
步骤五：上部承台、钢筋混凝土连梁及钢筋混凝土斜撑挑梁施工：在隔震垫上部的原柱周围绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土，形成上部承台以及钢筋混凝土连梁和钢筋混凝土斜撑挑梁，使上部承台下表面与隔震垫连接，使上部承台内侧面形成伸入销键坑的钢筋混凝土销键，钢筋混凝土销键和销键坑相互嵌合，从而使得上部承台与原柱之间通过钢筋混凝土销键连接；将钢筋混凝土斜撑挑梁外端设置有靴子状孔洞，将石斜撑的一端斜插入孔洞，并在两者接缝处浇筑有细石混凝土，石斜撑另一端与原柱斜向连接；
步骤六：隔震沟形成：通过绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土形成隔震沟侧壁，隔震沟侧壁与下部承台侧面垂直连接，隔震沟侧壁与上部承台之间形成隔震沟；
步骤七：切断柱基础：待上部承台混凝土达到设计强度后通过圆盘锯或绳锯切开，实现在上部承台和下部承台之间的原柱与原基础的分离；
步骤八：盖搭隔震沟盖板，隔震沟盖板一端满搭在隔震沟侧壁上部，通过水泥砂浆封胶与隔震沟侧壁连接，另一端搭在上部承台上部边缘处，隔震沟盖板与上部承台的缝隙由防水材料填充；
步骤九：所有工程完毕后对施工内容进行验收。
相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：
本技术体系充分整合了近年来多行业先进单项技术，各单项技术已成熟，施工速度快、投资少，减震隔震成效大，对古牌楼进行了根本性保护，与传统修缮有天壤之别。其地震时通过隔震垫将原有的刚性基础变为柔性基础，吸收地震能量，大大减少地震力对古牌楼上部结构及建筑构件造成的各种影响(结构、建筑杆件等各方面)。使古牌楼在极端地震灾害状况下也能保存完好，使其作为历史文化遗产传给子孙后代成为可能。这种项目实施具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1石结构古牌楼隔震结构平面图；
图2石结构古牌楼正立面加固示意图；
图3石结构古牌楼侧立面加固示意图；
图4古牌楼基础隔震系统俯视图；
图5古牌楼基础隔震系统侧视图；
图中，1、原基础；2、原柱；3、古牌楼基础隔震系统；4、型钢连梁；5、树根桩；6、石斜撑；7、钢筋混凝土斜撑挑梁；8、牌匾；9、楼顶；10、隔震沟侧壁；11、隔震沟；12、隔震沟盖板；13、隔震垫；14、上部承台；15、下部承台；16、钢筋混凝土销键；17、水泥砂浆封胶；18、防水材料；19、树根桩钢筋；20、切割分离缝。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。如图1-5所示，本发明的一种石结构古牌楼基础隔震体系，包括原基础1、原柱2，原基础1设置在原柱2底部，还包括古牌楼基础隔震系统3，古牌楼基础隔震系统3包括树根桩5、上部承台14、下部承台15、隔震垫13以及钢筋混凝土销键16，参见图1-图3。其中，树根桩5打设在石结构古牌楼的原基础1四周，树根桩5顶部浇筑有下部承台15和上部承台14，下部承台15和上部承台14之间安装有多个隔震垫13，上部承台14浇筑在原柱2四周，其横截面呈上窄下宽的阶梯型，石结构古牌楼两端的上部承台14之间通过钢筋混凝土连梁4连接，原柱2底部与上部承台14四面接触的高度范围设置有凹凸形状的销键坑，销键坑内填充设置有与上部承台14一体的钢筋混凝土销键16，上部承台14与原柱2之间通过钢筋混凝土销键16连接，在下部承台15侧面浇筑有隔震沟侧壁10，其与上部承台14之间形成隔震沟11，详见图4和图5，利于地震时古牌楼的水平滑动。上部承台14侧面还设置有钢筋混凝土斜撑挑梁7，钢筋混凝土斜撑挑梁7与钢筋混凝土连梁4在水平面上垂直设置，型钢斜撑挑梁7外端还与石斜撑6一端连接，石斜撑6另一端与原柱2斜向连接。钢筋混凝土斜撑挑梁7长2.0m，与上部承台14之间一体浇筑成型，其外端上方设置有靴子状孔洞，石斜撑6的一端斜插入孔洞，并在两者接缝处浇筑有细石混凝土。其中，隔震沟11上盖设有隔震沟盖板12，隔震沟盖板12与上部承台14之间填充有防水材料18，隔震沟盖板12与隔震沟侧壁10之间填充有水泥砂浆封胶17。防水材料18填充厚度为18mm。隔震沟盖板12的厚度为90mm。隔震沟11宽度600mm。上部承台14、下部承台15之间的原柱2上设置有切割分离缝20，切割分离缝20间隙为30mm。
上述石结构古牌楼基础隔震体系的加固方法，包括如下步骤：
步骤一：树根桩5施工：按照设计图纸在原基础1周围位置钻孔，插入树根桩钢筋19，浇筑树根桩混凝土，待混凝土强度达到设计强度后，对树根桩5顶部与下部承台15连接处表面进行凿毛。
步骤二：下部承台15制作：在树根桩5顶部进行钢筋绑扎，支模，浇筑混凝土，形成下部承台15，使下部承台15与树根桩连接。
步骤三：将原柱2底部与上部承台14接触的高度范围内四面凿毛，形成凹凸形状的销键坑。
步骤四：隔震垫13安装：待下部承台15混凝土终凝后，在下部承台15上表面测出隔震垫13安装位置并安装隔震垫13。
步骤五：上部承台14、钢筋混凝土连梁4及钢筋混凝土斜撑挑梁7施工：在隔震垫13上部的原柱2周围绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土，形成上部承台14以及钢筋混凝土连梁4和钢筋混凝土斜撑挑梁7，使上部承台14下表面与隔震垫13连接，使上部承台14内侧面形成伸入销键坑的钢筋混凝土销键16，钢筋混凝土销键16和销键坑相互嵌合，从而使得上部承台14与原柱2之间通过钢筋混凝土销键16连接。将钢筋混凝土斜撑挑梁7外端设置靴子状孔洞，将石斜撑6的一端斜插入孔洞，并在两者接缝处浇筑有细石混凝土，见图3，石斜撑6另一端与原柱2斜向连接。
步骤六：隔震沟11形成：通过绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土形成隔震沟侧壁10，隔震沟侧壁10与下部承台15侧面垂直连接，隔震沟侧壁10与上部承台14之间形成隔震沟11。
步骤七：切断柱基础1：待上部承台14混凝土达到设计强度后通过圆盘锯或绳锯切开，实现在上部承台14和下部承台15之间的原柱2与原基础1的分离。
步骤八：盖搭隔震沟盖板12，隔震沟盖板12一端满搭在隔震沟侧壁10上部，通过水泥砂浆封胶17与隔震沟侧壁10连接，另一端搭在上部承台14上部边缘处，隔震沟盖板12与上部承台14的缝隙由防水材料18填充。
步骤九：所有工程完毕后对施工内容进行验收。
这套石结构古牌楼基础隔震体系通过隔震垫13将原有的刚性基础变为柔性基础，在地震时吸收地震能量，大大减少地震力对古牌楼上部结构及构件造成的各种破坏。
上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。