既有超高层建筑纠倾设计方法与流程

本发明涉及建筑物或构筑物纠倾工程技术领域，更具体地说，它涉及既有超高层建筑纠倾设计方法。

背景技术：

一般纠倾建筑往往是多层建筑，层数少，重量轻。超高层建筑房屋重心高，倾覆弯矩大，基底反力大，其纠倾设计方法与一般多层建筑有所不同。

截桩纠倾法属于迫降法中的一种，它是在建筑物沉降量小的一侧，截去基础承台下面一部分桩体，达到调整差异沉降的目的；其纠倾原理是：在拟定的掏土区将基地土掏空，原基地反力转化为桩顶荷载，由于桩端承载力较高使桩不易产生沉降，只能先截断部分桩体，使荷载由附近未截断的桩来承受，从而产生桩基荷载重分布，迫使承台下沉，以达到纠倾扶正建(构)筑物的目的。

但目前，由于截桩纠倾法尚未形成系统的理论体系，仍以借鉴以往的经验来指导工程实践，即：根据计算出的倾斜量，在少沉侧多采用截桩工具在桩底端将桩直接截断、取出；在此类截桩纠倾操作过程中，各支撑点不可能是均匀受力，不能定量控制，属于脆性破坏，极易产生突沉或过倾。因此，该类纠倾方法截桩量难以精准掌握，建(构)筑物容易产生突沉、存在施工风险大、可控性差和纠倾效益低的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供既有超高层建筑纠倾设计方法，具有对超高层建筑截桩纠倾作业的精准操作与控制，并能够有效防止过倾、复倾现象的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：既有超高层建筑纠倾设计方法，包括以下步骤：

1)根据倾斜建筑物的倾斜斜率确定高层建筑物转动轴的位置并计算倾斜建筑物各个部位需要的纠倾斜率；

2)根据步骤1)确定的倾斜建筑物各个部位的纠倾斜率，计算倾斜建筑物的纠倾迫降量；

3)根据步骤1)确定的倾斜建筑物多沉侧防过倾和地基加固基桩的数量并完成施工；

4)根据超高层建筑地基土压实度和土骨架效应情况，确定掏土施工工艺和掏土工程量；在倾斜建筑物少沉侧，通过“动力锤击钻孔”的掏土方式破坏土体骨架效应，同时排出土颗粒；通过“高压射水”进一步作业排出土体颗粒；

5)根据现场补桩施工、桩身受力监测和房屋回倾监测的情况，综合确定截桩数量和截桩部位；在进行步骤4)中所述的掏土作业后，从不同方向静力钻孔截桩进行截桩纠倾作业，并且截桩部位选择桩顶距筏板10cm处，钻孔直径为22mm；

6)根据步骤5)中采用的静力钻孔截桩对倾斜建筑物进行截桩纠倾过程中，通过在倾斜建筑物顶部布置监测装置监测回倾方向每日水平变位值确定回倾速率，并根据监测的回倾速率调整步骤5)中进行截桩纠倾的进度，进行回倾速率的控制；

7)根据纠倾情况采取逐步增加截庄钻孔数量对倾斜建筑物进行防过倾控制；

8)在完成步骤5)中所述的截桩纠倾作业达到纠倾目的后，根据倾斜建筑物的地基、基础或结构确定防复倾加固工艺、控制标准及防复倾加固工程量。

通过采用上述技术方案，在对倾斜建筑物进行纠倾过程中，通过确定转动轴的位置及回倾量，便于计算出倾斜建筑物达到纠倾目的的迫降量；同时，通过提前确定房屋各个部位的实际回倾量，不使房屋出现“过倾”或“乱倾”，保证房屋纠倾过程安全；通过确定的掏土施工工艺和掏土工程量，便于通过掏土施工工艺使得倾斜建筑物进行迫降；同时，通过掏土施工工艺，便于显露出基桩的位置后进行截桩迫降；通过确定截桩数量和截桩部位，便于控制截桩纠倾的精准度；通过从不同方向静力钻孔截桩进行截桩纠倾作业，防止截桩过程中倾斜建筑物产生突然迫降，从而使得截桩纠倾作业中倾斜建筑物进行稳定回倾；通过在截桩纠倾过程中对倾斜建筑物进行防过倾控制，便于防止纠倾过程中由于钻孔截桩和掏土作业造成的纠正倾斜过度；在达到截桩纠倾目的后，根据倾斜建筑物的地基、基础或结构确定防复倾加固工艺、控制标准及工程量，便于防止倾斜建筑物在达到纠倾目的后发生复倾的情况；通过转动轴及回倾量的确定、掏土(排砂)方式的选择、掏土(排砂)工作量的确定、截桩方式的选择、截桩工作量的确定、防复倾加固作业、防过倾控制和回倾速率的控制，能够实现对超高层建筑既有基桩截桩迫降与掏土迫降综合方法纠倾作业的精准操作与控制，并能够有效防止过倾、复倾等现象的效果。

本发明进一步设置为：根据步骤5)中所述的静力钻孔截桩，通过所需操作空间小和施工精度高的专控导向支架辅助钻机进行分批间隔钻孔截桩，同时钻孔方向为水平钻孔和双向垂直。

通过采用上述技术方案，通过配合专控导向支架辅助钻机进行分批间隔钻孔截桩，便于在狭小的操作空间内实现高精度钻孔截桩作业。

本发明进一步设置为：步骤6)中所述的回倾速率的控制，具体包括：

a.根据步骤4)中进行截桩纠倾作业中的截桩量和倾斜建筑物的迫降量，计算截桩速率与迫降速率之间的比例关系；

b.根据步骤a中计算出的截桩速率与迫降速率之间的比例关系，结合监测装置监测的回倾速率，换算出回倾速率与截桩速率之间的比例关系；

c.根据步骤b中换算出的回倾速率与截桩速率之间的比例关系和回倾量，通过调整截桩的位置和截桩数量控制倾斜建筑物的回倾速率。

通过采用上述技术方案，通过计算截桩速率与迫降速率之间的比例关系，便于换算回倾速率与截桩速率之间的比例关系；通过回倾速率与截桩速率之间的比例关系，便于结合截桩纠倾过程的迫降量情况调整钻孔截桩的位置和截桩的数量控制倾斜建筑物的回倾速率，从而防止超高层建筑发生突沉的情况，使倾斜建筑物以稳定的回倾速率进行回倾。

本发明进一步设置为：步骤8)中所述的防过倾控制，具体包括：

a.在进行步骤4)之前对倾斜建筑物沉降量较大处钻垂直小孔注浆加固；再在沉降较小处进行步骤4)的掏土施工工艺和步骤5)的截桩纠倾作业；

b.在倾斜建筑物的加固桩钻单向水平、双向垂直小孔，并在小孔中注浆。

通过采用上述技术方案，通过对倾斜建筑物沉降量较大处钻垂直小孔注浆加固；再在沉降较小处进行掏土施工工艺和步骤5)的截桩纠倾作业，能够合理有效控制倾斜建筑物的迫降和倾斜量，防止纠倾过程中由于掏土作业和钻孔截桩造成的纠正倾斜过度。

本发明进一步设置为：根据步骤8)中确定的防复倾加固工艺，采用高压注入加有膨胀剂的水泥浆对基础底迫降掏土孔进行进行填充。

通过采用上述技术方案，通过采用高压注入加有膨胀剂的水泥浆对基础底迫降掏土孔进行进行填充，便于增加基础的承载力，从而能够防止建筑物在进行截桩纠倾后再度发生倾斜，从而能够保证截桩纠倾的质量。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过确定转动轴的位置及回倾量，便于计算出倾斜建筑物达到纠倾目的的迫降量；同时，通过提前确定房屋各个部位的实际回倾量，不使房屋出现“过倾”或“乱倾”，保证房屋纠倾过程安全；通过确定的掏土施工工艺和掏土工程量，便于通过掏土施工工艺使得倾斜建筑物进行迫降；同时，通过掏土施工工艺，便于显露出基桩的位置后进行截桩迫降；通过确定截桩数量和截桩部位，便于控制截桩纠倾的精准度；通过从不同方向静力钻孔截桩进行截桩纠倾作业，防止截桩过程中倾斜建筑物产生突然迫降，从而使得截桩纠倾作业中倾斜建筑物进行稳定回倾；通过在截桩纠倾过程中对倾斜建筑物进行防过倾控制，便于防止纠倾过程中由于钻孔截桩和掏土作业造成的纠正倾斜过度；在达到截桩纠倾目的后，根据倾斜建筑物的地基、基础或结构确定防复倾加固工艺、控制标准及工程量，便于防止倾斜建筑物在达到纠倾目的后发生复倾的情况；通过转动轴及回倾量的确定、掏土(排砂)方式的选择、掏土(排砂)工作量的确定、截桩方式的选择、截桩工作量的确定、防复倾加固作业、防过倾控制和回倾速率的控制，能够实现对超高层建筑既有基桩截桩迫降与掏土迫降综合方法纠倾作业的精准操作与控制，并能够有效防止过倾、复倾等现象的效果。

附图说明

图1是采用本发明纠倾设计方法对某建筑物进行纠倾时的平面布置图；

图2是图1的a-a断面示意图。

图中：1、倾斜建筑物；2、基桩；3、截桩孔。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本发明作进一步详细说明。

实施例：既有超高层建筑纠倾设计方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：

1)根据倾斜建筑物的倾斜斜率确定高层建筑物转动轴的位置并计算倾斜建筑物各个部位需要的纠倾斜率。

2)根据步骤1)确定的倾斜建筑物各个部位的纠倾斜率，计算倾斜建筑物的纠倾迫降量。

3)根据步骤1)确定的倾斜建筑物多沉侧防过倾和地基加固基桩的数量并完成施工。

4)根据超高层建筑地基土压实度和土骨架效应情况，确定掏土施工工艺和掏土工程量。在倾斜建筑物少沉侧，通过“动力锤击钻孔”的掏土方式破坏土体骨架效应，同时排出土颗粒。通过“高压射水”进一步作业排出土体颗粒。

5)根据现场补桩施工、桩身受力监测和房屋回倾监测的情况，综合确定截桩数量和截桩部位。在进行步骤4)中的掏土作业后，从不同方向静力钻孔截桩进行截桩纠倾作业，并且截桩部位选择桩顶距筏板10cm处，钻孔直径为22mm。

6)根据步骤5)中采用的静力钻孔截桩对倾斜建筑物进行截桩纠倾过程中，通过在倾斜建筑物顶部布置监测装置监测回倾方向每日水平变位值确定回倾速率，并根据监测的回倾速率调整步骤5)中进行截桩纠倾的进度，进行回倾速率的控制。

7)根据纠倾情况采取逐步增加截庄钻孔数量对倾斜建筑物进行防过倾控制。

8)在完成步骤5)中的截桩纠倾作业达到纠倾目的后，根据倾斜建筑物的地基、基础或结构确定防复倾加固工艺、控制标准及防复倾加固工程量。

在本实施例中，在对倾斜建筑物进行纠倾过程中，通过确定转动轴的位置及回倾量，便于计算出倾斜建筑物达到纠倾目的的迫降量。同时，通过提前确定房屋各个部位的实际回倾量，不使房屋出现“过倾”或“乱倾”，保证房屋纠倾过程安全。通过确定的掏土施工工艺和掏土工程量，便于通过掏土施工工艺使得倾斜建筑物进行迫降。同时，通过掏土施工工艺，便于显露出基桩的位置后进行截桩迫降。通过确定截桩数量和截桩部位，便于控制截桩纠倾的精准度。通过从不同方向静力钻孔截桩进行截桩纠倾作业，防止截桩过程中倾斜建筑物产生突然迫降，从而使得截桩纠倾作业中倾斜建筑物进行稳定回倾。通过在截桩纠倾过程中对倾斜建筑物进行防过倾控制，便于防止纠倾过程中由于钻孔截桩和掏土作业造成的纠正倾斜过度。在达到截桩纠倾目的后，根据倾斜建筑物的地基、基础或结构确定防复倾加固工艺、控制标准及工程量，便于防止倾斜建筑物在达到纠倾目的后发生复倾的情况。通过转动轴及回倾量的确定、掏土(排砂)方式的选择、掏土(排砂)工作量的确定、截桩方式的选择、截桩工作量的确定、防复倾加固作业、防过倾控制和回倾速率的控制，能够实现对超高层建筑既有基桩截桩迫降与掏土迫降综合方法纠倾作业的精准操作与控制，并能够有效防止过倾、复倾等现象的效果。

根据步骤5)中的静力钻孔截桩，通过所需操作空间小和施工精度高的专控导向支架辅助钻机进行分批间隔钻孔截桩，同时钻孔方向为水平钻孔和双向垂直。

在本实施例中，通过配合专控导向支架辅助钻机进行分批间隔钻孔截桩，便于在狭小的操作空间内实现高精度钻孔截桩作业。

步骤6)中的回倾速率的控制，具体包括：

a.根据步骤4)中进行截桩纠倾作业中的截桩量和倾斜建筑物的迫降量，计算截桩速率与迫降速率之间的比例关系。

b.根据步骤a中计算出的截桩速率与迫降速率之间的比例关系，结合监测装置监测的回倾速率，换算出回倾速率与截桩速率之间的比例关系。

c.根据步骤b中换算出的回倾速率与截桩速率之间的比例关系和回倾量，通过调整截桩的位置和截桩数量控制倾斜建筑物的回倾速率。

在本实施例中，通过计算截桩速率与迫降速率之间的比例关系，便于换算回倾速率与截桩速率之间的比例关系。通过回倾速率与截桩速率之间的比例关系，便于结合截桩纠倾过程的迫降量情况调整钻孔截桩的位置和截桩的数量控制倾斜建筑物的回倾速率，从而防止超高层建筑发生突沉的情况，使倾斜建筑物以稳定的回倾速率进行回倾。

步骤8)中的防过倾控制，具体包括：

a.在进行步骤4)之前对倾斜建筑物沉降量较大处钻垂直小孔注浆加固。再在沉降较小处进行步骤4)的掏土施工工艺和步骤5)的截桩纠倾作业。

b.在倾斜建筑物的加固桩钻单向水平、双向垂直小孔，并在小孔中注浆。

在本实施例中，通过对倾斜建筑物沉降量较大处钻垂直小孔注浆加固。再在沉降较小处进行掏土施工工艺和步骤5)的截桩纠倾作业，能够合理有效控制倾斜建筑物的迫降和倾斜量，防止纠倾过程中由于掏土作业和钻孔截桩造成的纠正倾斜过度。

根据步骤8)中确定的防复倾加固工艺，采用高压注入加有膨胀剂的水泥浆对基础底迫降掏土孔进行进行填充。

在本实施例中，通过采用高压注入加有膨胀剂的水泥浆对基础底迫降掏土孔进行进行填充，便于增加基础的承载力，从而能够防止建筑物在进行截桩纠倾后再度发生倾斜，从而能够保证截桩纠倾的质量。

工作原理：在对倾斜建筑物1进行纠倾过程中，通过确定转动轴的位置及回倾量，便于计算出倾斜建筑物1达到纠倾目的的迫降量。同时，通过提前确定房屋各个部位的实际回倾量，不使房屋出现“过倾”或“乱倾”，保证房屋纠倾过程安全。通过确定的掏土施工工艺和掏土工程量，便于通过掏土施工工艺使得倾斜建筑物1进行迫降。同时，通过掏土施工工艺，便于显露出基桩2的位置后进行截桩迫降。通过确定截桩数量和截桩部位，便于控制截桩纠倾的精准度。通过从不同方向静力钻孔截桩进行截桩纠倾作业，防止截桩过程中倾斜建筑物1产生突然迫降，从而使得截桩纠倾作业中倾斜建筑物1进行稳定回倾。通过在截桩纠倾过程中对倾斜建筑物1进行防过倾控制，便于防止纠倾过程中由于钻孔截桩和掏土作业造成的纠正倾斜过度。在达到截桩纠倾目的后，根据倾斜建筑物1的地基、基础或结构确定防复倾加固工艺、控制标准及工程量，便于防止倾斜建筑物1在达到纠倾目的后发生复倾的情况。通过转动轴及回倾量的确定、掏土(排砂)方式的选择、掏土(排砂)工作量的确定、截桩方式的选择、截桩工作量的确定、防复倾加固作业、防过倾控制和回倾速率的控制，能够实现对超高层建筑既有基桩2截桩迫降与掏土迫降综合方法纠倾作业的精准操作与控制，并能够有效防止过倾、复倾等现象的效果。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。