一种绿色建筑抗震加强结构及其施工方法与流程

本发明涉及建筑物基础抗震，尤其是一种绿色建筑抗震加强结构及其施工方法。

背景技术：

1、随着建筑能源利用效率稳步提升、建筑用能结构的逐步优化，目前在建筑行业内的绿色建筑构造逐步增加，其主要是以在建筑的全寿命周期内最大限度地节约资源、保护环境、提高建筑结构的安全性为目标。

2、绿色建筑在进行建筑结构设计时，通常需要遵循《绿色建筑标准评价》（gb/t-50378-2019）第4.2.1条规定的：采用基于性能的抗震设计并合理提高建筑的抗震性能的要求。因此，目前的绿色建筑结构设计中通常会设计抗震结构来提高建筑物基础的抗震性能。

3、例如，在专利公开号为cn113216236a的专利文献中就公开了一种装配式建筑抗震基础结构，其主要结构包括地基和用于提供支撑力减震基板，地基的上表面设置有用于调节减震方向的旋转底座，旋转底座的顶部设置有用于抗震的抗震机构，抗震机构的顶部设置有用于与减震基板相连接的连接组件，减震基板的顶部设置有装配式建筑主体；旋转底座包括设置在地基上表面的底座，底座的内部设置有滚珠，滚珠的上端接触有旋转柱，旋转柱的上端与抗震机构相连接。

4、由上述现有技术专利的结构能够看出，其在工作时是通过旋转底座调节其抗震的方向，从多个方向进行抗震，利用在旋转底座上的抗震机构有效减缓地基向上传递的震动，使传导到建筑物的摆动冲击力减弱，防止装配式建筑主体出现剧烈的震动。

5、现有技术中的结构利用旋转底座配合其上的铰接式的抗震机构连接，虽然能够达到多向配合的目的，但是考虑到在进行抗震时，其上部主体为建筑结构，建筑主体的整体重量重、体积大，单纯的铰接连接的方式存在诸多不可靠性，铰接部位存在载荷承载疲劳点，容易因震动过程中出现的幅度不均导致的铰接杆偏转、折断的情况，整体抗震效果存在安全隐患。

6、为此，本发明针对现有的绿色建筑基础结构的底部抗震进行了优化与改进，特此提出了一种能够有效地提高整个绿色建筑主体抗震效果的抗震加强结构及其施工方法，用以更好地解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：一种绿色建筑抗震加强结构，包括建筑基础，所述建筑基础的顶部用于与地上的绿色建筑本体固连，所述建筑基础的底部间隔固定安装有若干个多向减震单元，各所述多向减震单元的底部均伸至地下地基的下方并形成网群加固结构；所述多向减震单元包括稳定基座，在所述稳定基座的中心顶部安装有主减震组件，在所述主减震组件的两侧分别安装有副减震组件，所述主减震组件的顶部以及两所述副减震组件的顶部均与刚性连接单元相连接，所述刚性连接单元的顶部与所述建筑基础的底部固连，各所述副减震组件的下端均活动插装在所述地下地基对应位置处的导向盲孔内，在各所述主减震组件的两侧分别安装有多用侧向减震组件；在各所述稳定基座的两侧底部分别固定安装有侧向加强柱组件，在各所述稳定基座的中心底部分别固定安装有中心加强柱组件，各所述中心加强柱组件的底部以及各所述侧向加强柱组件的底部均伸至所述地下地基内并实现加固定位。

2、在上述任一方案中优选的是，所述稳定基座的中部向上凸起并形成中心水平部，所述稳定基座的两侧均向外水平延伸并形成侧向支撑部，所述中心水平部与相邻的所述侧向支撑部之间通过倾斜部一体成型固连，所述中心加强柱组件的顶部与所述中心水平部的底部固定连接，各所述侧向加强柱组件的顶部分别与对应位置处的所述侧向支撑部的底部固连，各所述副减震组件的下部均向下活动穿过对应位置处的所述侧向支撑部上的通孔并伸至所述地下地基内。

3、在上述任一方案中优选的是，所述多用侧向减震组件包括水平设置的水平侧移座，所述水平侧移座的内端向下弯折成倾斜支撑段，在所述弯折成倾斜支撑段的底部沿其斜面长度方向的各个卡槽分别活动卡接有导向滚珠，各所述导向滚珠的底部均抵接在对应位置处的所述倾斜部的表面，所述水平侧移座的外端水平向外延伸并滑动穿过对应位置处的所述副减震组件的刚性支撑管的贯通管腔并伸至其外侧，在所述水平侧移座的外端顶部固定焊接有立挡座，在所述立挡座与所述刚性连接单元的对应侧壁之间安装有多向减震弹簧，所述多向减震弹簧为水平设置且其两端分别固定在所述刚性连接单元的对应侧壁上、所述立挡座的内侧壁上，当所述副减震组件被动向下位移时带动所述水平侧移座向下移动并同时存在向外滑移趋势。

4、当副减震组件因载荷出现被迫向下移动的情况时，会对多用侧向减震组件的水平侧移座施加向下的力，此时在斜面部会存在沿斜面和垂直于斜面的分力，当沿斜面的分力大于静摩擦力时就会使得倾斜支撑段沿着倾斜部向下滑移，导向滚珠能够保证其在滑移时的流畅性，在水平侧移座跟随下移的同时实现自身沿水平向先外侧推移。当前状态下的多向减震弹簧配合整个多用侧向减震组件使用时具备如下作用：第一，依靠多向减震弹簧起到抗侧向载荷的作用；第二，由于整个水平侧移座、倾斜支撑段以及立挡座均处于向下运动，又会迫使多向减震弹簧的外端承受向下的弯矩，此时多向减震弹簧同时起到竖直向抗震、减震的作用；第三，水平侧移座、倾斜支撑段及立挡座组成的整体结构采用韧性薄钢材，其自身具备抗弯韧性，当与多向减震弹簧配合联动时，能够提高向下的抗弯减震能力及效果。

5、在上述任一方案中优选的是，所述主减震组件包括自上而下相对设置的上部连接座、下部连接座，在所述上部连接座与所述下部连接座之间间隔设置有若干个中心减震弹簧，各所述中心减震弹簧的顶部和底部分别固定焊接安装在所述上部连接座底部、所述下部连接座顶部，在各所述上部连接座的顶部沿其长度方向间隔固定焊接有若干个上部连接螺栓，各所述上部连接螺栓的顶部均伸至所述刚性连接单元内部并通过对应位置处的螺母锁紧固定，在各所述下部连接座的顶部沿其长度方向间隔固定焊接有下部连接螺栓，各所述下部连接螺栓的底部均伸出至所述中心水平部的下方并通过对应位置处的螺母锁紧固定。

6、在上述任一方案中优选的是，所述刚性连接单元包括钢混连接框架，所述钢混连接框架的底部中心与所述主减震组件顶部的上部连接座抵紧固连，所述钢混连接框架的顶部与所述建筑基础的底部固连，在所述钢混连接框架的中心腔内沿其长度方向间隔固定有若干个加强立柱。

7、在上述任一方案中优选的是，所述副减震组件包括竖直设置的升降副支撑柱，所述升降副支撑柱的下端向下活动穿过所述侧向支撑部对应位置处的通孔并伸至其下方的地下地基的导向盲孔内，所述升降副支撑柱的底部与所述导向盲孔的底部之间设置有预留空间，在所述升降副支撑柱的顶部固定焊接有u型支撑座，所述u型支撑座通过其顶部固定焊接的两个刚性支撑管与所述刚性连接单元的钢混连接框架的底部抵紧设置，在所述侧向支撑部下方的所述升降副支撑柱的外侧壁上套接安装有副减震弹簧，所述副减震弹簧的顶部固定在限位盘的底部，所述限位盘同轴固定焊接在所述升降副支撑柱的外侧壁上，在所述地下地基的顶部固定安装有下部限位环，所述下部限位环活动套接在所述升降副支撑柱的外侧壁上，所述副减震弹簧的底部固定安装在所述下部限位环的顶部。

8、在上述任一方案中优选的是，所述地下地基自上而下依次包括上部浇筑层、自然地基层，自然地基层的下方伸至岩土地层内，各所述侧向加强柱组件的下方、各所述中心加强柱组件的下方均伸至自然地基层的地基岩层内。

9、在上述任一方案中优选的是，所述中心加强柱组件包括中心基桩井，在所述中心基桩井内打入中心桩，在所述中心桩与所述中心基桩井之间的环形空间内浇筑充填有由混合砂浆形成的中心砂浆层，所述中心桩的顶部向上穿出所述上部浇筑层并固定在所述中心水平部的底部；所述侧向加强柱组件包括侧向基桩井，在所述侧向基桩井内打入侧向桩，在所述侧向桩与所述侧向基桩井之间的环形空间内浇筑充填有由混合砂浆形成的侧向砂浆层，所述侧向桩的顶部向上穿出所述上部浇筑层并固定在所述侧向支撑部的底部。

10、在上述任一方案中优选的是，所述中心桩采用空心结构且在其中心设置有贯通其高度方向设置的主贯通腔，在所述主贯通腔下部的外侧壁上自上而下依次间隔设置有若干个主贯通流通通道，所述主贯通腔分别通过各所述主贯通流通通道与所述中心基桩井内的环形空间相连通；当浇筑中心砂浆层时，通过所述中心桩的所述主贯通腔的顶部及所述中心基桩井的顶部同时充填注入，位于所述中心基桩井的环形空间内的中心砂浆层与所述主贯通腔内的砂浆通过各个主贯通流通通道的砂浆连接成一体式砂浆浇筑结构。

11、在上述任一方案中优选的是，所述侧向桩采用空心结构且在其中心设置有贯通其高度方向设置的侧贯通腔，在所述侧贯通腔下部的外侧壁上自上而下依次间隔设置有若干个侧贯通流通通道，所述侧贯通腔分别通过各所述侧贯通流通通道与所述侧向基桩井内的环形空间相连通；当侧向砂浆层时，通过所述侧向桩的所述侧贯通腔的顶部及所述侧向基桩井的顶部同时充填注入，位于所述侧向基桩井的环形空间内的侧向砂浆层与所述侧贯通腔内的砂浆通过各个侧贯通流通通道的砂浆连接成一体式砂浆浇筑结构。

12、本发明还提供一种绿色建筑抗震加强结构的施工方法，具体包括如下步骤：根据设计要求确定施工范围并搭设施工围挡，清理地上障碍物及杂物。

13、障碍物及杂物清理完毕后，地下地基施工并使得地下地基形成网群加固结构。

14、地下地基施工完毕后，依次安装各个多向减震单元。

15、安装多向减震单元时，利用吊装设备完成稳定基座吊装并将稳定基座的底部与当前的两个侧向桩的顶部、一个中心桩的顶部完成固定。

16、稳定基座吊装完毕后，预先将其余部件组装，组装时将各多用侧向减震组件安装在对应的副减震组件上。

17、将各个副减震组件分别安装在对应的刚性连接单元的两侧底部，同时将对应的多用侧向减震组件的多向减震弹簧两端固定安装。

18、将主减震组件安装在刚性连接单元的中心底部，至此完成多向减震单元的组装。

19、利用起吊设备将组装好的预装件吊起，并依次将多向减震单元的底部完成安装到位，此时当前的多向减震单元安装完毕。

20、重复上述的步骤，依次完成其余各个多向减震单元的安装。

21、当全部的多向减震单元安装完毕后，吊装各个建筑基础到位并依次进行固定连接。

22、全部建筑基础施工完毕后，当前整个建筑抗震加强结构施工完毕。

23、多向减震单元采用预装的方式能够有效地保证整个多向减震单元安装后的连接牢固性，同时利用地面预装的方式能够有效地保证主减震组件、副减震组件、多用侧向减震组件安装的效果，后续通过较少次数的吊装即可完成整个多向减震单元的安装到位，减少大型吊装设备的启用频率。

24、在上述任一方案中优选的是，地下地基施工并使得地下地基形成网群加固结构的具体施工步骤包括：表层地面开挖并利用挖机、铲土机将素土堆积在施工地面对应工位待用，开挖深度至自然地基层表层。

25、自然地基层表层开挖完成后搭设钻井设备，钻井设备搭设完毕后控制钻机对当前多向减震单元位置处的中心基桩井钻井。

26、中心基桩井完井后，上压裂设备，然后利用化学压裂完成中心基桩井周向侧的岩层压裂，形成多条侧向延伸的压裂通道。

27、压裂完成后，向中心基桩井内部侧壁上及周侧的压裂通道内利用粉料充填设备进行气动充填适量生石灰粉。

28、生石灰粉充填完毕后，搭建打桩机并在中心基桩井内打入空心的中心桩，确保中心桩打入深度符合要求。

29、中心桩打桩完毕后，地表的充填设备到位，然后向中心桩中心的主贯通腔内部及中心基桩井的环形空间内部充填流体混合砂浆，在压力推送作用下混合砂浆流体会进入中心基桩井周向的各个压裂通道并与生石灰粉接触。

30、待当前区域的混合砂浆完全凝固后能够形成以中心桩为基点的中心桩区域的网群加固结构。

31、重复上述步骤，完成当前的多向减震单元位置处的侧向加强柱组件的施工并形成以侧向桩为基点的侧向桩区域的网群加固结构。

32、相邻的网群加固结构存在连接部分，各网群加固结构形成整个区域内的网群加固结构。

33、网群加固结构完工后，对自然地基层表层上部进行统一浇筑并形成深度为15cm-20cm的上部浇筑层，上部浇筑层完全凝固后当前的侧向加强柱组件、中心加强柱组件施工完毕，并等待上部的各个多向减震单元的安装。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

35、1、本绿色建筑抗震加强结构采用多个多向减震单元对其顶部的建筑基础进行抗震支撑，同时实现对竖直向载荷和侧向载荷的有效地缓冲抗震，保证绿色建筑本体的稳定抗震与牢固支撑，提高整个高层绿色建筑本体应对震动时的抗震能力。

36、2、本发明中的地下地基作为主要的支撑结构，其底部设置的网群加固结构能够依靠中心加强柱组件、侧向加强柱组件相互配合保证对绿色建筑本体的载荷支撑，同时由于各个侧向加强柱组件以及中心加强柱组件之间形成的加固网状结构使得地下地基连接为一个牢固的整体，进一步提高了整个地基的支撑强度。

37、3、本发明中设计的多向减震单元中依靠多个副减震组件配合主减震组件能够实现对竖向载荷的有效地抗震支撑，同时依靠每个副减震组件上配置的多用侧向减震组件能够起到加强竖向支撑效果和稳定侧向载荷的目的，有效地起到综合抗震的作用。

38、4、整个多向减震单元在安装施工时采用地面预装的方式，能够有效地减少起吊安装的次数，提高施工的效率，同时地面预装能够更加方便组装，保证多向减震单元安装的效果。