一种筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构及其限位加固施工方法

本发明属于建筑物纠倾加固，具体涉及一种筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构及其限位加固施工方法。

背景技术：

1、高层建筑一般采用桩筏基础、独立柱基础、条形基础等，其中桩筏基础的整体性更好、抗震等级更高。它是桩基与筏板基础合称，对于有地下室的建筑通常采用筏板基础，当荷载较大地基土不能满足承载力要求时所采用的地基处理方式。

2、但由于湿陷性黄土有极特殊的水敏性，且某些工程建造在填方地基上，在一些施工不规范并且在水的影响下，出现了固结沉降和湿陷变形的情况，会导致建筑物地基产生不均匀沉降。在建筑物初步沉降下，楼体自身质量中心与筏板基础反力中心不重合，基础产生偏心作用，加剧建筑物倾斜；若不及时对建筑物进行加固止沉，将拉裂建筑物上部结构，甚至导致建筑物倒塌。因此对桩筏基础建筑物在出现初步沉降时，及时进行托换加固可挽救建筑物。

3、目前常见的地基托换技术有锚杆静压托换技术和微型静压桩托换技术等，在托换过程中不可避免会出现回弹现象；锚杆静压托换技术在压桩的过程中，桩周及桩端以下土体的物理性质和受力状态会发生变化，产生附加沉降；微型静压桩托换技术施工为将微型钢管压入土体设计深度后，在钢管内注浆，并在桩顶交叉焊接桩帽梁钢筋，端部焊接在原固定反力架的锚杆上，并采用高一级混凝土封桩。但此方法为在筏板顶部进行封桩，在压桩过程中回弹现象无法解决且上部封桩在荷载较大时，可能会出现局部冲切现象。

技术实现思路

1、为了避免现有锚杆静压托换技术和微型静压桩托换技术存在的问题，本发明提供了一种筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构及其限位加固施工方法，

2、为此，本发明采用如下技术方案：

3、一种筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，包括在筏板基础上的开孔，开孔的中心竖直静压有微型管桩，微型管桩的管壁上固定有自锁支撑组件，自锁支撑组件用于支撑筏板；微型管桩静压前，自锁支撑组件位于筏板上方并处于收拢状态；微型管桩向下静压时，自锁支撑组件随微型管桩向下移动，微型管桩静压至设计深度后，自锁支撑组件移动至筏板下方并打开，自锁支撑组件上部抵靠筏板底面用于为筏板提供支撑力；开孔内浇筑有混凝土，将自锁支撑组件和微型管桩凝固呈一体，混凝土密封开孔位置。

4、进一步地，所述自锁支撑组件包括环形固定于微型管桩管壁上的支撑座，支撑座上部连接有围绕微型管桩成环形布设的支撑腿，支撑腿用于支撑筏板；各支撑腿收拢时贴近微型管桩，支撑腿打开时，各支撑腿呈花瓣状向外伸展并远离微型管桩。

5、进一步地，所述支撑座为槽钢，多个槽钢沿环向竖直焊接固定于微型管桩管壁上，相邻槽钢等夹角布设。

6、进一步地，相邻槽钢之间焊接有筋板，通过筋板将各槽钢固定成一体。

7、进一步地，所述支撑腿的下端连接有销轴，销轴与支撑腿呈“t”字形布设；销轴两端与槽钢左右两侧面转动连接。

8、进一步地，所述槽钢上沿的中心开设有豁口，支撑腿打开时嵌入豁口内，豁口用于限制支撑腿的最大转动角度。

9、一种筏板基底桩帽封桩限位加固施工方法，包括上述的筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，包括以下步骤：

10、步骤一：根据筏板基础建筑物倾斜沉降情况，确定需要托换原桩的位置，并测得原桩的极限承载力和微型管桩的极限承载力，确定用微型管桩托换原桩的根数；

11、步骤二：确定托换桩位置及托换根数后，在筏板基础上开孔，并用扩孔装置将筏板底部按设计施工要求扩孔；

12、步骤三：制作对应规格的微型管桩，将自锁支撑组件焊接固定至微型管桩上；

13、步骤四：将反力架和千斤顶垂直布置完成后，进行压桩作业；最后一节微型管桩压入至设计深度时，支撑腿向外打开，依靠桩体回弹量使支撑腿接触至筏板底部；

14、步骤五：微型管桩压入设计深度后，截断多余钢管；在钢管内注入早强混凝土，并在注浆口注入自密实混凝土，将微型管桩、自锁支撑组件和筏板基础形成一体，共同承载压力。

15、本发明的有益效果在于：

16、销轴与支撑腿焊接为一体，形成锁闭支撑腿；将支撑块与锁闭支撑腿在光滑的连接口连接，再将槽钢焊接在钢管外壁约束支撑块与锁闭支撑腿，形成自锁支撑组件；筋板焊接于四面自锁支撑组件，更好的约束自锁支撑组件。在筏板上开孔后，最后一节钢管桩压入至设计深度时，自锁支撑组件自动打开并依靠回弹现象接触筏板底部，并注入比钢管内高一级的混凝土，形成桩帽封桩结构，分散了钢管桩端的反力，防止出现局部冲切现象，大大增强了建筑物的加固效果。

技术特征：

1.一种筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，其特征在于，包括在筏板基础上的开孔，开孔的中心竖直静压有微型管桩，微型管桩的管壁上固定有自锁支撑组件，自锁支撑组件用于支撑筏板；微型管桩静压前，自锁支撑组件位于筏板上方并处于收拢状态；微型管桩向下静压时，自锁支撑组件随微型管桩向下移动，微型管桩静压至设计深度后，自锁支撑组件移动至筏板下方并打开，自锁支撑组件上部抵靠筏板底面用于为筏板提供支撑力；开孔内浇筑有混凝土，将自锁支撑组件和微型管桩凝固呈一体，混凝土密封开孔位置。

2.根据权利要求1所述的筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，其特征在于，所述自锁支撑组件包括环形固定于微型管桩管壁上的支撑座，支撑座上部连接有围绕微型管桩成环形布设的支撑腿，支撑腿用于支撑筏板；各支撑腿收拢时贴近微型管桩，支撑腿打开时，各支撑腿呈花瓣状向外伸展并远离微型管桩。

3.根据权利要求2所述的筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，其特征在于，所述支撑座为槽钢，多个槽钢沿环向竖直焊接固定于微型管桩管壁上，相邻槽钢等夹角布设。

4.根据权利要求2所述的筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，其特征在于，相邻槽钢之间焊接有筋板，通过筋板将各槽钢固定成一体。

5.根据权利要求3所述的筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，其特征在于，所述支撑腿的下端连接有销轴，销轴与支撑腿呈“t”字形布设；销轴两端与槽钢左右两侧面转动连接。

6.根据权利要求4所述的筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，其特征在于，所述槽钢上沿的中心开设有豁口，支撑腿打开时嵌入豁口内，豁口用于限制支撑腿的最大转动角度。

7.一种筏板基底桩帽封桩限位加固施工方法，包括权利要求1-6任一所述的筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种筏板基底桩帽封桩自动锁闭结构及其限位加固施工方法，属于建筑物纠偏加固领域。本发明在筏板基础上开孔后，用千斤顶和反力架将微型管桩压入筏板孔至设计深度并自动打开锁闭限位装置，约束至筏板底部；把限位钢筋与旋转轴焊接形成一体；锁闭限位装置工作后，截断多余微型钢管并在注浆口注入自密实混凝土，养护达设计强度后，形成均匀分散桩端反力的加固结构。本发明对于筏板基础的加固效果可靠，加固机理明确，造价便宜，施工周期短，便于现场施工；为筏板基础提供了一种均匀分散桩端反力且防止局部冲切破坏的桩帽封桩自动锁闭结构，并提供了一种限位加固施工方法。

技术研发人员：韦正德,顾航成,杨丁惠,朱彦鹏,杨校辉,杨奎斌,房光文
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11