专利名称：一种既有建筑物地基加固方法
技术领域：
本发明属于既有建筑物地基加固领域，具体为一种用人工挖孔抛石混凝土桩对既 有建筑物地基进行加固的方法。
背景技术：
在现有的建筑物地基加固工程中，经常采用的方法有基础补强加固法、加大基础 底面积法、加深基础法、锚杆静压桩法、高压喷射注浆法、灰土挤密桩法、树根桩法、坑式静 压桩法、石灰桩法等。上述各方法对上部结构不能提供较大反力且地基土为黄土、地基为条 形基础或柱下独立基础以及层数较少的既有建筑地基的加固或不易施工、或在设计理论上 不符合原有建筑结构与基础的特点、或存在有成本高的缺点。
发明内容
针对现有技术的缺点或不足，本发明的目的在于，提供一种既有建筑地基加固方 法，尤其适用于上部结构不能提供较大反力且地基土为黄土、地基为条形基础或柱下独立 基础以及层数较少的既有建筑地基的加固。为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案
1、一种既有建筑物地基加固方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 步骤一，确定施工参数确定加固所需桩的根数、尺寸和位置； 步骤二，开挖桩孔挖施工槽，并根据所确定的施工参数人工挖孔形成桩孔； 步骤三，浇注桩体向挖好的桩孔中边抛入石块边倒入混凝土，并且在桩端1. 5-2m处 桩体扩大截面，其扩底端直径与桩身直径比D/d < 3. 0，扩底端侧面的斜率Vh1为1/3-1/2， 扩底端侧面斜坡矢高Ii2为0. IOD -0. 15D ；在距离建筑物基础底1. 处开始用膨胀混凝 土浇筑；
步骤四，铺设褥垫层在桩顶与既有建筑基础之间铺设30(T500mm厚的褥垫层； 步骤五，回填夯实施工槽。步骤三中所述石块为粒径为2 20 cm的块石或卵石。步骤三中所述膨胀混凝土中所用膨胀剂为石膏粉、硫铝酸钙类膨胀剂、硫铝酸钙％ 氧化钙类膨胀剂或氧化钙类膨胀剂，其中石膏粉的掺量为5%、硫铝酸钙类膨胀剂的掺量为 59Γ7%、硫铝酸钙％氧化钙类膨胀剂的掺量为59Γ7%、氧化钙类膨胀剂的掺量为59Γ7%。步骤四中所述褥垫层粒径< 30mm。本发明所提供的既有建筑地基加固方法，适用于地基土为黄土且上部结构不能够 提供较大反力、需要加固地基为柱下独立基础或条形基础的层数较少的建筑，方法中的桩 体材料选用适当大小的石块和混凝土，既满足了加固结构的力学需求，又很大程度地降低 了施工过程中水泥的使用量，减少施工过程中的粉尘污染。并且在桩体顶端与基础之间浇 注适当厚度的膨胀混凝土，利用其自身膨胀的特点挤压周围的土层和上部的褥垫层，使得 桩体与既有建筑基础之间充分连接，保证加固结构有效的支撑上部建筑物。该方法不仅具有就地取材、水泥用量少、水化温升低、体积稳定性好，同时还具有节能、环保等优点，是对 现有地基加固方法的一种补充。
图1为本发明的工艺流程图2为本发明的抛石混凝土桩与基础连接施工示意图，图中1、既有建筑物；2、既有建 筑物基础；3、褥垫层；4、膨胀混凝土桩体；5、砖墙；6、施工槽；7、抛石混凝土桩体；
图3为本发明的扩底桩端部结构示意图，图中D、扩底端直径；d、桩身直径；a、扩底端 侧面水平长度屯、扩底端竖直长度；h2、扩底端侧面斜坡矢高。以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施例方式如图1、图2和图3所示，本发明所提供的既有建筑物地基加固方法，其特征在于， 所述方法具体包括以下步骤
步骤一，确定施工参数对原有建筑物的设计图纸和周围环境进行深入的调查和了解， 并对原有建筑物的基础的形式和尺寸进行复核，然后根据其基础的形式和受力的特点确定 加固所需的桩体的根数、尺寸和位置等；
步骤二，开挖桩孔根据所确定的桩的根数、尺寸和位置，在既有建筑物基础处开挖 广an宽的施工槽，以便于在施工过程中有一定的操作空间，并人工挖孔形成桩孔，检验土 质，清净孔底杂物； 步骤三，浇注桩体
边将粒径为2 20 cm的块石或者卵石使用机械或者人工的方式抛入已挖好的孔内，边 倒入混凝土，要严格控制混凝土的密实度，保证填充密实，过程中可采用人工振捣或机械振 捣使混凝土随时将石块沉降路径中造成的空缺填充密实。石块混凝土的浇筑应连续进行， 若特殊情况必须间断浇筑间隔时段不得超过混凝土的初凝时间，且石块应连续抛入，但该 工序亦必须于初凝时间到达之前完成，混凝土浆体的量应足以完全包裹石块，使之产生均 质的抛石混凝土。抛石混凝土的养护时间为3(Γ40天。在桩端1. 5^2m处桩体要扩大截面，扩底端直径(D)与桩身直径(d)比D/d，根据 承载力要求及扩底端部侧面和桩端持力层土性确定，最大不超过3. 0 3. 0)，扩底端侧面 的斜率Vh1 (a为扩底端侧面水平长度屯为扩底端竖直长度)根据实际成孔及支护条件确 定，a/h 一般取1/3-1/2，砂土取约1/3，粉土、粘性土取约1/2，扩底端底面一般呈锅底形， 扩底端侧面斜坡矢高Ii2取0. 10D-0. 15D。一般应选择较硬土层作为桩端持力层。特殊情况下，对于粘性土、粉土桩端全断面 进入持力层的深度彡2d,砂土时彡1. 5d,碎石类土时桩端全断面进入持力层的深度彡Id。 当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于4d。当硬持力层较厚且施工条件许 可时，桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。在距离建筑物基础底1. 处，桩体用膨胀混凝土浇筑，所用膨胀剂可选用石膏 粉、硫铝酸钙类膨胀剂、硫铝酸钙、氧化钙类膨胀剂或氧化钙类膨胀剂，其中石膏粉的掺量 为5%、硫铝酸钙类膨胀剂的掺量为59Γ7%、硫铝酸钙％氧化钙类膨胀剂的掺量为59Γ7%、氧化钙类膨胀剂的掺量为59Γ7%。步骤四，铺设褥垫层在桩顶与既有建筑基础之间铺设30(T500mm厚的褥垫层，当 桩径大或桩间距大时褥垫层厚宜取高值，褥垫层的材料选用中砂、粗砂、级配砂石或碎石， 最大粒径< 30mm。步骤五，回填压实成桩后，施工槽用2:8或3:7灰土分层夯实回填，压实系数 ^ 0. 95。以下提供本发明两个具体的实施例 实例1
本实施例中所需加固的既有建筑为一层底部大空间建筑，柱下独立基础，基础埋深 1. 80m,由于地基下沉从而导致整个建筑物下沉。步骤一，经过实地考察、鉴定、分析后确定其施工参数如下采用M根桩体，每个 基础下为2根桩，每个基础下2根桩的间距为1400mm，桩孔为d=600mm，桩长为Ilm ；
步骤二，根据步骤一中确定的施工参数，在既有建筑物基础处开挖广an宽的施工槽， 并人工挖孔形成桩孔，检验土质，清净孔底杂物；
步骤三，桩体所用石块为2 20 cm的块石，混凝土强度为C20，在桩端处桩体扩大底 端，其相关结构参数为0/(1=2,3/^=1/2, Ii2 =0.10D，即D=1200mm，h2=120mm，过程中采用机 械振捣使混凝土随时将石块沉降路径中造成的空缺填充密实，混凝土浆体的量应足以完全 包裹石块，使之产生均质的抛石混凝土。抛石混凝土的养护时间为35天。在距建筑物基 础2. 5m处桩体用膨胀混凝土浇筑，所用膨胀剂为石膏粉，其中石膏粉的掺量为5% ；
步骤四，在桩顶与既有建筑物基础之间铺设300mm厚的褥垫层，褥垫层材料为粒径小 于30mm的粗砂；
步骤五，回填压实成桩后，施工槽用2:8或3:7灰土分层夯实回填，压实系数> 0. 95。实例2:
该实施例中，所需加固建筑为为单层排架结构，柱下独立基础，基础埋深2. 10 m。在建 筑使用后发现墙体和地面有裂缝，并有扩展趋势，为避免该厂房地面及墙体裂缝继续发展 而对结构造成危害，需采取有效加固措施。步骤一，经过实地考察、鉴定、分析后确定其施工参数如下采用50根桩体，每个 基础下为2根桩，每个基础下2根桩的间距为1000mm，桩孔为d=800mm，桩长为13m。步骤二，开挖施工槽并人工挖孔形成桩孔；
步骤三，桩体用粒径为2 20 cm的卵石，桩体混凝土强度为C20，在桩端处桩体扩大 底端 D/d=2. 5，3/^=1/2，Ii2 =0. 10D,即 D=2000mm，1ι2=200πιπι，过程中采用机械振捣使混凝 土随时将石块沉降路径中造成的空缺填充密实，混凝土浆体的量应足以完全包裹石块。抛 石混凝土的养护时间为40天。在距建筑物基础: 处桩体用膨胀混凝土浇筑，所用膨胀剂 为硫铝酸钙类膨胀剂，其掺量为7%。步骤四，在桩顶与既有建筑物基础之间铺设350mm厚褥垫层，褥垫层材料为粒径 小于30mm的粗砂。步骤五，回填压实成桩后，施工槽用2:8或3:7灰土分层夯实回填，压实系数 ^ 0. 95。
权利要求
1.一种既有建筑物地基加固方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤步骤一，确定施工参数确定加固所需桩的根数、尺寸和位置；步骤二，开挖桩孔挖施工槽，并根据所确定的施工参数人工挖孔形成桩孔；步骤三，浇注桩体向挖好的桩孔中边抛入石块边倒入混凝土，并且在桩端1. 5-2m处 桩体扩大截面，其扩底端直径与桩身直径比D/d < 3. 0，扩底端侧面的斜率Vh1为1/3-1/2， 扩底端侧面斜坡矢高Ii2为0. IOD -0. 15D ；在距离建筑物基础底1. 处开始用膨胀混凝 土浇筑；步骤四，铺设褥垫层在桩顶与既有建筑基础之间铺设30(T500mm厚的褥垫层；步骤五，回填夯实施工槽。
2.根据权利要求1所述的既有建筑物地基加固方法，其特征在于，步骤三中所述石块 为粒径为纩20 cm的块石或卵石。
3.根据权利要求1所述的既有建筑物地基加固方法，其特征在于，步骤三中所述膨胀 混凝土中所用膨胀剂为石膏粉、硫铝酸钙类膨胀剂、硫铝酸钙、氧化钙类膨胀剂或氧化钙 类膨胀剂，其中石膏粉的掺量为5%、硫铝酸钙类膨胀剂的掺量为59Γ7%、硫铝酸钙％氧化钙 类膨胀剂的掺量为59Γ7%、氧化钙类膨胀剂的掺量为59Γ7%。
4.根据权利要求1所述的既有建筑物地基加固方法，其特征在于，步骤四中所述褥垫 层粒径< 30mm。
全文摘要
本发明属于既有建筑物地基加固领域，具体涉及一种上部结构不能够提供较大反力的既有建筑地基加固方法。方法中采用抛石混凝土为桩的主要材料，先人工挖孔，后将粒径在2~20cm的块石或者卵石使用机械或者人工的方式抛入已挖好的孔内，同时浇注的混凝土可随时将石块沉降路径中造成的空缺填充密实，最终形成致密且具有较高强度的抛石混凝土桩，使得桩端置入地基深部较好的持力层中，并将建筑物的全部或部分荷载传到该土层，从而达到减小基底下地基土的附加应力，减小沉降，达到加固的目的。
文档编号E02D3/12GK102071679SQ20101061120
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者朱艳, 林 源, 王丽芳, 王静, 胡长明, 蒋明, 车佳玲 申请人:西安建筑科技大学