一种既有建筑地基基础加固结构及加固方法与流程

本发明涉及建筑工程，具体而言，涉及一种既有建筑地基基础加固结构及加固方法。

背景技术：

1、建筑修建过程中因存在地质情况未查明，或者地基基础环境条件发生改变，导致既有地基承载力不能满足上部结构荷载要求，通常在对比安全、经济、质量等方面后需要对既有建筑地基基础进行加固；另一方面，建筑在使用过程中因使用功能的改变，或需要增层改造，使得上部结构荷载也会增加，通过对既有建筑荷载压密后的地基土进行勘察试验，得到的地基承载力不足以满足因使用功能改变或层数增加后的荷载要求，此种情况下也需要对既有建筑地基基础进行加固处理。

2、建筑上部结构的荷载主要通过建筑基础传递到地基中，因地基承载力不足需要进行加固处理时，基础托换方法主要分为三类：一是扩大基础，通过增加基底面积的方法来降低单位面积下的基地压力；二是地基加固托换法，通过对地基土进行加固，直接按照上部结构荷及既有建筑结构基础尺寸计算得到的地基抗力要求，从而来提高地基承载力进行加固；三是桩式托换法，采用在基础底面或侧面加桩，再将桩顶与既有基础连接实现托换加固的目的。但现有的桩式托换法常常会因加桩部分与既有压密的地基之间变形不协调而导致后期应力传递路径与预期不一致，从而使施工完成后建筑仍会存在一定的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种既有建筑地基基础加固结构及加固方法，根据建筑上部结构荷载，在施工过程中可以定量控制加桩与既有基础之间各自分担的上部结构荷载，有效避免因加桩部分与既有压密的地基之间变形不协调带来的后期应力传递路径与预期不一致，使建筑基础加固完成后更加安全；同时，该方法也可以对既有建筑结构进行顶升纠倾，并作为顶升后建筑结构的桩基础使用，施工过程中可以对每根桩的竖向抗压承载力进行复核验证。

2、为实现本发明目的，采用的技术方案为：一种既有建筑地基基础加固方法，包括如下步骤：

3、s1：去除既有基础上覆盖的填土；

4、s2：在既有基础外侧植入托换桩；

5、s3：在既有基础上浇筑增加叠合结构形成整体，在既有基础和叠合结构中共同植入锚固钢绞线，并在钢绞线上端贯穿托换桩后通过张拉方式将预定增加的荷载传递到托换桩桩顶，或在钢绞线上端贯穿托换桩后通过张拉提升方式对既有基础进行抬升，实现对既有建筑结构顶升纠倾；

6、s4：荷载传递到托换桩桩顶后或既有基础抬升达到指定高度位置后，将钢绞线上端锁定在托换桩桩顶；

7、s5：在加固后的地基基础上进行回填。

8、进一步的，在步骤s2之前需对既有建筑结构荷载或改造后的建筑结构荷载进行计算分析。

9、进一步的，在步骤s2之前需综合考虑场地工程地质条件及每个既有基础需要增加的抗力大小，确定托换桩的参数及每个既有基础需要增加的托换桩桩数。此处，托换桩参数的确定，要根据张拉荷载大小，综合考虑托换桩水平部抗剪能力，桩身抗弯验算，以及稳定性。

10、进一步的，在步骤s2之前需确定托换桩的具体位置及钢绞线的连接节点在既有基础中的布置位置。

11、进一步的，在步骤s2之前需确定增加叠合结构的厚度。

12、进一步的，在步骤s3中，托换桩上还设有与钢绞线对应的千斤顶，钢绞线上端固定在千斤顶的输出端上。

13、进一步的，在步骤s4之后需将钢绞线上端与千斤顶的输出端分离，并将千斤顶从托换桩上取下。

14、进一步的，在步骤s4之后需采用钢筋混凝土对托换桩水平部、叠合结构、外露部分钢绞线进行填充封闭处理。

15、一种既有建筑地基基础加固结构，包括托换桩、钢绞线和叠合结构，所述托换桩布置在既有基础外侧，叠合结构浇筑增加在既有基础上形成整体，且托换桩上部位于叠合结构顶面以上；所述钢绞线下端植入既有基础与叠合结构形成的整体上，钢绞线上端贯穿托换桩后采用锁定装置与托换桩锁紧固定。通过在既有基础顶部增加叠合结构，目的是增加原基础的厚度，提高基础在后期张拉施工时的抗冲切、抗剪切、抗弯能力。

16、进一步的，所述托换桩呈“7”型。

17、进一步的，所述托换桩水平部的下表面从外至内逐渐向下倾斜。因为托换桩桩顶是偏心受压，托换桩水平部的高度及下托换桩水平部的表面倾斜是为了增加顶部抵抗剪切破坏的能力。

18、进一步的，所述叠合结构为两个，两个叠合结构分别压紧在既有地基基础的两侧；所述托换桩为多个，多个托换桩分别对应两个叠合结构。

19、进一步的，所述叠合结构的下表面为坡面。当然，叠合结构的下表面形状并不固定，需根据既有基础顶面的形式确定，增加的叠合结构要与既有基础形成一个整体受力。

20、本发明的有益效果是：

21、本发明通过钢绞线张拉提升施工，从而根据加固设计要求可实现对每根托换桩主动施加既定荷载，使托换桩和既有地基基础在后期改造施工或运营使用过程中的变形控制在较小的范围内，可避免因托换桩与既有基础之间变形不协调带来的后期应力传递路径与预期不一致而埋下安全隐患，且由于托换桩布置在既有基础侧面，可以最大限度的减少托换桩施工对既有地基产生扰动；同时，通过对钢绞线张拉提升也可以对既有建筑结构进行顶升纠倾，并作为顶升后建筑结构的桩基础使用，施工过程中可以对每根托换桩的竖向抗压承载力进行复核验证，不仅降低了托换桩验证检测承载力的成本，对托换桩竖向抗压承载能力的可靠性具有更大保证。

技术特征：

1.一种既有建筑地基基础加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的既有建筑地基基础加固方法，其特征在于，在步骤s2之前需对既有建筑结构荷载或改造后的建筑结构荷载进行计算分析。

3.根据权利要求1所述的既有建筑地基基础加固方法，其特征在于，在步骤s2之前需综合考虑场地工程地质条件及每个既有基础(2)需要增加的抗力大小，确定托换桩(8)的参数及每个既有基础(2)需要增加的托换桩(8)桩数。

4.根据权利要求1所述的既有建筑地基基础加固方法，其特征在于，在步骤s2之前需确定托换桩(8)的具体位置及钢绞线(4)的连接节点在既有基础(2)中的布置位置。

5.根据权利要求1所述的既有建筑地基基础加固方法，其特征在于，在步骤s2之前需确定增加叠合结构(7)的厚度。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的既有建筑地基基础加固方法，其特征在于，在步骤s3中，托换桩(8)上还设有与钢绞线(4)对应的千斤顶(5)，钢绞线(4)上端固定在千斤顶(5)的输出端上。

7.根据权利要求6所述的既有建筑地基基础加固方法，其特征在于，在步骤s4之后需将钢绞线(4)上端与千斤顶(5)的输出端分离，并将千斤顶(5)从托换桩(8)上取下。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的既有建筑地基基础加固方法，其特征在于，在步骤s4之后需采用钢筋混凝土对托换桩(8)、叠合结构(7)、钢绞线(4)进行连接封闭处理。

9.一种既有建筑地基基础加固结构，其特征在于，包括托换桩(8)、钢绞线(4)和叠合结构(7)，所述托换桩(8)布置在既有基础(2)外侧，叠合结构(7)浇筑在既有基础(2)上，且托换桩(8)上部位于叠合结构(7)顶面以上；所述钢绞线(4)下端植入既有基础(2)与叠合结构(7)形成的整体结构中，钢绞线(4)上端贯穿托换桩(8)后采用锁定装置(6)与托换桩(8)锁紧固定。

10.根据权利要求9所述的既有建筑地基基础加固结构，其特征在于，所述托换桩(8)呈“7”型。

技术总结本发明公开了一种既有建筑地基基础加固结构及加固方法，涉及建筑工程技术领域，包括托换桩、钢绞线和叠合结构，所述托换桩布置在既有基础外侧，叠合结构浇筑在既有基础上，且托换桩水平部位于叠合结构上；所述钢绞线下端植入既有基础和叠合结构形成的整体结构中，钢绞线上端贯穿托换桩后采用锁定装置与托换桩锁紧固定，并采用钢筋混凝土对叠合结构、钢绞线、托换桩进行连接封闭。本发明根据建筑上部结构荷载，在施工过程中可以定量控制加桩与既有基础之间各自分担的上部结构荷载，有效避免因加桩部分与既有压密的地基之间变形不协调带来的后期应力传递路径与预期不一致，使建筑地基基础加固完成后更加安全。技术研发人员：雷发洪,莫道平,蒋志军,宋静,李泽泽,章学良,张炳焜,陈昱成受保护的技术使用者：四川省建筑科学研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2