一種古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)及其施工方法，包括靜壓樁、定向鉆探鋼管混凝土梁、隔震墊，在既有古建筑外側(cè)通過靜壓樁、基礎(chǔ)底部橫向穿透定向鉆探鋼管混凝土梁、梁樁之間隔震墊形成既有建筑新的“∏”形隔震基礎(chǔ)架，沿縱向多個(gè)“∏”形隔震基礎(chǔ)架，“∏”形隔震基礎(chǔ)架之間通過連梁連成整體形成整座建筑隔震基礎(chǔ)體系，為保證鋼管混凝土梁與上部原基礎(chǔ)的連接采用必要的錨桿進(jìn)行拉結(jié)。鋼管梁承受原建筑全部豎向荷載和基礎(chǔ)底以上室內(nèi)土體和構(gòu)筑物全部載荷。鋼管混凝土梁之間采用定向鉆探后素砼填充形成整體托起平臺。鋼管梁通過隔震墊支撐于兩端樁上，地震時(shí)通過隔振墊大大減少地震力對上部建筑造成的各種影響。
【專利說明】一種古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)及其施工方法，特別是一種用樁、鋼管梁、隔震墊組合而成的基礎(chǔ)隔震體系，屬于抗震加固【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]中國十二五期間防震減災(zāi)作為政府重要工作內(nèi)容，近年來頻繁的地震對數(shù)百年乃至數(shù)千年的古建筑造成巨大破壞以2008年汶川8.0級地震為例，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，僅四川省就有83處全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位和174處省級文物保護(hù)單位遭受不同程度的破壞，造成了巨大的社會損失，其經(jīng)濟(jì)損失難以估量。傳統(tǒng)古建修繕加固側(cè)重上部桿件局部更換和飾面的整修，但對于中等及以上等級地震造成的影響不能減免，傳統(tǒng)建筑加固技術(shù)比如板墻加固、圈梁構(gòu)造柱加固、碳纖維加固需室內(nèi)施工，一是會破壞原室內(nèi)不可再造的裝飾，二是室內(nèi)空間不能實(shí)施施工操作三是可能破壞完整造型，四是還有可能的宗教禁忌。還有傳統(tǒng)加固是硬抗，室內(nèi)加固局限性太大。古建作為整體抗震性能的大幅提高是最為必要，而且不能破壞外貌和室內(nèi)裝飾。這給加固行業(yè)提出了極大挑戰(zhàn)，近年來隔震技術(shù)、市政水平鉆探技術(shù)、樁技術(shù)、鋼管輪技術(shù)的快速發(fā)展為古建筑在不破壞外貌和室內(nèi)裝飾的情況下大幅提聞?wù)w抗震性能提供了可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述問題，本發(fā)明提出了一種古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)及其施工方法。其無需破壞外貌和室內(nèi)裝飾，全部外部作業(yè)形成新的隔震體系，能夠大幅提高既有建筑的抗震性能，解決了古建筑的抗震加固問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，包括既有古建筑，還包括靜壓樁、鋼管混凝土梁以及隔震墊，其中，在既有古建筑原基礎(chǔ)底部插設(shè)有靜壓樁，靜壓樁與原基礎(chǔ)之間由下至上依次設(shè)置有沿靜壓樁排列方向設(shè)置的縱向的鋼筋混凝土連梁、與鋼筋混凝土連梁垂直設(shè)置的橫向的鋼管混凝土梁，所述鋼筋混凝土連梁分為上層連梁和下層連梁，上層連梁和下層連梁之間設(shè)置有隔震墊，所述下層連梁底部與靜壓樁頂部連接固定，所述上層連梁頂部設(shè)置鋼管混凝土梁；所述靜壓樁、隔震墊以及鋼管混凝土梁沿縱向形成多個(gè)“Π”形隔震基礎(chǔ)架，多個(gè)“Π”形隔震基礎(chǔ)架之間通過鋼筋混凝土連梁連成整體。
[0006]進(jìn)一步地，所述上層連梁頂部設(shè)置有固定鋼板，固定鋼板托住橫向設(shè)置的鋼管混凝土梁端部。
[0007]所述鋼管混凝土梁之間采用素砼管填充形成整體托起平臺。
[0008]所述鋼管混凝土梁與既有古建筑的原基礎(chǔ)之間采用錨桿拉結(jié)。
[0009]在原基礎(chǔ)、鋼管混凝土梁、上層連梁以及隔震墊外側(cè)的既有古建筑四周設(shè)置有隔震溝。
[0010]所述隔震溝包括隔震溝底板、隔震溝側(cè)壁以及隔震溝蓋板。[0011 ] 所述隔震溝底板上表面與下層連梁上表面齊平。
[0012]所述隔震溝蓋板上表面與室外地坪齊平。
[0013]上述古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:采用如下步驟:
[0014]步驟一:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定靜壓樁位置進(jìn)行打樁，打樁完成后對靜壓樁上端表面進(jìn)行鑿毛；
[0015]步驟二:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定鋼管混凝土梁位置，開始進(jìn)行定向鉆探，鉆探完畢后放入構(gòu)成鋼管混凝土梁的鋼管，鋼管內(nèi)再澆筑混凝土 ；
[0016]步驟三:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定鋼管混凝土梁間的素砼管位置，開始進(jìn)行定向鉆探，鉆探完畢后向鉆探位置內(nèi)澆筑混凝土并且形成素砼管；
[0017]步驟四:待素砼管混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)，再進(jìn)行基坑開挖，開挖完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對鋼筋混凝土連梁進(jìn)行綁扎鋼筋、支模，同時(shí)對上層連梁下部土體分離形成土體分離縫，待鋼筋混凝土連梁支模完成后在上層連梁與下層連梁之間安裝隔震墊，在上層連梁上部安裝固定鋼板，固定鋼板托住鋼管混凝土梁使其穩(wěn)定，再進(jìn)行混凝土澆筑，使各部件相互連接，其連接關(guān)系由下至上表示為:靜壓樁e下層連梁e隔震墊e上層連梁e固定鋼板e(cuò)鋼管混凝土梁；
[0018]步驟五:待鋼筋混凝土連梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上后拆模，同時(shí)在原基礎(chǔ)底部安裝錨桿，錨桿另一端連接于鋼管混凝土梁，使原基礎(chǔ)與鋼管混凝土梁通過錨桿拉結(jié)，同時(shí)清除基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)內(nèi)所有殘余土體；
[0019]步驟六:在古建筑四周設(shè)置隔震溝，先進(jìn)行隔震溝底板的鋼筋綁扎，綁扎完成后支模，再進(jìn)行隔震溝側(cè)壁的鋼筋綁扎，綁扎完成后支模，最后對隔震溝底板與隔震溝側(cè)壁澆筑混凝土 ；
[0020]步驟七:待隔震溝底板與隔震溝側(cè)壁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后拆模，在原基礎(chǔ)大放腳最外部臺階上砌筑后增砌筑墻體，再鋪蓋隔震溝蓋板，隔震溝蓋板外端滿搭在隔震溝側(cè)壁頂部，水泥砂漿封膠使隔震溝蓋板連接于隔震溝側(cè)壁，隔震溝蓋板內(nèi)端滿搭在后增砌筑墻體頂部，其留出縫隙用防水材料填充，隔震溝蓋板上表面必須與室外地坪平齊；
[0021]步驟八:隔震溝側(cè)壁以外土體回填，場地恢復(fù)原貌。
[0022]其中,所述隔震溝底板懸挑長度為400_至600_。
[0023]有益效果:
[0024]本發(fā)明采用以上四項(xiàng)技術(shù)合理融合實(shí)現(xiàn)古建筑整體基礎(chǔ)隔震，使古建筑地震時(shí)保持小幅度、低加速度的平動。在古建筑上部不需加固的狀況下實(shí)現(xiàn)對地震破壞的大幅減少。本技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛適用于磚結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)古建，對高聳如塔類古建更適合。
[0025]本發(fā)明充分整合了近年來多行業(yè)先進(jìn)單項(xiàng)技術(shù)，各單項(xiàng)技術(shù)成熟，施工速度快、投資少，減震隔震成效大，對古建進(jìn)行了根本性保護(hù)，上了新臺階，與傳統(tǒng)修繕有天壤之別。使古建在極端地震災(zāi)害狀況下也能保持完好，使其保護(hù)傳送子孫后代成為可能。這種項(xiàng)目實(shí)施具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。也是有效功德無量之善舉。
【專利附圖】

【附圖說明】[0026]圖1為隔震體系平面布置圖；
[0027]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0028]圖3為圖1的B-B剖視圖；
[0029]圖4為圖3的處放大圖；
[0030]圖5為圖2的處放大圖。
[0031]圖中，1、靜壓樁；2、隔震溝側(cè)壁；3、隔震墊；4、鋼管混凝土梁；5、鋼筋混凝土連梁；
6、素砼管；7、隔震溝；8、隔震溝蓋板；9、后增砌筑墻體；10、鋼管；11、混凝土 ；12、固定鋼板；13、鋼筋混凝土 ；14、原基礎(chǔ)；15、原墻體；16、上層連梁；17、土體分離縫；18、下層連梁；
19、屋架；20、鑿毛；21、隔震溝底板。
【具體實(shí)施方式】
[0032]一種古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，參見圖1至5所示，包括既有古建筑，還包括靜壓樁1、鋼管混凝土梁4以及隔震墊3，其中，在既有古建筑原基礎(chǔ)14底部插設(shè)有靜壓樁1，靜壓樁I與原基礎(chǔ)14之間由下至上依次設(shè)置有沿靜壓樁I排列方向設(shè)置的縱向的鋼筋混凝土連梁5、與鋼筋混凝土連梁5垂直設(shè)置的橫向的鋼管混凝土梁4，鋼筋混凝土連梁5分為上層連梁16和下層連梁18，上層連梁16和下層連梁18之間設(shè)置有隔震墊3，下層連梁18底部與靜壓樁I頂部連接固定，上層連梁16頂部設(shè)置鋼管混凝土梁4 ;鋼管混凝土梁4承受原建筑全部豎向荷載和原基礎(chǔ)14底以上室內(nèi)土體和構(gòu)筑物全部載荷。鋼管混凝土梁4通過隔震墊3支撐于兩端靜壓樁I上，地震時(shí)通過隔振墊3大大減少地震力對上部建筑造成的各種影響(結(jié)構(gòu)、建筑裝飾等各方面)，所述鋼管混凝土梁4、隔震墊3與靜壓樁I連接。靜壓樁1、隔震墊3以及鋼管混凝土梁4沿縱向形成多個(gè)“Π”形隔震基礎(chǔ)架，多個(gè)“Π”形隔震基礎(chǔ)架之間通過鋼筋混凝土連梁5連成整體，參見圖4與圖5。上層連梁16頂部設(shè)置有固定鋼板12，固定鋼板12托住橫向設(shè)置的鋼管混凝土梁4端部。鋼管混凝土梁4之間采用素砼管6填充形成整體托起平臺。鋼管混凝土梁4與既有古建筑的原基礎(chǔ)14之間采用錨桿拉結(jié)。在原基礎(chǔ)14、鋼管混凝土梁4、上層連梁16以及隔震墊3外側(cè)的既有古建筑四周設(shè)置有隔震溝，隔震溝包括隔震溝底板21、隔震溝側(cè)壁2以及隔震溝蓋板8，隔震溝底板21上表面與下層連梁18上表面齊平，隔震溝底板21懸挑長度為400mm至600mm，隔震溝蓋板8上表面與室外地坪齊平。
[0033]上述古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)的施工方法，采用如下步驟:
[0034]步驟一:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定靜壓樁I位置進(jìn)行打樁，靜壓樁I規(guī)格和尺寸依據(jù)設(shè)計(jì)而定，打樁完成后對靜壓樁I上端表面進(jìn)行鑿毛20 ；
[0035]步驟二:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定鋼管混凝土梁4位置，開始進(jìn)行定向鉆探，鉆探完畢后放入構(gòu)成鋼管混凝土梁4的鋼管10，鋼管10規(guī)格和尺寸依據(jù)設(shè)計(jì)而定，鋼管10內(nèi)再澆筑混凝土 11，混凝土 11強(qiáng)度等級依據(jù)設(shè)計(jì)而定；
[0036]步驟三:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定鋼管混凝土梁4間的素砼管6位置，開始進(jìn)行定向鉆探，鉆探完畢后向鉆探位置內(nèi)澆筑混凝土并且形成素砼管6，其混凝土強(qiáng)度等級依據(jù)設(shè)計(jì)而定；
[0037]步驟四:待素砼管6混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)，再進(jìn)行基坑開挖，開挖完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對鋼筋混凝土連梁5進(jìn)行綁扎鋼筋、支模，同時(shí)對上層連梁16下部土體分離形成土體分離縫17，待鋼筋混凝土連梁5支模完成后在上層連梁16與下層連梁18之間安裝隔震墊3，隔震墊3型號依據(jù)設(shè)計(jì)而定，在上層連梁16上部安裝固定鋼板12，固定鋼板12托住鋼管混凝土梁4使其穩(wěn)定，再進(jìn)行混凝土澆筑，使各部件相互連接，其連接關(guān)系由下至上表示為:靜壓樁I ^下層連梁18 e隔震墊3 ^上層連梁16 e固定鋼板12 e鋼管混凝土梁4;
[0038]步驟五:待鋼筋混凝土連梁5混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上后拆模，同時(shí)在原基礎(chǔ)14底部安裝錨桿，錨桿另一端連接于鋼管混凝土梁4，使原基礎(chǔ)14與鋼管混凝土梁4通過錨桿拉結(jié)，同時(shí)清除基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)內(nèi)所有殘余土體，尤其是隔震溝內(nèi)土體分離縫以上至室外地坪以下殘余的土體及垃圾；
[0039]步驟六:在古建筑四周設(shè)置隔震溝7，先進(jìn)行隔震溝底板21的鋼筋綁扎，其宜懸挑出400_至600_，具體尺寸依據(jù)地基承載力而定，綁扎完成后支模，隔震溝底板21厚度及配筋依據(jù)設(shè)計(jì)而定，再進(jìn)行隔震溝側(cè)壁2的鋼筋綁扎，綁扎完成后支模，隔震溝側(cè)壁2厚度、高度及配筋依據(jù)設(shè)計(jì)而定，最后對隔震溝底板21與隔震溝側(cè)壁2澆筑混凝土 ；
[0040]步驟七:待隔震溝底板21與隔震溝側(cè)壁2混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后拆模，在原基礎(chǔ)14大放腳最外部臺階上砌筑后增砌筑墻體9，再鋪蓋隔震溝蓋板8，隔震溝蓋板8外端滿搭在隔震溝側(cè)壁2頂部，水泥砂漿封膠使隔震溝蓋板8連接于隔震溝側(cè)壁2，隔震溝蓋板8內(nèi)端滿搭在后增砌筑墻體9頂部，其留出縫隙用防水材料填充，隔震溝蓋板8上表面必須與室外地坪平齊；
[0041]步驟八:隔震溝側(cè)壁2以外土體回填，場地恢復(fù)原貌。
`[0042]以上是本發(fā)明的一典型實(shí)施方式，本發(fā)明的具體實(shí)施不限于此。
【權(quán)利要求】
1.一種古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，包括既有古建筑，其特征在于:還包括靜壓樁(I)、鋼管混凝土梁⑷以及隔震墊(3)，其中，在既有古建筑原基礎(chǔ)(14)底部插設(shè)有靜壓樁(1)，靜壓樁(I)與原基礎(chǔ)(14)之間由下至上依次設(shè)置有沿靜壓樁(I)排列方向設(shè)置的縱向的鋼筋混凝土連梁(5)、與鋼筋混凝土連梁(5)垂直設(shè)置的橫向的鋼管混凝土梁(4)，所述鋼筋混凝土連梁(5)分為上層連梁(16)和下層連梁(18)，上層連梁(16)和下層連梁(18)之間設(shè)置有隔震墊(3)，所述下層連梁(18)底部與靜壓樁(I)頂部連接固定，所述上層連梁(16)頂部設(shè)置鋼管混凝土梁(4);所述靜壓樁(I)、隔震墊(3)以及鋼管混凝土梁⑷沿縱向形成多個(gè)“Π”形隔震基礎(chǔ)架，多個(gè)“Π”形隔震基礎(chǔ)架之間通過鋼筋混凝土連梁(5)連成整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上層連梁(16)頂部設(shè)置有固定鋼板(12)，固定鋼板(12)托住橫向設(shè)置的鋼管混凝土梁(4)端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鋼管混凝土梁(4)之間采用素砼管(6)填充形成整體托起平臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鋼管混凝土梁(4)與既有古建筑的原基礎(chǔ)(14)之間采用錨桿拉結(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:在原基礎(chǔ)(14)、鋼管混凝土梁(4)、上層連梁(16)以及隔震墊(3)外側(cè)的既有古建筑四周設(shè)置有隔震溝⑵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔震溝(7)包括隔震溝底板(21)、隔震溝側(cè)壁(2)以及隔震溝蓋板(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔震溝底板(21)上表面與下層連梁(18)上表面齊平。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔震溝蓋板(8)上表面與室外地坪齊平。
9.據(jù)權(quán)利要求1一8任一所述古建筑基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:采用如下步驟: 步驟一:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定靜壓樁(I)位置進(jìn)行打樁，打樁完成后對靜壓樁(I)上端表面進(jìn)行鑿毛(20)； 步驟二:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定鋼管混凝土梁(4)位置，開始進(jìn)行定向鉆探，鉆探完畢后放入構(gòu)成鋼管混凝土梁⑷的鋼管(10)，鋼管(10)內(nèi)再澆筑混凝土(11)； 步驟三:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場測量并確定鋼管混凝土梁(4)間的素砼管(6)位置，開始進(jìn)行定向鉆探，鉆探完畢后向鉆探位置內(nèi)澆筑混凝土并且形成素砼管(6)； 步驟四:待素砼管(6)混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)，再進(jìn)行基坑開挖，開挖完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對鋼筋混凝土連梁(5)進(jìn)行綁扎鋼筋、支模，同時(shí)對上層連梁(16)下部土體分離形成土體分離縫(17)，待鋼筋混凝土連梁(5)支模完成后在上層連梁(16)與下層連梁(18)之間安裝隔震墊(3)，在上層連梁(16)上部安裝固定鋼板(12)，固定鋼板(12)托住鋼管混凝土梁(4)使其穩(wěn)定，再進(jìn)行混凝土澆筑，使各部件相互連接，其連接關(guān)系由下至上表示為:靜壓樁⑴^下層連梁(18) e隔震墊(3) e上層連梁(16) e固定鋼板(12) η鋼管混凝土梁⑷； 步驟五:待鋼筋混凝土連梁(5)混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上后拆模，同時(shí)在原基礎(chǔ)(14)底部安裝錨桿，錨桿另一端連接于鋼管混凝土梁(4)，使原基礎(chǔ)(14)與鋼管混凝土梁(4)通過錨桿拉結(jié)，同時(shí)清除基礎(chǔ)整體托盤隔震加固結(jié)構(gòu)內(nèi)所有殘余土體； 步驟六:在古建筑四周設(shè)置隔震溝(7)，先進(jìn)行隔震溝底板(21)的鋼筋綁扎，綁扎完成后支模，再進(jìn)行隔震溝側(cè)壁(2)的鋼筋綁扎，綁扎完成后支模，最后對隔震溝底板(21)與隔震溝側(cè)壁(2)澆筑混凝土 ； 步驟七:待隔震溝底板(21)與隔震溝側(cè)壁(2)混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后拆模，在原基礎(chǔ)(14)大放腳最外部臺階上砌筑后增砌筑墻體(9)，再鋪蓋隔震溝蓋板(8)，隔震溝蓋板(8)外端滿搭在隔震溝側(cè)壁(2)頂部，水泥砂漿封膠使隔震溝蓋板(8)連接于隔震溝側(cè)壁(2)，隔震溝蓋板⑶內(nèi)端滿搭在后增砌筑墻體(9)頂部，其留出縫隙用防水材料填充，隔震溝蓋板(8)上表面必須與室外地坪平齊； 步驟八:隔震溝側(cè)壁(2)以外土體回填，場地恢復(fù)原貌。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的施工方法，其特征在于:所述隔震溝底板(21)懸挑長度為400mm600mmo`
【文檔編號】E02D31/08GK103526781SQ201310476695
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】董有, 甄進(jìn)平, 謝建明, 王建紅, 韓兮, 鄭方昊遐, 李薇 申請人:北京筑福國際工程技術(shù)有限責(zé)任公司