[发明专利]地基钻孔取土的建筑物纠倾方法

权利要求书

1.一种地基钻孔取土的建筑物纠倾方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤一：测定原状地基土层的物理力学参数；运用岩土原位试验或室内土工试验综合测定地基土层的物理力学参数，即：天然重度γ、土层厚度h、过沉区孔隙比e和常沉区孔隙比e₀；

步骤二：对纠偏方案进行适宜性评价；第一步的临界地基承载力为：

f_acr＝(F_k+G_k)/1.2A (1)

其中，f_acr-临界地基承载力；F_k-上部结构作用在基础顶面的竖向荷载；A-基础底面积；

第一步：确定临界地基承载力；

第二步：计算临界地基承载力下的地基附加应力与自重应力；根据Boussinesq解求得土层不同深度处的地基附加应力σ_z和自重应力σ_c：

其中，σ_z-深度z处的地基附加应力；σ_c-深度z处的自重应力；z-基底以下某点距基底的距离；α_c-附加应力系数；a-基础宽度；b-基础长度，单位为m；

第三步：确定地基土层临界孔隙比；在建设场地分别取各土层中部保持天然结构的原状土入试验仪器，并测量各层试样初始土体天然孔隙比e_i0及初始高度H_i0；对于第i层土试样，设置的围压为该土层中间深度处地基附加应力与自重应力值之和与其侧压力系数的乘积；依据试验要求，对各层试样施加该土层中间深度处地基临界附加应力与其自重应力值之和，至试样压缩稳定时测量试块高度H_i；由公式(3)可求得该土层在临界地基承载力下的的孔隙比，即为土层临界孔隙比；

其中，e_icr-第i层土体临界孔隙比；e_i0-第i层土体天然孔隙比；H_i0-第i层土体所取试样初始高度；H_i-第i层土体所取试样压缩稳定后高度；

各层土体临界孔隙比沿高度取加权平均值，即可得到地基土层平均临界孔隙比，见公式(4)：

式中，e_cr-地基土层平均临界孔隙比，h_i-为第i层的土层厚度；

第四步：纠偏方案适宜性评价；对步骤一获得的过沉区孔隙比e与步骤二第三步获得的地基土层平均临界孔隙比e_cr进行大小比较：

①若e＞e_cr，则表明按照过沉区孔隙比e进行纠偏时，地基承载力可以满足要求；

②若e≤e_cr，则表明按照过沉区孔隙比e进行纠偏时，地基承载力不能满足要求，此时，提高地基承载力后重复步骤一和步骤二，直至e＞e_cr；

步骤三：确定有效掏土深度；有效掏土深度h_ef即取地基附加应力等于自重应力的20％处，此时采用斜向打设掏土管的掏土效率提高率ζ为：

式中，ζ-斜向掏土效率提高率；l-水平向掏土管长度，l＝b/2+b′，单位为m；h_ef-有效掏土深度，单位为m；

步骤四：确定房屋纠偏设计中掏土量；假设原地基土受掏土影响的范围为基础宽度a、有效掏土深度h_ef及基础长度b与掏土沟至基础的净距b′所围成的区域，则该区域的体积为：

V＝ah_ef(b+b′) (6)

掏土影响土体范围内常沉区孔隙比为其中，V_V为孔隙体积，V_S为土粒体积；打设掏土孔后，假设桩侧土体均匀挤密，取该状态下土体的过沉区孔隙比为联立式公式(*)、(#)和(6)，并假设掏土后的地基中的孔隙全部由气体填充，根据孔隙比的定义可得掏土量V_-为：

其中，V_--掏土量；b′-掏土沟至基础的净距；

步骤五：确定地基土掏土参数；

第一步：计算孔倾角和孔长；

第二步：确定总掏土孔数和掏土次数。