[发明专利]基于静压旋喷钢管桩托换加固既有建筑的方法及应用装置

说明书

本发明公开了基于静压旋喷钢管桩托换加固既有建筑的方法及应用装置，其中方法为步骤一、明确旋喷钢管托换桩的设计长度；步骤二、设计旋喷钢管托换桩；步骤三、应用装置采用旋压一体机施工；步骤四、钢管桩桩段控制施工；步骤五、浇筑完成加固承台和加固承台内筋并对下部的土体进行开挖；步骤六、施工新基础和新柱；步骤七、将加固承台和旋喷钢管托换桩切除；步骤八、施工作业的分区逐步开展，完成托换。本发明通过加固承台内筋和加固承台的设置，提供了连接和承力基础；通过旋喷钢管托换桩设置，对既有建筑下不同地质条件地基基础加固进行桩基设计，且可进一步利用旋喷钢管托换桩；通过旋压一体机的应用，可狭小的空间内施工。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及基于静压旋喷钢管桩托换加固既有建筑的方法及应用装置。

背景技术

我国既有建筑体量已经达到400亿平方米（2018年），其中由于各种原因需要加固改造的既有建筑，数量庞大，既有建筑加固改造市场体量巨大。在既有建筑下进行地下空间开发，是对既有建筑建筑面积扩增，对既有建筑功能进行提升的重要方式，采用各种地下空间开发形式对既有建筑实现地下扩容市场需求及市场容量巨大。

既有建筑地下空间拓展与加固改造，需要解决好既有建筑结构的荷载传递或转换、加固改造过程中既有建筑的变形控制、新老结构连接等一系列问题，确保结构具有很好的安全性能、使用性能和耐久性能。且对于不良地质或含有地下水的地层在地下室这个狭小空间内如何对应的便捷施工也缺乏相应设计。

发明内容

本发明提供了基于静压旋喷钢管桩托换加固既有建筑的方法及装置，用以解决既有建筑加固改造的针对基础的加固托换、托换桩的设计及便捷施工、托换桩装置的应用等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于静压旋喷钢管桩托换加固既有建筑的方法，加固的既有建筑包含原基础和原柱；所述原柱顶部连接楼板或地下室顶板，拟建建筑位于原基础以下；具体步骤如下：

步骤一、结合原地勘报告、补充勘察报告，对既有建筑内拟建场地在勘察最深范围内分层，明确桩身设计范围各土层主要物理力学指标、桩侧、桩端阻力，由此明确旋喷钢管托换桩的设计长度；补充勘察期间进一步探明地下水位和地下水类型；

步骤二、对拟建场地进行三通一平，并对应施工作业面开槽，在原基础上围绕原柱两侧或四周对称设计下部旋喷钢管托换桩并测量放线，采用静力开孔，并预先标记原基础上植筋、原柱上植筋和旋压一体机固定位置；

步骤三、正式施工前，为了调试设备、获取现场施工参数，开展试桩试验；旋喷钢管托换桩的桩孔采用旋压一体机中旋喷组件进行引孔，旋喷桩旋喷桩根据工程需要和土质条件利用高压旋喷形成旋喷孔，通过喷射水泥浆、气和水形成旋喷桩，而后再通过旋压一体机进行钢管桩的静压；其中，旋喷桩和钢管桩的施工可分为独立的两步施工或分段交替进行，旋压一体机的高度小于原基础顶部至楼板或地下室顶板的高度，旋压一体机包含门式架和门式架上可拆卸连接有旋喷子组件和静压子组件；

步骤四、钢管桩桩段就位必须保持垂直，钢管桩段轴线与旋喷桩在一个位置上，同心同轴；保持同一垂直线上，不得偏压，压桩套上钢桩帽再进行压桩；同时，最后一节钢管采用送装器控制桩顶标高；

步骤五、待旋喷钢管托换桩安装检测完毕后进行封桩，而后在原基础四周及竖向上间隔连接有基础植筋、在原柱四周和竖向上连接柱植筋，且对应原基础设计加固承台和加固承台内筋；浇筑完成加固承台和加固承台内筋，对原基础下部的土体进行开挖，直至挖至拟建的基础底面；

步骤六、在拟建的基础底面施工新垫层、新基础和新柱，其中新柱中轴线对应原柱中轴线，旋喷钢管托换桩关于新柱对称设置；

步骤七、新柱顶部连接于原基础底部，上部结构荷载通过原基础传递入新柱，待新柱连接完成后，荷载从旋喷钢管托换桩转移到新柱子上，再将加固承台和旋喷钢管托换桩切除；