一种深层钻孔挤淤排泥建筑物纠倾方法

一种深层钻孔挤淤排泥建筑物纠倾方法专利申请号：200810152349.1公开号：CN101413277公开日：2009年4月22日专利权人：中国建筑第六工程局有限公司；天津中建建筑技术发展有限公司1背景技术我国沿海大部分地区属于软土地区，土体孔隙率大、压缩变形大，地基土质厚度变化大、埋深差别大，在勘察、设计、施工、使用等各方面因素影响下容易造成建（构）筑物产生较大的不均匀沉降，导致建（构）筑物产生过大倾斜。对于倾斜后的建筑，如果继续使用，将会危及建筑结构安全和人身生命安全；如果弃之不用，则会浪费很大，占用大量的土地；如果拆除重建，则会花费大量的资金、需用很长时间、产生大量的建筑垃圾、对环境产生污染、消耗大量的材料能源等。若对其进行纠倾扶正，将会节约能源、保护环境、缩短施工工期、降低造价，具有明显的经济效益和社会效益。目前对建（构）筑物的纠倾方法有不少，每种方法都有其适用条件，纠倾时采用何种方法需综合考虑建（构）筑物倾斜原因、倾斜状态、地质条件、地基处理方法、地基处理质量、地基埋深、基础形式、结构类型、结构抗变形能力、纠倾期间的使用状态及周边环境等因素来确定，有时需采用多种方法综合进行方能见效。针对沿海软土地区土体孔隙率大、压缩变形大、触变性大的特点，目前的纠倾方法有浅层掏土法、辐射井射水法、降水纠倾法等，其中的浅层掏土法纠倾容易使整体刚度较差倾斜建（构）筑物产生结构变形或破坏；辐射井射水法纠倾在地表水位较高的地区辐射井成井难度较大，费用较高；降水纠倾法对于土层透水性差的地基效果不好，易造成倾斜一侧产生较大的沉降，可控性不高。2发明内容本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种深层钻孔挤淤排泥建筑物纠倾方法。该方法用于软土地基上倾斜建筑物的纠倾，具有操作难度小，便于实施，可控程度高，纠倾风险小的优点，另外效率高，纠倾工期短，对环境影响小，费用低。该方法包括以下步骤：（1）根据建筑物的倾斜情况和建筑物的结构形式布置钻孔，其中：对于短边尺寸不大于14m的短向倾斜建筑物，在建筑物沉降较小一侧的长边基础外缘单侧等间距布孔；对于短边尺寸大于14m的短向倾斜建筑物，在建筑物沉降较小一侧的长边及两个短边基础外缘三侧布孔，两个短边的钻孔为非等间距并且孔的延伸范围不大于短边的二分之一；对于沿长边方向倾斜的建筑物，在建筑物沉降较小一侧的短边及两长边基础外缘三侧布孔，两长边的钻孔为非等间距并且孔的延伸范围大于长边的二分之一；④对于双向倾斜的建筑物，在建筑物沉降较小一侧的长边及短边基础外缘两侧不等间距布孔。（2）从地面沿所述的布置的钻孔位置间隔跳孔钻孔，然后在所述的每一钻孔上部设置护壁套管，护壁套管从所述的孔顶下至深度为1.5~3m，若基底有砂垫层时，护壁套管下至将所述的砂垫层全部隔离。（3）每次清孔掏土前先抽出钻孔内的水，然后将所述的每一钻孔内的下卧软土层的泥土部分排出直至倾斜建筑物回倾达到预定的倾斜值为止。采用本发明进行建（构）筑物纠倾，能有效地保护较软一侧的地基土，不会对其产生扰动，即使有扰动也很小；另外由于清孔作业较分散，且只掏取深层的软土，使基底下一定厚度的垫层和土层不受扰动，并起到调整基底压力的保护层的作用；纠倾施工一旦结束，建（构）筑物沉降很快就达到稳定；能有效地减小对邻近建（构）筑物的影响，对环境影响小，能最大限度地保护地下设施，施工简单易行、容易控制、技术先进、安全可靠、经济合理、工期短、效率高、费用低、不影响建（构）筑物的正常使用、不会对环境产生污染，处理比较彻底，具有明显的经济效益和社会效益。3具体实施方式本发明的一种深层钻孔挤淤排泥建筑物纠倾方法，包括以下步骤：（1）根据建（构）筑物的倾斜情况和建（构）筑物的结构形式布置钻孔，其中：①对于短边尺寸不大于14m的短向倾斜建（构）筑物，在建（构）筑物沉降较小一侧的长边基础外缘单侧按图1等间距布孔，钻孔直径、孔距可根据建（构）筑物回倾量、基础形式、工程地质条件、施工机具等因素确定，一般钻孔间距为1~3m，孔径为100~400mm（钻孔间距取值大时孔径、深度也要略微加大）；②对于短边尺寸大于14m的短向倾斜建（构）筑物，在建（构）筑物沉降较小一侧的长边及两个短边基础外缘按图2三侧布孔，两个短边的钻孔为非等间距并且孔的延伸范围不大于短边的二分之一，钻孔直径、孔距可根据建（构）筑物回倾量、基础形式、工程地质条件、施工机具等因素确定，一般钻孔间距为1~3m，孔径为100~400mm（钻孔间距取值大时孔径、深度也要略微加大）；③对于沿长边方向倾斜的建（构）筑物，在建（构）筑物沉降较小一侧的短边及两长边基础外缘按图3三侧布孔，两长边的钻孔为非等间距并且孔的延伸范围大于长边的二分之一，钻孔直径、孔距可根据建（构）筑物回倾量、基础形式、工程地质条件、施工机具等因素确定，一般钻孔间距为1~3m，孔径为100~400mm（钻孔间距取值大时孔径、深度也要略微加大）；④对于双向倾斜的建（构）筑物，在建（构）筑物沉降较小一侧的长边及短边基础外缘两侧按图4不等间距布孔，钻孔直径、孔距可根据建（构）筑物回倾量、基础形式、工程地质条件、施工机具等因素确定，一般钻孔间距为广3m，孔径为100~400mm（钻孔间距取值大时孔径、深度也要略微加大）。图广4中A-A剖面如图5所示。（2）从地面沿所述的布置的钻孔位置间隔跳孔钻孔，然后在所述的每一钻孔上部设置护壁套管，护壁套管从所述的孔顶下至深度为1.5~3m，若基底有砂垫层时，护壁套管下至将所述的砂垫层全部隔离；钻孔深度根据地层和建（构）筑物的具体情况确定，可达5~10m（钻孔间距取值大时孔径、深度也要略微加大）。（3）将所述的每一钻孔内的下卧软土层的泥土部分排出直至倾斜建（构）筑物回倾达到预定的倾斜值为止。沉降速率的控制在整个纠倾过程中很重要，速率放慢有利于保证建（构）筑物的安全，但会

使工期较长，增加施工成本。适当的沉降速率取决于地基和建（构）筑物的刚度，建（构）筑物刚度高、基础抗变形能力强时，沉降速率可适当加快，可达10~20mm/d。IIAI1asiat同干短边足寸故心的班叵城tuist犊，肇81■问恒奔£示意512活用干迎02艮寸兹大的3®叵根料窿我«■三割市fL示童IA困3厥于冶长域方阿帕捋的鹿煎将、两514适用于取.竺倾（4能扁拦甥，洎商皿W林间臣布孔3.1实施例1某住宅楼主体结构为6层砖混结构，建筑总高度为16.8m，建筑面积为3860m2，全长为58.4m，宽度为10.4m，基础为C20钢筋混凝土条形基础，外墙基础埋深为-1.65m，基础下为300mm厚石屑垫层。垫层下为软塑状的粉质黏土层，地下水埋深为-1.5m，基础下5~10.6m间为高压缩状的黏土和粉质黏土软塑土层。经观测：该建筑向北平均倾斜178mm，倾斜率为10.6%。。远大于规范规定，需对其进行纠倾。采用本发明对其进行纠倾施工，具体操作如下：（1）准备工作：做好场地围挡，防止无关人员进入现场干扰施工，探明地下管线对其进行保护；施工安全，没有噪音，不会扰民，故楼内的居民不需搬迁。纠倾前，对建筑物的裂缝情况进行仔细检查，并对裂缝进行登记、涂抹石膏饼，以便于在纠倾过程中观测裂缝的变化。在建筑物四周设置观测点，并进行一次沉降观测及倾斜观测。准备洛阳铲，铲头直径为200mm，杆长2.0m，接长杆为1.0m和2.0m两种规格。布置钻孔1：根据建筑物的倾斜情况和建筑物的结构形式按图1将钻孔布置在建筑物沉降较小的南侧基础7外缘，布置方式为单侧等间距布孔，钻孔1间距为1.0m，孔径为200mm。钻孔1：钻孔1可采用洛阳铲机具，钻孔1上部设置护壁套管2,护壁套管2下置深度为3m。钻孔深度约为8m。成孔时应间隔跳孔进行施工。清孔排泥：清孔排泥取的是下卧软土层4挤入钻孔1内的淤泥5,对基底下较好的持力层、垫层3等要尽量保护，不对其扰动破坏。每次清孔掏土前先抽出钻孔内的水，以利于清孔排泥。根据该建筑物的基础形式本工程沉降速率最大控制在12mm/d以内。纠倾效果：纠倾前该建筑平均倾斜为10.6%。，经过20多天的纠倾施工处理平均倾斜减小为1.6%。，且沉降基本稳定，满足了规范规定和设计要求，确定了建筑物结构安全和居民的人身安全。纠倾后通过一年的观测，该建筑物没有再发生倾斜现象。3.2实施例2某住宅楼于1998年12月竣工投入使用，主体结构为6层砖混结构，建筑总高度为17.5m，全长为39.6m，宽度为14.lm，基础为350mm厚的钢筋混凝土筏板基础，埋深为-1.7m,基础下为100mm厚素混凝土垫层，垫层下为500mm直径10m长的粉喷桩复合地基，地下水埋深为-1.0m，基础下5~10.6m间为高压缩状的黏土和粉质黏土软塑土层。经观测：该建筑向北平均倾斜142~170mm，倾斜率为8.11%广9.71%。，远大于规范规定；观测发现该建筑仍在沉降，且倾斜值也在缓慢增加，需对其进行纠倾。采用本发明方法对其进行纠倾施工，具体操作如下：准备工作：做好场地围挡，防止无关人员进入现场干扰施工，探明地下管线对其进行保护；施工安全，没有噪声，不会扰民，故楼内的居民不需搬迁。纠倾前，对建筑物的裂缝情况进行仔细检查，并对裂缝进行登记、涂抹石膏饼，以便于在纠倾过程中观测裂缝的变化。在建筑物四周设置观测点，并进行一次沉降观测及倾斜观测。准备洛阳铲，铲头直径为250mm，杆长2m，接长杆为1m和2m两种规格。布置钻孔1：根据建筑物的倾斜情况和建筑物的结构形式按图2将钻孔1布置在建筑物沉降较小的南侧和东西两侧南部基础7外缘，南侧的布置方式为等间距布孔，钻孔1间距为2m，东西两侧的布置方式为不等间距布孔，孔距最大为3m，最小为2m，孔径均为300mm钻孔：钻孔1可采用洛阳铲机具，钻孔1上部设置护壁套管2,基底下有砂垫层，护壁套管下置深度为2.5m，钻孔1深度约为10m。清孔排泥：清孔排泥取的是下卧软土层4挤入钻孔1内的淤泥5,对基底下较好的持力层3要尽量保护，不对其扰动破坏。根据该建筑物的基础形式本工程沉降速率最大控制在12mm/d以内。经过纠倾施工该建筑由纠倾前的平均倾斜9%。。回倾到1.26%。，沉降也基本趋于稳定，满足了规范规定和设计要求，确定了建筑物结构安全和居民的人身安全。纠倾后该建筑物使用状态很好。3.3实施例3宽11.7m，高4.5m。基础为厚250mm的天津塘沽海洋高新技术开发区某办公楼，楼长28.8m，C20钢筋混凝土筏式基础，基础下部为厚100mm的C7.5宽11.7m，高4.5m。基础为厚250mm的准备工作：探明地下管线对其进行保护。纠倾前，对建筑物的裂缝情况进行仔细检查，并对裂缝进行登记、涂抹石膏饼，以便于在纠倾过程中观测裂缝的变化。在建筑物四周设置观测点，并进行一次沉降观测及倾斜观测。准备洛阳铲，铲头直径为100mm，杆长2m，接长杆为1m和2m两种规格。布置钻孔1：根据建筑物的倾斜情况和建筑物的结构形式按图3将钻孔1布置在建筑物沉降较小的北侧和东西两侧北部的基础7外缘，北侧布置方式为等间距布孔，钻孔1间距为1.5m；东西两侧布置方式为不等间距布孔，布孔位置在北侧9.6m范围内，钻孔间距为1.5~3m，北侧间距最小为1.5m，向南孔间距逐渐加大，最大为3m，孔径均为100mm。钻孔1：钻孔1可采用洛阳铲机具，孔上部设置护壁套管2，护壁套管2下置深度为2m，钻孔深度约为6m。清孔排泥:清孔排泥取的是下卧软土层4挤入钻孔1内的淤泥5，对基底下较好的持力层3要尽量保护，不对其扰动破坏。根据该建筑物的基础形式本工程沉降速率最大控制在10mm/d以内。纠偏前该楼向南倾斜，平均倾斜率为5.82%。，且当时建筑的沉降速度仍较大，最大沉降速率达1.22mm/d，经过两个来月的纠偏，该楼向南的平均倾斜分别为1.33%。。在纠偏过程中，该楼未发生结构开裂现象。该建筑纠偏后根据后期跟踪监测结果，没有再发生倾斜现象。3.4实施例4塘沽区某宾馆楼主体结构为首层框架，2~6层砖混结构，建筑总高度为21.9m，全长为24.6m，宽度为14.8m，基础为钢筋混凝土梁基础，筏板厚为300mm，地梁为600mmX600mm，埋深为-1.4m，基础下为100mm厚素混凝土垫层，垫层下为400mm厚换填石屑，天然地基。由于该楼东侧新修地道施工导致该楼发生东北向纠倾，经观测：该建筑向北倾斜率为12.60%。，向东倾斜5.79%。，均大于规范规定。采用本发明方法对其进行纠倾施工，具体操作如下：(1)准备工作：做好场地围挡，防止无关人员进入现场干扰施工，探明地下管线对其进行保护。纠倾前，对建筑物的裂缝情况进行仔细检查，并对裂缝进行登记、涂抹石膏饼，以便于在纠倾过程中观测裂缝的变化。在建筑物四周设置观测点，并进行一次沉降观测及倾斜观测。准备洛阳铲，铲头直径为300mm，杆长2m，接长杆为1m和2m两种规格。与业主协商将首层房间清空，对基础底板进行加固处理。(2)布置钻孔1：根据建筑物的倾斜情况和建筑物的结构形式按图4将钻孔1布置在建筑物沉降较小的南侧和西侧基础7外缘，布置方式为不等间距布孔，钻孔1间在西南角处最大，间距为1m，沿基础7边缘向东和向北孔距