一种既有建筑结构迫降纠偏工法

技术领域

本发明涉及建筑纠偏领域，具体涉及一种既有建筑结构迫降纠偏工法。

背景技术

纠倾是指建筑物由于地基、基础或建筑物本身的某种原因造成基础不均匀沉降，其上部结构偏离垂直位置而发生倾斜，当建筑物的倾斜程度超过国家有关规范要求、严重影响建筑物安全及正常使用时所采取的以期确保建筑物安全及恢复其正常使用功能的纠倾扶正、加固稳定的措施。

对建筑物进行纠偏时通常使用迫降法和顶升法，其中迫降法是针对地基采取掏挖或软化等措施，减小其刚度，增大反方向的倾斜的方法，迫降法仅适用于浅基础、建造在软土地基上的建筑物纠倾，不适合具有桩的建筑物。

并且迫降法在施行时存在较难精确控制纠倾量、纠倾速度，效果不佳等技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既有建筑结构迫降纠偏工法，以解决现有的迫降法仅适用于浅基础、建造在软土地基上的建筑物纠倾，并且施行时较难精确控制纠倾量和纠倾速度的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

本申请提供一种既有建筑结构迫降纠偏工法，包括以下步骤：在建筑物的基础上方安装托梁和临时承重结构，所述托梁与所述建筑物的承重结构固定连接，所述临时承重结构的高度可以调节，所述临时承重结构设置在所述基础和所述托梁之间；通过所述托梁将所述承重结构的荷载转移到所述临时承重结构之后，在所述建筑物需要迫降的位置，破除所述基础和所述托梁之间的所述承重结构，然后调节所述临时承重结构的高度，使所述托梁下降；在所述托梁达到纠偏需求的下降量时，恢复所述承重结构。

进一步地，所述承重结构通过结构补强措施恢复；在恢复所述承重结构之后，拆除所述托梁和所述临时承重结构。

进一步地，当所述建筑物具有地下室时，所述托梁和所述临时承重结构安装在地下室；当所述建筑物没有地下室时，所述托梁和所述临时承重结构安装在一层；所述承重结构包括柱和墙，所述临时承重结构设置在所述柱和所述墙的两侧，并且贴近所述柱和所述墙。

进一步地，所述临时承重结构包括：底座、筒箱和顶心；所述筒箱是竖直设置并且两端开放的筒体，所述筒箱放置在所述底座上，所述筒箱的底端通过所述底座封闭，所述筒箱的内部填充有砂，所述筒箱的侧壁中靠近所述筒箱底端的位置设置有出砂口，所述出砂口通过阀门开闭；所述顶心与所述筒箱的内壁滑动配合，所述顶心的底端可升降地安装在所述筒箱的内部，所述顶心的顶端位于所述筒箱的顶端的上方，所述阀门开启时，所述顶心下降并且将所述筒箱内部的所述砂通过所述出砂口挤出；调节所述临时承重结构的高度时，通过所述阀门控制所述出砂口的出砂速率，使所述托梁按照设计速度均匀下沉。

进一步地，所述出砂口的出口处安装有流量计，在所述托梁下降的过程中通过所述流量计实时监测出砂速率以调整所述阀门开关程度，进而控制所述托梁的下降速度。

进一步地，当所述临时承重结构的高度过高，以至于所述临时承重结构难以设置在所述基础和所述托梁之间时：打开所述阀门以排放所述筒箱内部的一部分所述砂，从而降低所述临时承重结构的高度。

进一步地，所述顶心上形成有连通所述顶心的顶端和底端的注砂口，所述注砂口上可拆装地安装有密封塞；当所述临时承重结构的高度过低，以至于无法通过所述托梁将所述承重结构的荷载转移到所述临时承重结构之上时：提高所述顶心的高度，通过所述注砂口向所述筒箱的内部注入砂，同时敲击所述筒箱的外壁，使得所述筒箱的内部的所述砂分布均匀，然后通过密封塞封闭所述注砂口。

进一步地，在所述顶心的顶端安装顶盖，所述顶心和所述顶盖通过球面副连接；将所述临时承重结构设置在所述基础和所述托梁之间时，转动所述顶盖使其顶面与所述托梁的底面贴合。

进一步地，所述底座包括上底座和下底座，所述上底座和所述下底座通过球面副连接，所述上底座连接所述筒箱的底端，所述下底座连接所述基础；将所述临时承重结构设置在所述基础和所述托梁之间时，转动所述上底座使得所述筒箱的中心线与重力方向重合。

进一步地，所述上底座和所述下底座之间安装有高度可调的支撑件；转动所述上底座使得所述筒箱的中心线与重力方向重合之后，使用所述支撑件填充所述上底座与所述下底座之间的间隙，以使得所述上底座无法相对于所述下底座转动。

本申请与现有技术相比较具有如下有益效果：

提供一种既有建筑结构迫降纠偏工法，使用临时承重结构支撑建筑物的荷载，然后破除承重结构，使得建筑物中需要迫降的部位下降了指定的高度之后，再恢复承重结构实现，建筑物纠偏的过程中不需要暴露出基础和桩，也不需要对基础进行迫降或者顶升，并且建筑物的纠偏速度可以精确地控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为建筑物倾斜的结构示意图；

图2为本发明实施例的在建筑物的基础上方安装托梁和临时承重结构的步骤的结构示意图；

图3为本发明实施例的破除承重结构使得建筑物迫降的步骤的一个视角的结构示意图；

图4为本发明实施例的破除承重结构使得建筑物迫降的步骤的另一个视角的结构示意图；

图5为本发明实施例的恢复承重结构的步骤的结构示意图；

图6为本发明实施例的拆除托梁和临时承重结构的步骤的结构示意图；

图7为本发明实施例的砂箱的一种结构的示意图；

图8为本发明实施例的砂箱的另一种结构的第一工况示意图，图中展示了建筑物迫降之前的砂箱的工况；

图9为本发明实施例的砂箱的另一种结构的第二工况示意图，图中展示了建筑物迫降之后的砂箱的工况；

图10为本发明实施例的底座的结构示意图；

图11为图10的A-A方向的剖视图；

图12为本发明实施例的底座的装配图；

图中的标号分别表示如下：

1-建筑物；11-基础；111-桩；12-托梁；13-临时承重结构；14-承重结构；141-承重结构破除段；2-底座；21-上底座；211-第一球缺；22-下底座；221-第一球碗；222-通孔；223-螺母；23-支撑件；231-螺杆；232-球头；233-扳手槽；3-筒箱；31-砂；32-出砂口；33-阀门；34-密封条；35-吊环；4-顶心；41-注砂口；42-密封塞；43-第二球碗；5-顶盖；51-第二球缺；6-砂回收结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

纠倾是指建筑物由于地基、基础或建筑物本身的某种原因造成基础不均匀沉降，其上部结构偏离垂直位置而发生倾斜，当建筑物的倾斜程度超过国家有关规范要求、严重影响建筑物安全及正常使用时所采取的以期确保建筑物安全及恢复其正常使用功能的纠倾扶正、加固稳定的措施。

如图1所示，由于一部分桩111下沉，导致建筑物1的基础11出现倾斜，进而导致整个建筑物1出现倾斜，对建筑物1进行纠偏时通常使用迫降法和顶升法，其中迫降法是针对地基采取掏挖或软化等措施，减小其刚度，增大反方向的倾斜的方法，迫降法仅适用于浅基础、建造在软土地基上的建筑物纠倾，不适合具有桩111的建筑物。

并且迫降法在施行时存在较难精确控制纠倾量、纠倾速度，效果不佳等技术问题，为了解决上述技术问题，本具体实施方式提供一种既有建筑结构迫降纠偏工法的实施例，请参照图2-6。

如图2所示，在建筑物1的基础11上方安装托梁12和临时承重结构13，托梁12与建筑物1的承重结构14固定连接，临时承重结构13的高度可以调节，临时承重结构13设置在基础11和托梁12之间；

如图3和4所示，通过托梁12将承重结构14的荷载转移到临时承重结构13之后，在建筑物1需要迫降的位置，破除基础11和托梁12之间的承重结构14，然后调节临时承重结构13的高度，使托梁12下降；

如图5所示，在托梁12达到纠偏需求的下降量时，恢复承重结构14。

还需要说明的是：

承重结构14包括柱和墙，临时承重结构13设置在柱和墙的两侧，并且贴近柱和墙。

托梁12可以贯通建筑物1，也可以不贯通建筑物1，并且仅布置在临时承重结构13的上方。

破除承重结构14是指临时切断建筑物1的柱或墙，使其在基础11和托梁12之间形成承重结构破除段141。

恢复承重结构14之后，建筑物1已经完成纠偏，不需要暴露出基础11和桩111，也不需要对基础11进行迫降或者顶升，并且建筑物1的纠偏速度可以精确地控制。

可选的：

如图6所示，在恢复承重结构14之后，拆除托梁12和临时承重结构13。

可选的：

当建筑物1具有地下室时，托梁12和临时承重结构13安装在地下室；

当建筑物1没有地下室时，托梁12和临时承重结构13安装在一层。

进一步地：

承重结构14通过结构补强措施恢复。

临时承重结构13上的荷载再次回到承重结构14上。

可选的：

临时承重结构13包括砂箱、沙袋、钢弹簧、千斤顶中的任意一种或者多种的组合。

进一步地：

由于沙袋卸荷的出沙量难以控制，钢弹簧不能中途停止，千斤顶在托梁12下降的转动运动中容易因受力方向倾斜于千斤顶的轴线而爆缸，因此，临时承重结构13优选为砂箱。

具体的，如图7所示。

临时承重结构13包括：底座2、筒箱3和顶心4；

筒箱3是竖直设置并且两端开放的筒体，筒箱3放置在底座2上，筒箱3的底端通过底座2封闭，筒箱3的内部填充有砂31，筒箱3的侧壁中靠近筒箱3底端的位置设置有出砂口32，出砂口32通过阀门33开闭；

顶心4与筒箱3的内壁滑动配合，顶心4的底端可升降地安装在筒箱3的内部，顶心4的顶端位于筒箱3的顶端的上方，阀门33开启时，顶心4下降并且将筒箱3内部的砂31通过出砂口32挤出。

底座2通常采用钢板，筒箱3通常采用钢筒，顶心4通常采用内部浇筑有混凝土的钢筒。

砂31为精选的工程砂，工程砂按照磨圆度进行选择，使用前确保工程砂的质量和干燥度，即可保证工程砂在压力作用下的流动性。

进一步地：

调节临时承重结构13的高度时，通过阀门33控制砂箱的出砂速率，使托梁12按照设计速度均匀下沉。

可选的：

出砂口32的出口处安装有流量计(图中未出示)，在托梁12下降的过程中通过流量计实时监测出砂速率以调整阀门33开关程度，进而控制砂箱的出砂速率。

目前没有专门的用于砂石的流量计，但是现有的流量计可以用于计量砂石的流量，例如翻斗式流量计，将其放置在出砂口32的下方使其承接通过出砂口32洒落的砂石，即可计算出砂流量。

可选的：

顶心4的顶端安装有顶盖5。

顶盖5用于平衡顶心4的受力点，顶盖5可以采用工字钢。

可选的：

在底座2的周围布置有砂回收结构6，砂回收结构6是开口向上的盒体形状，砂回收结构6用于收集通过出砂口32离开筒箱3内部的砂31。

工作人员通过砂回收结构6回收工程砂。

进一步地：

将临时承重结构13设置在基础11和托梁12之间可以选用2个不同的步骤。

其中一个步骤是先将砂箱放置在即将浇筑托梁12的位置，然后直接在顶心4的顶部搭建模板，在模板中浇筑托梁12，托梁12成型之后，除了托梁12与顶心4之间的模板以外，其他的模板全部拆除。

另一个步骤是先浇筑托梁12，测量基础11与托梁12之间的距离，调整砂箱内部的砂31的数量，使得砂箱的高度等于基础11和托梁12之间的距离，然后将砂箱置入到基础11和托梁12之间。

若砂箱的高度过高，则打开阀门33，释放一部分砂31以降低砂箱的高度。

若砂箱的高度过矮，则提升顶心4使其与筒箱3分离，然后向筒箱3内部填充一部分砂31以提升砂箱的高度。

由于筒箱3和顶心4的高度很高，在地下室或者一楼的内部完全将顶心4提升出筒箱3的内部难以实现，为了更方便地向筒箱3的内部注入砂31。

顶心4上形成有连通顶心4的顶端和底端的注砂口41，注砂口41上可拆装地安装有密封塞42。

向筒箱3的内部注入砂31时，可以使用千斤顶将4一种既有建筑结构迫降纠偏工法顶起，然后打开密封塞42，通过注砂口41向筒箱3的内部注入砂31，同时敲击筒箱3的外壁，使其内部的砂31均匀分布，注砂完成之后，使用密封塞42封闭注砂口41。

进一步地：

筒箱3和顶心4之间安装有密封条34。

密封条34用于阻止雨水进入到筒箱3的内部，以避免砂31潮湿后失去流动性，由于地下室和一楼的内部通常不会进入雨水，因此密封条34仅用于避免因工作人员的失误造成筒箱3进水的问题。

进一步地：

筒箱3的表面连接有吊环35。

吊环35用于方便工作人员搬运砂箱。

进一步地：

实现建筑物1的纠偏的方式是使得托梁12的一端下降，因此托梁12环绕自身的一端转动，建筑物1纠偏之前，基础11与托梁12平行，而建筑物1纠偏之后，基础11与托梁12具有夹角。

这就导致纠偏之前，托梁12的底部能够与临时承重结构13的顶部贴合，而纠偏的过程中，托梁12的底部与临时承重结构13的顶部之间逐渐出现夹角。

当临时承重结构13采用砂箱时，初期顶盖5的顶部与托梁12的底部贴合，而后期顶盖5的顶部仅有一边与托梁12的底部接触，导致托梁12的载荷全部作用于顶盖5的一边，应力集中对托梁12和砂箱的结构强度产生了不利影响。

为了解决上述技术问题。

顶心4和顶盖5通过球面副连接。

具体的，顶盖5的底部设置有第二球缺51，顶心4的顶部设置有第二球碗43，第二球碗43和第二球缺51连接形成球面副，托梁12转动的过程中，顶盖5的顶部自适应地转动以始终地贴合托梁12的底部。

进一步地：

由于基础11是倾斜的，因此垂直于基础11布置的筒箱3的轴线也是倾斜的，在砂箱卸荷的过程中，顶心4的运动方向不同于重力方向，进而导致筒箱3受到径向作用力，为了解决这一技术问题。

底座2包括上底座21和下底座22，上底座21和下底座22通过球面副连接，上底座21连接筒箱3的底端，下底座22连接基础11。

具体的：上底座21的底部设置有第一球缺211，下底座22的顶部设置有第一球碗221，第一球缺211和第一球碗221连接形成球面副。

进一步地：

临时承重结构13设置在基础11和托梁12之间时，通过转动上底座21使得筒箱3的中心线与重力方向重合。

托梁12对顶盖5的作用力通过球面副传递给顶心4时，顶心4受到的力沿着重力方向，由于筒箱3的中心线也沿着重力方向，因此顶心4的运动方向与其受力方向是相同的。

进一步地：

向筒箱3内部填充砂31时，有时砂31的分布不均匀。

托梁12下降时，托梁12的底面与顶盖5的顶面之间会产生距离较短的相对移动，筒箱3受到径向作用力。

上述原因容易导致筒箱3的中心线偏离重力方向，为了解决这一技术问题，如图10、11、12所示。

上底座21和下底座22之间安装有高度可调的支撑件23，支撑件23用于填充上底座21与下底座22之间的间隙，以使得上底座21无法相对于下底座22转动。

具体的，在下底座22上环绕第一球碗221的位置形成有多个通孔222，每个通孔222中嵌入式地安装有一个螺母223，支撑件23包括螺杆231，螺杆231与螺母223螺纹连接，螺杆231的顶部连接有球头232，球头232用于支撑上底座21的底壁，螺杆231与球头232之间形成有扳手槽233。

工作人员将筒箱3转动至竖直之后，使用扳手旋转支撑件23，使得每个支撑件23均顶住上底座21的底壁即可。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为本发明实施例的落在本发明的保护范围内。