古建筑地基基础加固与石柱-拱券顶升施工技术

古建筑地基基础加固与石柱\拱券顶升施工技术

【摘要】浅层地基基础单向静压注浆加固的施工工艺，广泛应用于古建筑的天然基础。优点在于不用开挖土方，直接在地面可以施工，施工进度快，质量效果显著。古建筑维修下沉顶升工程，有效地恢复建筑物原貌；也应用在古建的屋脊顶升，解决不用拆屋脊，直接更换脊檩，这项施工技术采用传统工艺，传统材料，顶升稳定性好，在保护文物起到举足轻重的作用。

【关键词】地基基础加固；石柱、拱券顶升

【abstract 】shallow foundation one-way static grouting strengthening construction craft, widely used in ancient architectural natural foundation. The benefit is that need not excavation earthwork directly in the ground can construction, construction pace, quality effect is remarkable. Ancient building maintenance sinking roof up engineering, effectively recover the original buildings; Also used in the very roof of the lachlan Macquarie roof up, solve don’t open ridge, to change directly JiLin, the construction technology USES the traditional process, the traditional materials, roof up good stability, the protection of cultural relics in play a pivotal role.

【key words 】foundation reinforcement; Stone pillars, GongQuan roof up

1、工程概况

开平风采堂位于广东省开平市三埠镇荻海茭荻咀，又名名贤余忠襄公祠，本建筑为混合、砖木结构局部两层。始建于清光绪三十二年（公元1906年），民国三年（公元1914年）竣工。风采堂中厅头进天井廊的H、G轴四条柱出现了不均匀的下沉，下沉幅度在50㎜～55㎜之间。下沉主要原因是石柱独立基础底下地基约有1米深的回填土，承受不了结构上的荷载。天井廊部位为混合结构一层，墙体为条形基础，石柱为独立基础。石柱上为墙体拱券，廊屋面为钢筋混凝土梁板，板厚约150㎜厚，由于石柱不均匀下沉，楼板有小部裂蓬，拱券墙体局部地方出现裂蓬。经过各单位会议讨论研究，最后专家组提出对该部位柱、拱券进行顶升、调整。

2、风采堂材料及结构检测

首先对拱券各种材料进行检测，并对拱券结构进行重新复核，在满足结构安全的前提下才采用以下施工方法。

3、主要工艺流程

地基基础加固、支撑系统基础加固、搭设钢管支撑系统、柱及拱券顶升调平、分离缝填充、拱券墙体裂缝加固、拆除钢管支撑系统

4、施工方法

4.1、采用浅层单向静压注浆的施工方法进行柱地基加固

4.1.1、设备与材料

1、设备：采用ZZHI-200型钻机一台套、特制单向注浆器、BW-120泥浆泵及其仪表和搅浆注浆配套机械一台套，水准仪一台套。

2、施工注浆材料：32.5R 普通硅酸盐水泥,速凝材料为氯化钙。按照中厅地基加固处理设计要求，浅层单向静压注浆法加固地基基础说明进行施工，先对石柱基础进行静压注浆，注浆完成大于7天后才能开始该部位的下一部施工。

4.1.2、施工工艺

主孔注浆工艺技术要求：

（1）开孔：开孔在石柱独立基础承台的四个角出300㎜的位置，孔径110㎜，地面混凝土垫层用金刚石钻头进行开孔，达到深度，然后拔出钻头并清理干净孔中混凝土垫层、砂泥等。

（2）压入注浆器：注浆器连接Ф50钻杆，在孔内从基底深度压入或击入至设计2.50m深度，注浆器出浆部位长度为600mm，出浆孔径Ф6mm，间距30mm 梅花间式三排排孔。注浆器锤击入时，应作记号保持出浆孔向着承台一面。

（3）搅浆：搅浆是为了水泥浆稀释在水中，使水泥水灰比均匀。压入注浆器过程中可以搅浆，先按水灰比0.45注入拌槽，再加入1%硅酸钠速凝剂搅拌成后即约1分钟，使速凝剂稀释于水中后投入水泥，搅拌2～4分钟水泥浆搅均完开始注浆。

（4）注浆：注浆采用上行式分段低压注浆及提升，压力取0.4～0.8Mpa之间，必须根据施工过程中的沉降情况和吸浆量情况作出调整，注浆速度和压力主要取决于施工沉降影响的程度。按每米水泥投量为600kg，二次注浆尺寸分别0.60m，注浆每段注浆量为360 kg，如果在注浆过程中，未达到注浆量，压强达到0.80MPa压力时可以停止注浆。因为压强达到0.80MPa地基下面的浅层基础，空隙已经被水泥浆填满，达到设计要求。

（5）提升：上行式分段注浆提升，每段提升高度按注浆器出浆孔的有效长度。提升0.60m后再进行注浆，此注浆前，注浆器顶部至孔口投入粘土夯实，防止第二段注浆出现返浆现象。

（6）终止：完成第二段注浆后拔出注浆器后，立即用含水率比较底的粉质

粘土夯实注浆口。同时用清水冲洗注浆器，防止水泥浆凝结堵塞注浆管和管孔。

4.1.3、有关参数

（1）扩散半径：由于注浆器喷出的水泥浆形成一条水泥柱，地基加固原理是：1、水泥浆挤迫浅层基础的回填土的空隙；2、是水水泥浆形成水泥柱后可以支承独立基础的荷载。采用低压注浆，要考虑注浆量的多少，所以要计算水泥的扩散直径，设计按R＝0.30m考虑，预算按R＝0.60m考虑。

（2）注浆量估算：每孔注浆量按Q＝（1000αβR2Hn）÷2公式估算，有效深度基底至终孔，预算用量按全孔，α＝1.30 β＝0.95 R＝0.50m H＝孔深（m）n ＝1.50，求得每m注浆预算量Q＝181.77≈182L/m。

（3）早强剂：由于工程地下水位底受潮水影响，为了基础注浆不被涨退潮地下水带走水泥浆。使注浆加快凝结，所以掺量1％的氯化钙用用水泥添加济。加氯化钙不能过多，过多会使在搅拌浆时就出现终凝。

（4）注浆流量：按20～40L/min，根据试验过程的沉降观测情况作调整。

4.1.4、施工成果报告

提交施工报告，主要有二大部分。

（1）沉降观测成果与分析：施工时，按照第七天的沉降观测成果与分析进行；

（2）注浆试验成果：注浆量、注浆速率（流量）、注浆压力等参数，相关施工过程。

4.2、对天井石柱详细进行沉降观测和垂直度观测

采用水准仪、水准尺、经纬仪对中厅天井石柱体的下沉量和垂直度进行观测。仪器及标尺均检验有效期内使用，并在作业期间定期进行检查校正。测出每条石柱的最大下沉值和垂直度的偏差度情况，然后做好记录。