專利名稱：一種適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎及施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種輕鋼廠房柱的基礎結(jié)構，尤其涉及一種適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎及其沉降后墊高的施工方法。
背景技術：
在地形起伏不平的山區(qū)城鎮(zhèn)中進行工業(yè)新區(qū)建設，平整場地時往往大挖大填，且限于工程造價及工期要求，經(jīng)常難以做到夯填密實，若鋼結(jié)構廠房建于不符合壓實質(zhì)量要求的填方區(qū)，在填土地基沉降未穩(wěn)定之前進行建設時，其沉降將直接導致基礎產(chǎn)生相應的沉降，從而在上部結(jié)構中產(chǎn)生有害的次應力，并使上部結(jié)構及建筑發(fā)生變形、開裂或失穩(wěn) 等，從而嚴重影響建筑結(jié)構安全工作，因此往往需要對該填土地基進行地基處理或采用造價相對高昂的樁基礎將荷載傳遞至填土層下穩(wěn)定的地層之中，這樣都需要付出較多的經(jīng)濟代價。如果等待未壓實的填土地基沉降穩(wěn)定再進行鋼結(jié)構廠房施工，則所需等待填土固結(jié)的時間，從剛開始填土算起一般至少約5年以上，如等待新填土固結(jié)完成后再進行建設，所付出的時間代價則更為昂貴。因此，需要對現(xiàn)行的填土地基上的輕鋼廠房柱基礎的設計及施工方案進行改造，使其能保證填土地基的沉降不造成柱底標高降低，并在增高后還能與上部結(jié)構柱進行可靠地連接，保證荷載自上而下的可靠傳遞及上部結(jié)構安全，由此避免代價相對高昂的地基處理及樁基礎或條形基礎建設方案甚至等待填土固結(jié)完成再施工所造成的更為昂貴的時間損失。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明解決現(xiàn)有填土地基上的輕鋼廠房柱基礎隨填土地基的沉降會造成柱底標高降低，造成輕鋼廠房上部結(jié)構及建筑發(fā)生變形、開裂或失穩(wěn)，嚴重影響建筑結(jié)構安全工作，以及采用現(xiàn)有技術所產(chǎn)生的建設造成維護成本高昂的問題，而提供一種適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎。本發(fā)明的另一目的是提供一種采用所述適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎沉降后進行墊高的施工方法。解決所述問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，其特征在于，包括連接鋼筋以及從上到下依次設置的柱底板、鋼墊板、預制墊塊和柱下獨立基礎，所述連接鋼筋包括頂部螺桿鋼筋和底部錨栓螺桿鋼筋，所述頂部螺桿鋼筋與底部錨栓螺桿鋼筋通過連接套筒可拆卸連接；所述柱底板用于固定輕鋼廠房的工字鋼鋼柱；
所述柱底板、鋼墊板和預制墊塊設有數(shù)組貫穿柱底板、鋼墊板和預制墊塊的過孔，由連接鋼筋穿過所述過孔后將柱底板、鋼墊板、預制墊塊與柱下獨立基礎連為一體；所述頂部螺桿鋼筋的上端通過雙螺母和螺母墊板與柱底板固定，頂部螺桿鋼筋的下端與底部錨栓螺桿鋼筋的上端通過連接套筒螺紋連接；底部錨栓螺桿鋼筋的下端與混凝土基礎錨固連接；所述鋼墊板在預制墊塊相對兩側(cè)的上方具有出挑部位。進一步地，所述預制墊塊為鋼板、水泥砂漿墊塊或混凝土墊塊。進一步地，所述過孔為4組。進一步地，所述底部錨栓螺桿鋼筋的底部具有彎折部。進一步地，所述預制墊塊為多個，所述連接鋼筋包括頂部螺桿鋼筋、中部螺桿鋼筋、底部錨栓螺桿鋼筋，所述頂部螺桿鋼筋、中部螺桿鋼筋以及底部錨栓螺桿鋼筋通過連接套筒螺紋連接。一種上述輕鋼廠房柱基礎沉降后墊高的施工方法，包括如下步驟
O當發(fā)生填土沉降后，首先拆卸頂部螺桿鋼筋上端雙螺母和螺母墊板，并取出頂部螺 桿鋼筋；
2)通過對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力，將柱底板升高至地基沉降如的原柱底設計標聞;
3)再在鋼墊板與柱下獨立基礎之間填塞入數(shù)量、厚度及強度合適的帶過孔的預制墊
塊；
4)撤去作用力，柱底板由預制墊塊墊高至原柱底設計標高；
5)采用長度調(diào)整合適后的頂部螺桿鋼筋穿過柱底板、鋼墊板、預制墊塊后通過連接套筒與底部錨栓螺桿鋼筋螺紋連接緊固；最后在頂部螺桿鋼筋的端部置入螺母墊板并通過雙螺母與柱底板緊固，由此即完成填土地基沉降發(fā)生后的墊高調(diào)整過程。進一步地，對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力時，將千斤頂置于鋼墊板出挑位置下方，通過千斤頂直接對鋼墊板進行頂升。一種上述輕鋼廠房柱基礎沉降后墊高的施工方法，包括如下步驟
O當發(fā)生填土沉降后，首先拆卸頂部螺桿鋼筋上端的雙螺母和螺母墊板，并取出頂部螺桿鋼筋；
2)通過對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力，將柱底板升高至地基沉降如的原柱底設計標聞;
3)再將長度調(diào)整合適的兩端帶螺紋的中部螺桿鋼筋通過連接套筒與下部錨栓螺桿鋼筋連接起來，并在中部螺桿鋼筋上方緊固好其與頂部螺栓桿鋼筋之間的連接套筒；從這些連接好的鋼筋頂部穿入數(shù)量、厚度及強度合適的帶過孔的預制墊塊；
4)撤去作用力，柱底板由預制墊塊墊高至原柱底設計標高；
5)將頂部螺桿鋼筋穿過柱底板、鋼墊板后通過連接套筒與中部螺桿鋼筋螺紋連接緊固；最后在頂部螺桿鋼筋的端部置入螺母墊板并通過雙螺母與柱底板緊固，由此即完成填土地基沉降發(fā)生后的墊高調(diào)整過程。進一步地，制作四邊形框架，對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力時，通過兩框架分別套入鋼墊板兩側(cè)的出挑部位，然后采用兩根鋼桿穿過兩框架頂邊的兩邊角，并在地面上設置千斤頂對鋼桿進行頂升，從而對框架進行頂升，進而對鋼墊板及柱底板進行頂升。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果I、本發(fā)明結(jié)構合理，施工方便，可以根據(jù)需要隨時調(diào)節(jié)柱底高度。2、采用本發(fā)明方法，在填土尚未完成固結(jié)的時候即可隨時進行工程施工，同時在輕鋼廠房柱下無需采用造價高昂的樁基基礎、條形基礎或進行地基處理，只需采用常規(guī)的淺基礎即可，達到經(jīng)濟節(jié)約，安全可靠，施工簡便快捷的目的。3、當填土地基及柱下基礎產(chǎn)生沉降時，由于輕鋼廠房上部結(jié)構較輕，通過本結(jié)構可以采用千斤頂對廠房柱進行頂升，同時采用預制墊塊對頂升后產(chǎn)生的鋼墊板與柱下獨立基礎間的縫隙進行填塞，并更換長度合適的頂部螺桿鋼筋或增加中部螺桿鋼筋，重新將柱底板及其下的鋼墊板、預制墊塊以及柱下獨立基礎通過連接鋼筋連接起來，采用這種方式，隨著填土沉降的發(fā)生，隨時可將柱底頂升至原標高，直至多年后填土沉降固結(jié)穩(wěn)定，由此避免填土地基的沉降對柱底標高及輕鋼廠房的上部結(jié)構所造成的不利影響。4、該發(fā)明能有效解決常規(guī)填土地基上輕鋼廠房柱基礎建設中因地基沉降所造成的各種困難，具有良好的經(jīng)濟效益和時間效益，施工簡便，安全可靠。 5、本發(fā)明適用范圍廣，不僅適用于填土地基，也適用于軟土地基及各種情況下的地基不均勻沉降導致的上部輕鋼廠房結(jié)構變形、開裂或失穩(wěn)等工程情況。


圖I為本發(fā)明基礎的結(jié)構示意 圖2為本發(fā)明基礎加聞后的結(jié)構不意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例I :如圖I所示，一種適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，包括從上到下依次設置的柱底板I、鋼墊板2、預制墊塊3、柱下獨立基礎4(所述柱下獨立基礎4 一般由混凝土或鋼筋混凝土材料做成)以及連接鋼筋，所述連接鋼筋包括頂部螺桿鋼筋5和底部錨栓螺桿鋼筋6，所述頂部螺桿鋼筋5與底部錨栓螺桿鋼筋6通過連接套筒7可拆卸連接，具體實施時采用機械套筒相連，更加穩(wěn)固；輕鋼廠房的工字鋼鋼柱8與柱底板I固定連接。所述預制墊塊3為鋼板、水泥砂漿墊塊或混凝土墊塊，使預制墊塊3的強度能夠滿足結(jié)構受力需要，該預制墊塊3的材質(zhì)、厚度根據(jù)實際情況選擇(一般小于2cm的采用鋼板或鋼片，2-6cm采用水泥砂漿墊塊，超過6cm采用細石混凝土墊塊)。具體施工時，可以根據(jù)受力情況在水泥砂漿墊塊或混凝土墊塊內(nèi)部配置鋼絲網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)，使預制墊塊整體性更好，承載能力更強。所述柱底板I、鋼墊板2和預制墊塊3設有數(shù)組貫穿柱底板I、鋼墊板2和預制墊塊3的過孔，由連接鋼筋穿過所述過孔后將柱底板I、鋼墊板2、預制墊塊3與柱下獨立基礎4連為一體；所述過孔一般為4組(可視柱底板I的尺寸及鋼柱承擔的荷載進行增減)，也可以為6組、8組等，以具體情況進行選擇；分布于柱底板I、鋼墊板2和預制墊塊3的合理受力部位，效果更好。所述頂部螺桿鋼筋5的上端通過雙螺母和螺母墊板與柱底板I固定，頂部螺桿鋼筋5的下端與底部錨栓螺桿鋼筋6的上端通過連接套筒7螺紋連接；底部錨栓螺桿鋼筋6的下端與柱下獨立基礎4錨固連接；所述底部錨栓螺桿鋼筋6的底部具有彎折部，能有效提高錨固效果。所述鋼墊板2在預制墊塊3相對兩側(cè)的上方具有出挑部位。所述鋼 墊板2也可以采用避開連接鋼筋的鋼墊條替換，在保證強度及穩(wěn)定的情況下，更加節(jié)約材料。該鋼墊板2或鋼墊條的厚度需滿足受力要求，其厚度一般不小于20mm。在地基沉降量不大的情況下，只需更換長度合適的頂部螺桿鋼筋然后通過連接套筒7重新與底部錨栓螺桿鋼筋6進行螺紋連接。當?shù)鼗a(chǎn)生沉降后，先通過鋼墊板2對輕鋼廠房的工字鋼鋼柱8的柱底板I進行頂升，再采用帶孔預制墊塊填塞由此產(chǎn)生的柱下獨立基礎4與柱底板I之間的間隙，從而使柱底板I回復到原始位置。采用本適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，其沉降后墊高的施工方法，包括如下步驟
O當發(fā)生填土沉降后，首先拆卸頂部螺桿鋼筋上端雙螺母和螺母墊板，并取出頂部螺桿鋼筋；同時進行基坑開挖，使柱下獨立基礎頂部及其上方鋼墊板的出挑部位露出；
2)通過對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力，將柱底板升高至地基沉降前的原柱底設計標高；對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力時，將千斤頂置于鋼墊板出挑位置下方，通過千斤頂直接對鋼墊板進行頂升，操作方便，適用于較小的千斤頂或重量較輕的廠房。3)再在鋼墊板與柱下獨立基礎之間填塞入數(shù)量、厚度及強度合適的帶過孔的預制墊塊；所述預制墊塊數(shù)量及厚度以能夠?qū)⒅装迳咧脸两登案叨葹闇?，預制墊塊強度以能滿足受力需要為準，且不低于柱下獨立基礎4的混凝土強度，填塞前按所需塊數(shù)及厚度進行預制；填塞時插入鋼墊板2與柱下獨立基礎4之間；
4)撤去作用力，柱底板由預制墊塊墊高至原柱底設計標高；
5)采用長度調(diào)整合適后的頂部螺桿鋼筋穿過柱底板、鋼墊板、預制墊塊后通過連接套筒與底部錨栓螺桿鋼筋螺紋連接緊固(可以更換另一根頂部螺桿鋼筋)；最后在頂部螺桿鋼筋的端部置入螺母墊板并通過雙螺母與柱底板緊固，由此即完成填土地基沉降發(fā)生后的墊高調(diào)整過程。采用雙螺母與柱底板緊固，能夠進一步保障整體結(jié)構的穩(wěn)定性，避免螺母脫落。實施例2，如圖2所示，所述預制墊塊為多個，所述連接鋼筋包括頂部螺桿鋼筋、中部螺桿鋼筋9、底部錨栓螺桿鋼筋，所述頂部螺桿鋼筋、中部螺桿鋼筋9以及底部錨栓螺桿鋼筋通過連接套筒螺紋連接，具體實施時采用機械套筒相連，更加穩(wěn)固。在地基沉降量較大的情況下，根據(jù)需要增加或更換長度合適的中部螺桿鋼筋，這樣在填塞預制墊塊(墊條)時，可邊連接中部螺桿鋼筋，邊填塞預制墊塊(墊條)，更加方便。當?shù)鼗a(chǎn)生沉降后，先對輕鋼廠房的工字鋼鋼柱的柱底板進行頂升，再采用開孔預制混凝土墊塊(或墊條)填塞由此產(chǎn)生的柱下獨立基礎與柱底板之間的間隙，從而使柱底板回復到原始位置。對上述適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，其沉降后墊高的施工方法，包括如下步驟
O當發(fā)生填土沉降后，首先拆卸頂部螺桿鋼筋上端的雙螺母和螺母墊板，并取出頂部螺桿鋼筋；同時對進行基坑開挖，使柱下獨立基礎頂部及其上方的鋼墊板的出挑部位露出；
2)通過對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力，將柱底板升高至地基沉降前的原柱底設計標高；頂升時，制作四邊形框架，對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力時，通過兩框架分別套入鋼墊板兩側(cè)的出挑部位，然后采用兩根鋼桿穿過兩框架頂邊的兩邊角，并在地面上設置千斤頂對鋼桿進行頂升，從而對框架進行頂升，進而對鋼墊板及柱底板進行頂升。具體施工時，所述四邊形框架可制成梯形，并且采用鋼結(jié)構，這樣不僅施工方便，并且承載能力更強。該四邊形鋼架可根據(jù)輕鋼廠房柱的荷載，即所需頂升力的大小采用熱軋鋼筋或型鋼等常規(guī)鋼材制成。這樣不會頂升過程受到輕鋼廠房的影響，操作更加方便，且效果更好，使鋼墊板受力更加平衡，更加容易操作。3)再將長度調(diào)整合適的兩端帶螺紋的中部螺桿鋼筋通過連接套筒與下部錨栓螺桿鋼筋連接起來，并在中部螺桿鋼筋上方緊固好其與頂部螺栓桿鋼筋之間的連接套筒；從這些連接好的鋼筋頂部穿入數(shù)量、厚度及強度合適的帶過孔的預制墊塊；
4)撤去作用力，柱底板由預制墊塊墊高至原柱底設計標高；
5)將頂部螺桿鋼筋穿過柱底板、鋼墊板后通過連接套筒與中部螺桿鋼筋螺紋連接緊固；最后在頂部螺桿鋼筋的端部置入螺母墊板并通過雙螺母與柱底板緊固，由此即完成填土地基沉降發(fā)生后的墊高調(diào)整過程。采用雙螺母與柱底板緊固，能夠進一步保障整體結(jié)構的穩(wěn)定性，避免螺母脫落。本發(fā)明除適用填土地基外，還可推廣于其它場合的可能產(chǎn)生地基沉降的輕鋼廠房建筑，如軟土地基，其它不良地基等等。另外，預制墊塊制成上部水平、下部傾斜的形式，對于填土沉降中基礎頂面可能會產(chǎn)生略微的傾斜情況，可以保證上部柱底維持原水平狀態(tài)，一般這種傾斜程度不是很大。最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制技術方案，盡管申請人參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，·均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，其特征在于，包括連接鋼筋以及從上到下依次設置的柱底板、鋼墊板、預制墊塊和柱下獨立基礎，所述連接鋼筋包括頂部螺桿鋼筋和底部錨栓螺桿鋼筋，所述頂部螺桿鋼筋與底部錨栓螺桿鋼筋通過連接套筒可拆卸連接；所述柱底板用于固定輕鋼廠房的工字鋼鋼柱； 所述柱底板、鋼墊板和預制墊塊設有數(shù)組貫穿柱底板、鋼墊板和預制墊塊的過孔，由連接鋼筋穿過所述過孔后將柱底板、鋼墊板、預制墊塊與柱下獨立基礎連為一體；所述頂部螺桿鋼筋的上端通過雙螺母和螺母墊板與柱底板固定，頂部螺桿鋼筋的下端與底部錨栓螺桿鋼筋的上端通過連接套筒螺紋連接；底部錨栓螺桿鋼筋的下端與混凝土基礎錨固連接； 所述鋼墊板在預制墊塊相對兩側(cè)的上方具有出挑部位。
2.根據(jù)權利要求I所述適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，其特征在于，所述預制墊塊為鋼板、水泥砂漿墊塊或混凝土墊塊。
3.根據(jù)權利要求I所述適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，其特征在于，所述過孔為4組。
4.根據(jù)權利要求I所述適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，其特征在于，所述底部錨栓螺桿鋼筋的底部具有彎折部。
5.根據(jù)權利要求I 4任意一項適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎，其特征在于，所述預制墊塊為多個，所述連接鋼筋包括頂部螺桿鋼筋、中部螺桿鋼筋、底部錨栓螺桿鋼筋，所述頂部螺桿鋼筋、中部螺桿鋼筋以及底部錨栓螺桿鋼筋通過連接套筒螺紋連接。
6.如權利要求I所述適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎沉降后墊高的施工方法，其特征在于，包括如下步驟 O當發(fā)生填土沉降后，首先拆卸頂部螺桿鋼筋上端雙螺母和螺母墊板，并取出頂部螺桿鋼筋； 2)通過對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力，將柱底板升高至地基沉降如的原柱底設計標聞; 3)再在鋼墊板與柱下獨立基礎之間填塞入數(shù)量、厚度及強度合適的帶過孔的預制墊塊； 4)撤去作用力，柱底板由預制墊塊墊高至原柱底設計標高； 5)采用長度調(diào)整合適后的頂部螺桿鋼筋穿過柱底板、鋼墊板、預制墊塊后通過連接套筒與底部錨栓螺桿鋼筋螺紋連接緊固；最后在頂部螺桿鋼筋的端部置入螺母墊板并通過雙螺母與柱底板緊固，由此即完成填土地基沉降發(fā)生后的墊高調(diào)整過程。
7.根據(jù)權利要求6所述的施工方法，其特征在于，對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力時，將千斤頂置于鋼墊板出挑位置下方，通過千斤頂直接對鋼墊板進行頂升。
8.如權利要求5所述適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎沉降后墊高的施工方法，其特征在于，包括如下步驟 O當發(fā)生填土沉降后，首先拆卸頂部螺桿鋼筋上端的雙螺母和螺母墊板，并取出頂部螺桿鋼筋； 2)通過對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力，將柱底板升高至地基沉降如的原柱底設計標聞;3)再將長度調(diào)整合適的兩端帶螺紋的中部螺桿鋼筋通過連接套筒與下部錨栓螺桿鋼筋連接起來，并在中部螺桿鋼筋上方緊固好其與頂部螺栓桿鋼筋之間的連接套筒；從這些連接好的鋼筋頂部穿入數(shù)量、厚度及強度合適的帶過孔的預制墊塊； 4)撤去作用力，柱底板由預制墊塊墊高至原柱底設計標高； 5)將頂部螺桿鋼筋穿過柱底板、鋼墊板后通過連接套筒與中部螺桿鋼筋螺紋連接緊固；最后在頂部螺桿鋼筋的端部置入螺母墊板并通過雙螺母與柱底板緊固，由此即完成填土地基沉降發(fā)生后的墊高調(diào)整過程。
9.根據(jù)權利要求6或8所述的施工方法，其特征在于，制作四邊形框架，對預制墊塊相對兩側(cè)上方的鋼墊板的出挑部位施加作用力時，通過兩框架分別套入鋼墊板兩側(cè)的出挑部位，然后采用兩根鋼桿穿過兩框架頂邊的兩邊角，并在地面上設置千斤頂對鋼桿進行頂升，從而對框架進行頂升，進而對鋼墊板及柱底板進行頂升。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適應填土地基沉降的輕鋼廠房柱基礎及施工方法，所述柱基礎包括連接鋼筋以及從上到下依次設置的柱底板、鋼墊板、預制墊塊和柱下獨立基礎，所述連接鋼筋包括頂部螺桿鋼筋、中部螺桿鋼筋和底部錨栓螺桿鋼筋。當填土地基產(chǎn)生沉降時，可對頂部螺桿鋼筋和中部螺桿鋼筋進行拆卸，使用千斤頂通過鋼墊板將柱底板頂升還原至原設計標高，并采用預制墊塊填塞柱底板與柱下獨立基礎之間的間隙。本發(fā)明結(jié)構合理，施工方便，安全可靠，可以根據(jù)需要隨時調(diào)節(jié)柱底高度，能有效解決地基沉降對現(xiàn)有輕鋼廠房柱基礎施工及結(jié)構正常使用所帶來的不利影響，在工程建設中具有良好的經(jīng)濟效益和時間效益。
文檔編號E02D27/42GK102864795SQ20121039982
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權日2012年10月19日
發(fā)明者曾祥勇, 鄧安福 申請人:重慶大學