專利名稱：古建筑物整體頂升方法
技術領域：
本發明涉及古建筑物修復、加固技術，尤其涉及古建筑修復、加固中的古建筑物整
體頂升方法。
背景技術：
我國是具有五千年歷史的文明古國，在歷史的進程中，一代一代的先人通過自己 的智慧和勤勞創造了豐富、優秀的各式各樣建筑。但由于中國建筑物磚木結構特點不易長 期保留以及戰亂破壞等原因，這些優秀的古建筑物能夠保留下來的非常少。即使保留下來 的古建筑物，但由于長時間的自然侵蝕，很多都到了搖搖欲墜，急待修復的地步。
但由于古建筑物多為磚木結構，結構強度低，整體穩定性差，基礎剛度不足，這些 缺陷對基礎托換時需要穿墻鑿洞帶來困難；又由于地質條件不明導致基礎沉降；結構不明 導致頂升位置難以確定；結構強度低將導致頂升時安全性的降低，這些都給古建筑物的頂 升帶來了工程難度。而古建筑物又屬于優秀保護建筑，這就要求保持其原有建筑風貌、結構 及使用功能而不受任何損壞及改變。 因此，急需一種有效的古建筑物整體頂升方法來實現古建筑物的安全整體頂升， 而古建筑物不會因為頂升遭受損壞。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種不會對古建筑物造成損壞的古建筑物整 體頂升方法，以克服現有技術存在的不足。 為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案
—種古建筑物整體頂升方法，包括的步驟有
①、對古建筑物的加固；
②、對古建筑物基礎的托換；
③、對古建筑物整體頂升； 其特征在于，所述對古建筑物基礎的托換步驟為 a、對古建筑物基礎土體進行開挖，開挖至古建筑物基礎墻體底部位置； b、在古建筑物基礎墻體內外側制作托換古建筑物基礎墻體的帶有靜壓樁孔的托
盤梁； c、從托盤梁的靜壓樁孔向地下壓靜壓樁，完成后，將靜壓樁與托盤梁進行錨固；
d、繼續對古建筑物基礎土體進行開挖，開挖至預設基礎承臺梁底面處；
e、施工基礎承臺梁； f、在基礎承臺梁上安裝千斤頂，待基礎承臺梁達到強度后將基礎承臺梁和托盤梁 之間的一段靜壓樁截除。 所述對古建筑物基礎托換之前還對古建筑物基礎土體進行降水處理。 所述制作托盤梁為先在將古建筑物基礎墻體打孔，孔內穿鋼管，鋼管內穿預應力
3筋；然后施工托盤梁，施工時將與托盤梁接觸的古建筑物基礎墻體表面鑿毛并預留靜壓樁 孔和靜壓樁埋件；最后待托盤梁達到強度后，張拉預應力筋。 所述對古建筑物加固包括對底層墻體內部進行自下而上逐層壓力灌注水泥漿；沿 墻內側周邊設置混凝土梁柱框架，在靠近穹頂部位，由梁柱框架向上設置曲梁，并由曲梁作 支撐，沿整個穹頂噴射現澆混凝土板，噴射前，將內側墻體及穹頂內側用油氈覆蓋；在底層 墻體外側設置鋼筋混凝土梁柱支撐。 所述對古建筑物加固還包括古建筑物基礎土體周圍做鋼筋混凝土基坑維護樁。
所述對古建筑物加固還包括用柔性材料填實磚雕、琉璃飾品間的空隙，外表用木 板或橡膠板封護，木板或橡膠板與墻身緊密固定。 所述降水處理中，在建筑物基礎土體周圍構筑深層攪拌樁止水帷幕。 所述基礎承臺梁上的千斤頂分為液壓千斤頂和支撐千斤頂，由PLC液壓同步控制
系統控制在頂升古建筑物時交替輪流對古建筑物進行頂升。 所述對古建筑物加固、托換以及頂升過程中對古建筑物進行全程監測。 采用上述技術方案，本發明的古建筑物整體頂升方法關鍵是托換時采用制作托盤
梁、打靜壓樁以及澆注基礎承臺梁等措施為古建筑構建頂升構建一個堅實的托換基礎，從
而成功實現了對結構、地基脆弱的古建筑物的整體頂升，這種古建筑物整體頂升方法對當
前古建筑物的搶救修復具有非常重要的現實作用。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明 圖1為本發明的古建筑物整體頂升方法的流程圖； 圖2為對古建筑物加固示意圖； 圖3為對古建筑物基礎進行托換示意圖； 圖4為圖3的平面布置示意圖。
具體實施例方式
為更好地理解和實施發明，以某古閣頂升工程為例，具體闡述本發明的古建筑物 整體頂升方法。 —、該古閣頂升前的結構分析 1、該古閣所立的元代地面在元代時應高于當時地下水位，含水量應大大低于現 在，其地耐力在當時應可滿足要求。但當黃河泥沙將閣周地面掩埋后，地下水位隨之上升， 高于元代地表，其閣體下部的地基處于液態狀態，必然使地耐力大大下降，造成閣體沉降。
2、根據現場勘測，該場地地下水位較高，距現地表約2. 4-2. 6米，屬孔隙潛水類 型。1985年設集水井排水口后，長期間歇性大量抽取地下水使其土體的密實度發生變化，加 之閣體下有大量建筑垃圾的存在，透水性強， 一些地層已形成滲流通道，土層結構破壞，承 載力下降，致使閣基、地面產生不均勻沉降。 3、該古閣為穹拱式磚石結構，閣體由青磚砌筑，整體性差，抗不均勻變形能力弱， 在地基不均勻沉降作用下，極易產生裂隙。 從以上分析可看到，由于地下土層力學性能較差，長期在基坑內抽水，使得土層結構破壞，引起地基不均勻沉降，導致地面裂縫、閣體開裂、傾斜。
二、該古閣的整體頂升 整體頂升的具體內容包括現狀加固、降水、托換、頂升、監測、就位修復六個方 面.詳述如下
1、現狀加固 為確保頂升過程中主體結構安全，需對該古閣進行整體加固，具體措施如下
1)、對該古閣底層2米高墻體001內部采取自下而上逐層灌注的方法(當墻體高 度較高一次灌注難以完成而采取的從墻體底部向上一段灌注泥漿)進行壓力灌注水泥漿 加固，灌孔間距為500mm。 2)、如圖2所示，為防止穹頂002在頂升過程中變形乃至塌落，在閣內沿墻周邊設 置混凝土梁柱框架100，在靠近穹頂002部位，由框架柱100向上設置曲梁101，并由曲梁 101作支撐，沿整個穹頂002噴射現澆混凝土板102、噴射前，將內側墻體及穹隆頂內側用油 氈覆蓋，以便頂升結束后將混凝土剝離。 3)、在底層墻體外側設置鋼筋混凝土梁柱103支撐，以加強其整體性。
4)、參考圖3和圖4，澆注鋼筋混凝土基坑維護樁104沿該古閣周圈對基礎土體進 行加固。鋼筋混凝土基坑維護樁104由兩排320根直徑小400mm的高壓旋噴樁構成，排距 320mm，深入土中7米。這樣一可加固土體，二可以在開挖基礎時起擋土的作用，三可以將基 礎托換過程中該古閣的沉降減低。 另外，為了進一步達到上述加固作用，在鋼筋混凝土基坑維護樁104還內側還設 有工字形鋼板樁105。 5)、對閣身的各種磚雕、琉璃飾品等予以可靠保護。施工時，用海棉或其它柔性材 料填實磚雕、琉璃飾品間的空隙；外表用木板或橡膠板封護，木板或橡膠板通過鉚釘或其它 連接方式與墻身緊密固定，保證有輕微震動時，閣身所有藝術構件不至脫落。
2、降水方案 根據勘察報告，該處地下水豐富，土層透水性較強，若單純降水難度很大，故方案 采用止水帷幕106(參考圖3和圖4)擋水，然后坑內分布降水，防止產生過大附加沉降。
本方案中豎向止水帷幕深入地下水位10米，進入弱透水層約1米；高出地下水位 0. 1米。深層攪拌樁樁徑500mm，樁距350mm，即相鄰極措接長度150mm，共設兩排樁、排距為 400mm。 坑內降水分步進行，首先將地下水位降至基底以下，鑿除現有面層，清除地面，降 水深度約0. 9米；第二次洚水深度約1. 2米，以不影響托盤梁施工為宜；最后一次降水深度 仍為l米，進行基礎承臺梁的施工及就位后基礎底板等的施工。每個降水過程也應分段進 行，每降200mm應對該古閣進行沉降觀測，確認無安全隱患后方可進行下一步降水。
3、托換 由于該古閣沒有基礎，近1. 5米厚磚墻僅在外側放出80-170mm便作為古建筑物基 礎便直接落在地基土上，不能滿足整體頂升的要求，故必須對原古建筑物基礎進行托換。為 確保該古閣在基礎托換過程中結構安全，做到萬無一失，制定托換方案如下，具體參考圖3
所示 1)、對古建筑物基礎土 進行開挖，開挖至古建筑物基礎墻體003底部位置；
2)、在古建筑物基礎墻體003內外側制作托換古建筑物基礎墻體003的帶有靜壓 樁孔201的托盤梁200。 制作托盤梁200時，先在將古建筑物基礎墻體003打孔，孔內穿鋼管202，鋼管202 內穿預應力筋203 ;然后施工托盤梁，施工時將與托盤梁接觸的古建筑物基礎墻003體表面 鑿毛并預留靜壓樁孔201和靜壓樁埋件；最后待托盤梁達到強度后，張拉預應力筋203。
3)、從托盤梁200的靜壓樁孔201向地下壓靜壓樁300，完成后，將靜壓樁300與托 盤梁200進行錨固； 4)、繼續對古建筑物基礎土體進行開挖，開挖至預設基礎承臺梁400底面處；
5)、施工基礎承臺梁400 ; 6)、在基礎承臺梁400上安裝千斤頂500，待基礎承臺梁400達到強度后將基礎承 臺梁400和托盤梁200之間的一段靜壓樁截除。
4、頂升 該古閣本身重量約1200噸，加上托換后托盤架200的重量800噸，頂升重量共約 2000噸。參考圖4，沿閣基內外共布置25組千斤頂，其中閣外16組200噸千斤頂，閣內9 組200噸千斤頂，每組千斤頂由一臺液壓千斤頂和一臺支撐千斤頂組成，兩臺千斤頂輪流 工作，可滿足頂升要求。 因千斤頂分為液壓千斤頂和支撐千斤頂，可輪流進行頂升施工，即其中液壓千斤 頂頂完一個行程后，支撐千斤頂加墊塊、給油受力，然后再進行回油。依此類推，這樣可避免 千斤頂同時回油對上部建筑物產生震動。頂升時各千斤頂一定要保持同步，每頂升一個行 程，在基礎承臺粱及托盤梁間放置墊塊，再進行下一行程的頂升。墊塊選用高標號混凝土墊 塊。 凡放置千斤頂處，托盤梁相應位置預埋鋼板，千斤頂與承臺梁(墊塊)之間放置承 壓板，以防止混凝土局部受壓破壞。
5、監測 在整個加固、托換及頂升過程中對閣體進行全程檢測。包括沉降觀測。裂縫觀測 及水平位移觀測等。 整體頂升移位時，應對外加動力各作用點買際施加力進行觀測記錄，根據外加動 力變化判斷頂升時的異常情況.同時采用直尺、經緯儀，對頂升過程中的建筑物偏位進行 監測，利用水準觀測監控基礎沉降.同時應加強上部結構觀測，及時發現安全隱患。
該古閣頂升后閣內原基底保留，專業人員可通過下人孔下到基底參觀考察。
6、就位修復 由于該古閣本身存在磚體裂縫、墻根酥堿等諸多病害，閣身整體抬升后，為防病害 繼續發展，需對其采取一定的治理措施 1、墻身裂縫閣身抬升后，基礎不均勻沉降的隱患消除，閣身裂縫不會再繼續發 展，但由于墻體間有裂隙，整個結構體系存在受力不均衡的可能，繼而引起閣身又一次的破 壞，因此需對裂縫進行加固。具體方法如下在裂縫處沿內外墻身隔一定距離設置一塊拉接 鋼板。鋼板長1米(裂縫兩側各50厘米)，寬為兩皮磚厚，厚1厘米。分別抽去裂縫處墻體 兩側的最外皮磚，將兩塊鋼板嵌入墻體，內外鋼板間鉆孔，插入直徑20mm的螺栓相拉接，鉆 孔空隙處注漿處理。由于閣身下部開裂較嚴重，裂縫寬度自下而上逐漸變窄，鋼板加固可視
6裂縫的具體情況有所調整。如設置在墻體根部的鋼板長1米，間距1米，墻體上部的鋼板長 度及間距均可適當減小。鋼板加固后，應將抽掉的磚塊原樣放回，并用原灰漿勾縫。除設置 鋼板外，還應對裂縫處灌注水泥槳加固。水泥標號采用425#，自下而上加壓灌注。施工時應 與鋼板加固同時進行。 2、墻根酥堿的治理墻根是承受荷載最大，受力最為集中和復雜的部位，若磚塊酥 堿過深或酥堿繼續發展，有可能會削弱受力面，繼而影響整個結構系統。可采取剔補的辦 法，用小鏟或鑿子將酥堿部分剔除干凈，用相同尺寸的磚塊，砍磨加工后按原位鑲嵌，用水 泥漿或環氧樹脂粘牢。剔補過深的部位還可在新舊磚塊間加拉接鋼筋，以提高粘接強度。
3、外墻涂料色澤不勻，一部分已與墻面剝離，內墻面特別是底層大廳因長期潮濕 白灰大面積脫落。抬升后對駁蝕的外墻面進行補飾，用白灰漿重新粉刷內墻。補配個別佚 失的瓦件，修補粘接少數斷裂破損的構件。 本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明， 而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變 化、變型都將落在本發明的權利要求范圍。
權利要求
一種古建筑物整體頂升方法，包括的步驟有①、對古建筑物的加固；②、對古建筑物基礎的托換；③、對古建筑物整體頂升；其特征在于，所述對古建筑物基礎的托換步驟為a、對古建筑物基礎土體進行開挖，開挖至古建筑物基礎墻體底部位置；b、在古建筑物基礎墻體內外側制作托換古建筑物基礎墻體的帶有靜壓樁孔的托盤梁；c、從托盤梁的靜壓樁孔向地下壓靜壓樁，完成后，將靜壓樁與托盤梁進行錨固；d、繼續對古建筑物基礎土體進行開挖，開挖至預設基礎承臺梁底面處；e、施工基礎承臺梁；f、在基礎承臺梁上安裝千斤頂，待基礎承臺梁達到強度后將基礎承臺梁和托盤梁之間的一段靜壓樁截除。
2. 根據權利要求1所述的古建筑物整體頂升方法，其特征在于所述對古建筑物基礎 托換之前還對古建筑物基礎土體進行降水處理。
3. 根據權利要求1所述的古建筑物整體頂升方法，其特征在于所述制作托盤梁為先 在將古建筑物基礎墻體打孔，孔內穿鋼管，鋼管內穿預應力筋；然后施工托盤梁，施工時將 與托盤梁接觸的古建筑物基礎墻體表面鑿毛并預留靜壓樁孔和靜壓樁埋件；最后待托盤梁 達到強度后，張拉預應力筋。
4. 根據權利要求1所述的古建筑物整體頂升方法，其特征在于所述對古建筑物加固 包括對底層墻體內部進行自下而上逐層壓力灌注水泥漿；沿墻內側周邊設置混凝土梁柱框 架，在靠近穹頂部位，由梁柱框架向上設置曲梁，并由曲梁作支撐，沿整個穹頂噴射現澆混 凝土板，噴射前，將內側墻體及穹頂內側用油氈覆蓋；在底層墻體外側設置鋼筋混凝土梁柱 支撐。
5. 根據權利要求4所述的古建筑物整體頂升方法，其特征在于所述對古建筑物加固 還包括古建筑物基礎土體周圍做鋼筋混凝土基坑維護樁。
6. 根據權利要求5所述的古建筑物整體頂升方法，其特征在于所述對古建筑物加固 還包括用柔性材料填實磚雕、琉璃飾品間的空隙，外表用木板或橡膠板封護，木板或橡膠板 與墻身緊密固定。
7. 根據權利要求2所述的古建筑物整體頂升方法，其特征在于所述降水處理中，在建 筑物基礎土體周圍構筑深層攪拌樁止水帷幕。
8. 根據權利要求1所述的古建筑物整體頂升方法，其特征在于所述基礎承臺梁上的 千斤頂分為液壓千斤頂和支撐千斤頂，由PLC液壓同步控制系統控制在頂升古建筑物時交 替輪流對古建筑物進行頂升。
9. 根據權利要求l所述的古建筑物整體頂升方法，其特征在于所述對古建筑物加固、 托換以及頂升過程中對古建筑物進行全程監測。
全文摘要
本發明公開一種古建筑物整體頂升方法，該方法包括現狀加固、降水、托換、頂升、監測、就位修復六個方面，其中關鍵是托換時采用制作托盤梁、打靜壓樁以及澆注基礎承臺梁等措施為古建筑構建頂升構建一個堅實的托換基礎，從而成功實現了對結構、地基脆弱的古建筑物的整體頂升，這種古建筑物整體頂升方法對當前古建筑物的搶救修復具有非常重要的現實作用。
文檔編號E04G23/06GK101725258SQ20081020194
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月30日 優先權日2008年10月30日
發明者彭勇平, 朱啟華, 李文亮, 林其荃, 王長安, 苑愛輝, 藍戊己 申請人:上海天演建筑物移位工程有限公司