生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統及其施工工藝的製作方法

2023-05-15 12:20:01 1

專利名稱：生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統及其施工工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築加固技術領域，特別涉及一種生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統
及其施工工藝。
背景技術：
生土窯居在建築節能領域內佔有重要位置。在當今全世界建築界共同面對全球 能源短缺和環境質量問題，積極尋找節能建築形式和構造的過程中，生土窯居結構形式 得到國內外眾多學者和專家的青睞。生土窯居結構充分利用覆土的儲熱能力，白天氣溫 較高時充分吸收熱能，夜晚氣溫較低時再釋放出來，具有天然的"冬暖夏涼"特徵，是 無需耗電的節能又環保的建築結構形式。但生土窯居結構形式也具有自身結構上的一些 缺點，如裂縫問題。在役窯居中往往會出現因四季交替溫度應力循環而導致的平行於窯 臉方向上的橫向通縫。這類橫向通縫通常出現於靠近窯臉1 3米的位置，很容易引起窯 臉上部覆土的前傾式倒塌。在實地調研的過程中，眾多居民都認為，窯洞內部一旦出現 這樣的橫向通縫，就只好人為將其挖塌或任其倒塌，然後重新用土坯沿倒塌的面壘砌至 窯頂地面。這樣做不但破壞了生土窯居原有結構，也具有一定的危險性。本專利針對橫 向通縫進行加固處理，提出一種生土窯居的嵌梁加固系統。加固系統的研究不但能夠為 同類加固問題提供參考，而且對於我國傳統窯居文化的保護具有重要意義。
不同於基坑支護問題中的抵抗土體的傾覆和滑移，生土窯居的加固系統只需要 考慮前窯臉上部覆土的傾斜倒塌作用，因加固部位位於窯洞洞口上方，居民經常從下方 經過，在進行加固設計時不但需要考慮加固系統自重，還需要著重考慮安全性問題。過 於沉重的大尺寸的加固系統會嚴重破壞原有覆土層的承載能力，使得本已裂開的土體部 分更加脆弱，加大倒塌的危險。如何設計出輕便實用，又對原狀土體破壞較少的加固系 統是一個難點問題。

發明內容
綜上所述，為克服現有技術的不足，本發明提供了一種生土窯居裂縫控制嵌梁 加固系統及其施工工藝，它既方便實用、又具有較高耐久性和可操作性，該系統不但可 以消除平行於窯臉的橫向通縫引起的上部土體前傾倒塌危險，還可以抑制橫向通縫的進
一步發展。 為解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的 —種生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統，其中它包括鋼板l、鋼梁2、拉杆6及 錨固板8，鋼板1與鋼梁2固定連接後，構成嵌梁，拉杆6兩端設置有螺紋，嵌梁與錨固 板8通過拉杆6連接，嵌梁左側設置有剛性墊片3，剛性墊片3左側設置有硬彈簧5，硬 彈簧5左側用螺母4固定，錨固板8右側設置有剛性墊片9，剛性墊片9右側設置有硬彈 簧10，硬彈簧10右側用螺母11固定，整個嵌梁加固系統沿生土窯居的窯深方向，固定在 窯頂的覆土層7內。
進一步，所述的拉杆6直徑大於等於18mm。 進一步，所述的錨固板8或為鋼筋混凝土板或為石板，其厚度為280 320mm。
生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統的施工工藝，包括以及步驟
第一步、搭設施工平臺 a、查找生土窯居中的通縫位置，判斷其延伸範圍，確認最易倒塌的土體範圍；
b、根據判斷的倒塌土體範圍，選擇合適的嵌梁嵌入點，並根據嵌入點搭設腳手 架平臺； 第二步、嵌梁加固前期施工 a、製作嵌梁安裝槽，依據嵌梁嵌入點位置和拉杆6前端至鋼板1內側的距離 對覆土層進行開槽，開槽尺寸大小要能容下鋼板1及鋼板1左側所有部件，並有少許餘 b、製作拉杆孔，在選定的拉杆孔位置，由窯臉水平向內進行打孔，拉杆孔深度 通常如下 拉杆孔深度G [lm，窯洞覆土厚度-lm] 拉杆孔的長度應不短於通縫位置向後3m左右，即 由窯臉向內水平打孔長度2窯臉至橫向通縫的距離+3m ; c、製作拉杆槽，在形成的拉杆孔後部，沿拉杆孔延伸方向進行開槽，開槽的 寬度只需使拉杆輕鬆穿過，開槽的深度低於拉杆的設置深度，開槽直至錨固板8預設位 置； d、製作錨固板安裝槽，在錨固板8預設位置處，按照錨固板8的尺寸向下開 槽，並預設手動操作空間；
第三步、嵌梁加固 a、將鋼梁2與鋼板1進行焊接，形成嵌梁。在嵌梁相應位置設置小孔，以使拉
杆穿過，並將嵌梁固定於嵌梁安裝槽內； b、將錨固板8安裝於錨固板安裝槽內； c、在拉杆6的一端依次安裝剛性墊片3、硬彈簧5和螺母4，抬起拉杆6的另一 端，使其依次穿過嵌梁預設的小孔、覆土層前部的拉杆孔、覆土層後部設置的拉杆槽以 及錨固板8 ; d、在錨固板8右側設置剛性墊片3，在剛性墊片3右側安裝硬彈簧5和螺母4， 並擰緊； 第四步、嵌梁加固後期處理 a、在覆土層後部的拉杆槽部分用土回填平整並夯實； b、在窯臉上部嵌梁安裝槽處採用草泥灰回填抹面，使表面平整。 本發明的有益效果為 (1)解決了生土窯居前端上部土體的傾斜倒塌問題窯居居民不必再採用任其倒 塌然後修補的被動方法。 (2)加固系統嵌入部分輕便，對原狀土的擾動較小，施工安全性較高。 (3)錨固兩端採用硬彈簧施加預應力，使得整個系統適應於溫度應力的循環變
化，耐久性較高。
(4)整個系統水平方正，便於施工，同時也減少了對窯洞頂部覆土層的擾動。
(5)加固系統取材簡單方便，充分利用前端嵌梁的作用力，增加鋼板擴大作用面 積，不但分散了作用於原狀土的應力，而且更加有效地阻止了土體的前傾式坍塌。


圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明圖1的A-A剖視圖；
圖3為本發明圖1中B的局部放大圖；
圖4為本發明圖1中C的局部放大圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。 如圖l、圖2、圖3、圖4所示，嵌梁加固系統沿生土窯居的窯深方向，固定在窯 頂的覆土層7內，嵌梁加固系統包括鋼板l、鋼梁2、拉杆6及錨固板8，鋼板1與鋼梁2 固定連接後，構成嵌梁，拉杆6兩端設置有螺紋，嵌梁與錨固板8通過拉杆6連接，嵌梁 左側設置有剛性墊片3，剛性墊片3左側設置有硬彈簧5，硬彈簧5左側用螺母4固定， 錨固板8右側設置有剛性墊片9，剛性墊片9右側設置有硬彈簧10，硬彈簧10右側用螺 母11固定，拉杆採用直徑為24mm的鋼筋，拉杆6兩端設置有螺紋，錨固板8採用鋼筋 混凝土板，其厚度為300mm，具體施工步驟為
第一步、搭設施工平臺 a、查找生土窯居中的通縫位置，判斷其延伸範圍，確認最易倒塌的土體範圍；
b、根據判斷的倒塌土體範圍，選擇合適的嵌梁嵌入點，並根據嵌入點搭設腳手 架平臺，嵌入點的深度係指窯頂覆土層地面向下至嵌入點的距離，即以窯頂覆土層地表 面為水平零點； 第二步、嵌梁加固前期施工 a、製作嵌梁安裝槽，依據嵌梁嵌入點位置和拉杆6前端至鋼板1內側的距離 對覆土層進行開槽，開槽尺寸大小要能容下鋼板1及鋼板1左側所有部件，並有少許餘 b、製作拉杆孔，在選定的拉杆孔位置，由窯臉水平向內進行打孔，拉杆孔深度 通常如下 拉杆孔深度G [lm，窯洞覆土厚度-lm] 拉杆孔的長度應不短於通縫位置向後3m左右，即 由窯臉向內水平打孔長度2窯臉至橫向通縫的距離+3m ; c、製作拉杆槽，在形成的拉杆孔後部，沿拉杆孔延伸方向進行開槽，開槽的
寬度只需使拉杆輕鬆穿過，開槽的深度低於拉杆的設置深度，開槽直至錨固板8預設位
置，通常情況下，尺寸設置應符合以下表達式 拉杆孔長度+拉杆槽長度2拉杆長度>窯洞深度 拉杆槽深度2拉杆孔深度2拉杆設置深度 錨固板直徑或寬度2拉杆槽寬度2拉杆孔直徑
d、製作錨固板安裝槽，在錨固板8預設位置處，按照錨固板8的尺寸向下開 槽，並預設手動操作空間；
第三步、嵌梁加固 a、將鋼梁2與鋼板1進行焊接，構成嵌梁。在嵌梁相應位置設置小孔，以使拉 杆6穿過，並將嵌梁固定於嵌梁安裝槽內；
b、將錨固板8安裝於錨固板安裝槽內； c、在拉杆的一端依次安裝剛性墊片3、硬彈簧5和螺母4，抬起拉杆6的另一 端，使其依次穿過嵌梁預設的小孔、覆土層前部的拉杆孔、覆土層7後部設置的拉杆槽 以及錨固板8; d、在錨固板8右側設置剛性墊片3，在剛性墊片3右側安裝硬彈簧5和螺母4， 並擰緊； 第四步、嵌梁加固後期處理 a、在覆土層後部的拉杆槽部分用土回填平整並夯實； b、在窯臉上部嵌梁安裝槽處採用草泥灰回填抹面，使表面平整。
權利要求
一種生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統，其特徵在於它包括鋼板(1)、鋼梁(2)、拉杆(6)及錨固板(8)，鋼板(1)與鋼梁(2)固定連接後，構成嵌梁，拉杆(6)兩端設置有螺紋，嵌梁與錨固板(8)通過拉杆(6)連接，嵌梁左側設置有剛性墊片(3)，剛性墊片(3)左側設置有硬彈簧(5)，硬彈簧(5)左側用螺母(4)固定，錨固板(8)右側設置有剛性墊片(9)，剛性墊片(9)右側設置有硬彈簧(10)，硬彈簧(10)右側用螺母(11)固定，整個嵌梁加固系統沿生土窯居的窯深方向，固定在窯頂的覆土層(7)內。
2. 根據權利要求1所述的生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統，其特徵在於所述的拉杆(6)直徑大於等於18mm。
3. 根據權利要求1所述的生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統，其特徵在於所述的錨固板(8)或為鋼筋混凝土板或為石板，其厚度為280 320mm。
4. 根據權利要求1所述的生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統的施工工藝，其特徵在於它包括以下步驟第一步，搭設施工平臺a、 查找生土窯居中的通縫位置，判斷其延伸範圍，確認最易倒塌的土體範圍b、 根據判斷的倒塌土體範圍，選擇合適的嵌梁嵌入點，並根據嵌入點搭設腳手架平臺.第二步，嵌梁加固前期施工a、 製作嵌梁安裝槽，依據嵌梁嵌入點位置和拉杆(6)前端至鋼板(1)內側的距離對覆土層進行開槽，開槽尺寸大小要能容下鋼板(l)及鋼板(l)左側所有部件，並有少許餘b、 製作拉杆孔，在選定的拉杆孔位置，由窯臉水平向內進行打孔，拉杆孔深度通常如下拉杆孔深度g [lm，窯洞覆土厚度-lm]拉杆孔的長度應不短於通縫位置向後3m左右，即由窯臉向內水平打孔長度2窯臉至橫向通縫的距離+3m ;c、 製作拉杆槽，在形成的拉杆孔後部，沿拉杆孔延伸方向進行開槽，開槽的寬度只需使拉杆輕鬆穿過，開槽的深度低於拉杆的設置深度，開槽直至錨固板(8)預設位置；d、 製作錨固板安裝槽，在錨固板(8)預設位置處，按照錨固板(8)的尺寸向下開槽，並預設手動操作空間；第三步，嵌梁加固a、 將鋼梁(2)與鋼板(1)進行固定，形成嵌梁。在嵌梁相應位置設置小孔，以使拉杆穿過，並將嵌梁固定於嵌梁安裝槽內；b、 將錨固板(8)安裝於錨固板安裝槽內；c、 在拉杆(6)的一端依次安裝剛性墊片(3)、硬彈簧(5)和螺母(4)，抬起拉杆(6)的另一端，使其依次穿過嵌梁預設的小孔、覆土層前部的拉杆孔、覆土層後部設置的拉杆槽以及錨固板(8);d、 在錨固板(8)右側設置剛性墊片(3)，在剛性墊片(3)右側安裝硬彈簧(5)和螺母(4)，並擰緊；第四步，嵌梁加固後期處理a、 在覆土層後部的拉杆槽部分用土回填平整並夯實；b、 在窯臉上部嵌梁安裝槽處採用草泥灰回填抹面，使表面平整。
全文摘要
本發明屬於建築加固技術領域，特別涉及一種生土窯居裂縫控制嵌梁加固系統及其施工工藝，它包括鋼板、鋼梁、拉杆及錨固板，鋼板與鋼梁固定連接後，構成嵌梁，拉杆兩端設置有螺紋，嵌梁與錨固板通過拉杆連接，嵌梁左側設置有剛性墊片，剛性墊片左側用螺母固定，錨固板右側設置有剛性墊片，剛性墊片右側用螺母固定，整個嵌梁加固系統沿生土窯居的窯深方向，固定在窯頂的覆土層內，嵌梁包括鋼板及鋼梁，鋼板與鋼梁固定連接，鋼梁的左側設置有剛性墊片，剛性墊片與螺母之間設置有硬彈簧，本發明既方便實用、又具有較高耐久性和可操作性，它不但可以消除平行於窯臉的橫向通縫引起的上部土體前傾倒塌危險，還可以抑制橫向通縫的進一步發展。
文檔編號E04G23/04GK101691819SQ20091017231
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者劉奕, 劉瑞曉, 張勤, 張向東, 曹雲濤, 曹源, 朱瑞春, 杜健飛, 王先鋒, 童麗萍, 羅建中, 郭強 申請人:河南省建設集團有限公司