一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法与流程

1.本发明涉及建筑加固相关领域，更具体地说，涉及一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法。


背景技术：

2.房屋、工业建筑等各类建筑是城市建筑体系中的重要组成部分，关系着人民的生命和财产安全。房屋建筑质量的关键在于地基的牢固程度及设计和施工过程中的质量控制。大多数房屋建筑的变形、裂缝、倾斜等造成房屋建筑严重破坏的工程质量问题通常由于建筑基础的不均匀沉降所致。因此，在建筑施工过程中，必须对建筑基础进行实时监测，以确保其不产生沉降变形，或在产生沉降时进行及时控制和处理，防止因建筑沉降而带来的建筑开裂、倾斜等危险发生。
3.目前减小或控制建筑沉降的方法主要有桩基施工法、强夯法、换填法等，但桩基法虽可有效控制沉降，但价格昂贵，使得工程整体造价过高；强夯法适合于碎石土、砂土、低饱和度粉土和粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土的处理，但只能用在建筑修建前，若建筑已经修建好后再出现沉降时，便无法进行处理；换填垫层法该法适用于浅层软土地基和不均匀地基的处理，主要作用是提高地基承载力，减少沉降，加速软土层的排水固结，防止冻胀，消除膨胀土的胀缩，但对于大面积填土区域，且购买运输土体较难区域，换填法耗时耗力，且造价较高，且该方法也仅适用于建筑修建前的沉降控制。
4.对于地层较差、未来可能出现沉降且地基沉降控制要求不严格的厂房等简单建筑，如何能在不用桩基础等造价较高的方式进行沉降控制，目前无较好方法。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种标高可调的建筑地基基础系统，能够有效解决建筑底板的沉降控制；此外，本发明还提供一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法，该方法能实现对地基基础的自动沉降监控和进行可调节标高的顶升操作。
6.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案： 一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法，所述标高可调的建筑地基基础系统包括建筑底板、下部基础、可调节支座、自动化沉降实时监测系统和顶升系统；其中所述可调节支座位于建筑底板和下部基础之间，用于支撑建筑底板，并将荷载传递至下部基础；所述自动化沉降实时监测系统用于实时监测建筑底板的沉降量，并将相关信息传递给顶升系统；所述顶升系统通过与所述自动化沉降监测系统的联动，实现建筑底板的可控顶升，顶升目标为沉降发生前的设计标高或提前设置的目标标高；在所述自动化沉降实时监测系统实时监测到建筑底板发生沉降后，利用所述顶升系统对局部或全部的建筑底板进行顶托，随后调节所述可调节支座的长度并锁定，使之与建筑底板和下部基础之间的距离相匹配，完成建筑物的自动化沉降控制和顶升操作。
7.可选地，所述建筑底板为独立设置或与建筑结构框架或结构柱相互连接形成整
体；所述建筑底板在单体建筑下能按整块筏板进行布置，或根据使用功能和沉降目标的不同划分为多块独立筏板，各块独立筏板之间设置沉降缝以承担相应沉降差；所述建筑底板为平板式，或根据需求设置基础梁形成梁板式；所述建筑底板与所述下部基础之间的空间为人员操作及检修区，用于操作顶升及进行支座调节工作。
8.可选地，所述自动化沉降实时监测系统包括沉降观测传感器、沉降信号采集及传输系统、沉降数据处理云平台；其中，所述沉降数据处理云平台与所述顶升系统联动，实现建筑底板的可控顶升。
9.可选地，所述顶升系统包括顶升装置及顶升控制系统；所述顶升装置为液压千斤顶，所述顶升装置固定布置或移动布置于可调节支座周边；所述顶升控制系统包含自动化顶升控制系统和备用人工顶升控制系统，所述顶升控制系统根据自动化沉降实时监测系统传递的沉降监测数据，对顶升装置进行控制，从而实现建筑底板的可控顶升。
10.可选地，所述下部基础为独立基础或桩基础；当下部基础为桩基础时，桩顶设置用于承托顶升装置的临时托架。
11.可选地，所述可调节支座位于建筑底板和下部基础之间；所述可调节支座包含保护套筒、带有丝扣的钢棒和固定螺母，所述保护套筒预埋在可调节支座布置位置所对应的建筑底板内部；所述带有丝扣的钢棒下端通过钢垫板锚固于下部基础内，上端穿过建筑底板内的预埋板套接于保护套筒内，所述带有丝扣的钢棒在建筑底板内埋设的保护套筒中能自由上下移动；所述固定螺母通过旋转沿带有丝扣的钢棒上下移动，从而进行支座距离的调节；所述固定螺母上表面与建筑底板内的预埋板紧密接触，承担对建筑底板的承托工作。
12.一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法，其特征在于，所述实施方法包括以下步骤：步骤一：对建筑物根据使用功能、荷载水平和沉降要求进行合理分区，并设置相应的沉降缝；完成分区后，平整场地至设计标高并压实，在建筑底板下方根据设计要求施工所述下部基础；步骤二：在下部基础内预埋带有丝扣的钢棒和钢垫板，并将固定螺母安装于带有丝扣的钢棒上，进行下部基础的浇筑；在带有丝扣的钢棒所对应的建筑底板位置处，预埋保护套筒，并与带丝扣的钢棒进行套接，进行建筑底板的浇筑；步骤三：待建筑底板达到设计要求强度后，在其与下部基础形成的人员操作及检修区内，按设计要求布置顶升系统，即布置固定位置的液压千斤顶和/或移动位置的液压千斤顶，以及布置自动化顶升控制系统和备用人工顶升控制系统，完成顶升系统和可调节支座的布置；步骤四：对建筑底板进行初步调平，对可调节支座进行初拧；待对全部区域进行标高核对后，对固定螺母进行复拧和终拧；此时一种标高可调的建筑地基基础系统全部布置完成，该时刻下部基础、固定螺母及预埋板、建筑底板三者紧密接触且三者距离最近；步骤五：在建筑底板上设置自动化沉降实时监测系统，实时观测其沉降量，达到所设置的目标预警值时，系统即进行预/报警，并将所监测的沉降数据发送至顶升控制系统；步骤六：建筑底板的沉降量达到所设置的目标预警值时，对该区域实施顶升操作；顶升操作前应最大限度移除建筑底板上的活荷载；确定需进行顶升操作的区域后，人员可进入“人员操作及检修区”内部，启动该局部区域或多区域的顶升控制系统驱动顶升装置进
行顶升，将其建筑底板顶升至设计标高或设置的目标标高位置，此时带有丝扣的钢棒在建筑底板内预埋的保护套筒中随之下移，从而调节其与建筑底板的位置关系；持续保持顶升装置的顶升力，保证底板一直处于设计标高或设置的目标标高位置；随后调节固定螺母的位置，从而改变对可调节支座的长度，使之与建筑底板和下部基础之间的距离相匹配，并对固定螺母进行初拧；步骤七：待将全部需调节标高区域的建筑底板均进行顶升处理和固定螺母的初拧后，通过自动化沉降实时检测系统对所需处理区域的标高进行复核，确认所有标高均满足要求后，对固定螺母进行复拧和终拧，使建筑底板与固定螺母上的预埋板紧密接触并锁定固定螺母，此时可将顶升装置卸载或临时撤除，即完成一次可调节标高的顶升操作；随后可恢复地面的活荷载布置，使建筑底板恢复至正常使用状态；步骤八：如沉降继续发生，再次出现沉降超出目标预制值而预警时，重复以上的顶升操作，直至基础变形稳定为止。若顶升达到一定高度后，使得建筑底板和下部基础间的距离过大或超过规定值时，可对下部基础进行再次浇筑增加其高度，以增加结构整体稳定性。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
14.图1为本发明实施例一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法的主视图；图2为本发明实施例一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法的俯视图；图3为本发明实施例一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法的详图；图4为本发明实施例一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法的简单流程图。
15.附图标记说明：（1）建筑底板；(2) 自动化沉降实时监测系统；(3) 顶升系统；(4)可调节支座；（5）下部基础；(11) 基础梁； (41) 带有丝扣的钢棒；（42）固定螺母；（43）保护套筒； (6) 人员操作及检修区。
具体实施方式
16.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
17.参看图1~4，一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法，其特征在于，所述标高可调的建筑地基基础系统包括建筑底板（1）、下部基础（5）、可调节支座（4）、自动化沉降实时监测系统（2）和顶升系统（3）；其中所述可调节支座（4）位于建筑底板（1）和下部基
础（5）之间，用于支撑建筑底板（1），并将荷载传递至下部基础（5）；所述自动化沉降实时监测系统（2）用于实时监测建筑底板的沉降量，并将相关信息传递给顶升系统（3）；所述顶升系统（3）通过与所述自动化沉降实时监测系统（2）的联动，实现建筑底板（2）的可控顶升，顶升目标为沉降发生前的设计标高或提前设置的目标标高；在所述自动化沉降实时监测系统（2）监测到建筑底板（1）发生沉降后，利用所述顶升系统（3）对局部或全部的建筑底板（1）进行顶托，随后调节所述可调节支座（4）的长度并锁定，使之与建筑底板（1）和下部基础（5）之间的距离相匹配，完成建筑物的自动化沉降控制和顶升。
18.本实施例中，作为一可选实施例，所述建筑底板（1）为独立设置或与建筑结构框架或结构柱相互连接形成整体；所述建筑底板（1）在单体建筑下能按整块筏板进行布置，或根据使用功能和沉降目标的不同划分为多块独立筏板，各块独立筏板之间设置沉降缝以承担相应沉降差；所述建筑底板（1）为平板式，或根据需求设置基础梁形成梁板式；所述建筑底板（1）与所述下部基础（5）之间的空间为人员操作及检修区（6），用于操作顶升及进行支座调节工作。
19.本实施例中，作为一可选实施例，所述自动化沉降实时监测系统（2）包括沉降观测传感器、沉降信号采集及传输系统、沉降数据处理云平台；其中，所述沉降数据处理云平台与所述顶升系统（3）联动，实现建筑底板（1）的可控顶升。
20.本实施例中，作为一可选实施例，所述顶升系统（3）包括顶升装置及顶升控制系统；所述顶升装置为液压千斤顶，所述顶升装置固定布置或移动布置于可调节支座（4）周边；所述顶升控制系统包含自动化顶升控制系统和备用人工顶升控制系统，所述顶升控制系统根据自动化沉降实时监测系统传递的沉降监测数据，对顶升装置进行控制，从而实现建筑底板（1）的可控顶升。
21.本实施例中，作为一可选实施例，所述下部基础（5）为独立基础或桩基础，当下部基础（5）为桩基础时，桩顶设置用于承托顶升装置的临时托架。
22.本实施例中，作为一可选实施例，所述可调节支座（4）位于建筑底板（1）和下部基础（5）之间；所述可调节支座（4）包含保护套筒（43）、带有丝扣的钢棒（41）和固定螺母（42），所述保护套筒（43）预埋在可调节支座（4）布置位置所对应的建筑底板（1）内部；所述带有丝扣的钢棒（41）下端通过钢垫板锚固于下部基础（5）内，上端穿过建筑底板内的预埋板套接于保护套筒（43）内，所述带有丝扣的钢棒（41）在建筑底板（1）内埋设的保护套筒（43）中能自由上下移动，以此来控制其与建筑底板的位置关系；所述固定螺母（42）通过旋转沿带有丝扣的钢棒（41）上下移动，从而进行支座距离的调节；所述固定螺母（42）上表面与建筑底板（1）内的预埋板紧密接触，承担对建筑底板（1）的承托工作。
23.一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法，其特征在于，所述实施方法包括以下步骤：步骤一：对建筑物根据使用功能、荷载水平和沉降要求进行合理分区，并设置相应的沉降缝；完成分区后，平整场地至设计标高并压实，在建筑底板（1）下方根据设计要求施工所述下部基础（5）；步骤二： 在下部基础（5）内预埋带有丝扣的钢棒（41）和钢垫板，并将固定螺母（42）安装于带有丝扣的钢棒（41）上，进行下部基础（5）的浇筑；在带有丝扣的钢棒（41）所对应的建筑底板（1）位置处，预埋保护套筒（43），并与带丝扣的钢棒（41）进行套接，进行建筑
底板（1）的浇筑；步骤三：待建筑底板（1）达到设计要求强度后，在其与下部基础（5）形成的人员操作及检修区（6）内，按设计要求布置顶升系统（3），即布置固定位置的液压千斤顶和/或移动位置的液压千斤顶，以及布置自动化顶升控制系统和备用人工顶升控制系统，完成顶升系统（3）和可调节支座（4）的布置；步骤四：对建筑底板（1）进行初步调平，对可调节支座（4）进行初拧；待对全部区域进行标高核对后，对固定螺母（42）进行复拧和终拧；此时一种标高可调的建筑地基基础系统全部布置完成，该时刻下部基础（5）、固定螺母（42）及预埋板、建筑底板（1）三者紧密接触且三者距离最近；步骤五：在建筑底板（1）上设置自动化沉降实时监测系统（2），实时观测其沉降量，达到所设置的目标预警值时，系统即进行预/报警，并将所监测的沉降数据发送至顶升控制系统；步骤六：建筑底板（1）的沉降量达到所设置的目标预警值时，对该区域实施顶升操作；顶升操作前应最大限度移除建筑底板上的活荷载；确定需进行顶升操作的区域后，人员可进入“人员操作及检修区
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（6）内部，启动该局部区域或多区域的顶升控制系统驱动顶升装置进行顶升，将其建筑底板（1）顶升至设计标高或设置的目标标高位置，此时带有丝扣的钢棒（41）在建筑底板（1）内预埋的保护套筒（43）中随之下移，从而调节其与建筑底板（1）的位置关系；持续保持顶升装置的顶升力，保证建筑底板（1）一直处于设计标高或设置的目标标高位置；随后调节固定螺母（42）的位置，从而改变对可调节支座（4）的长度，使之与建筑底板（1）和下部基础（5）之间的距离相匹配，并对固定螺母（42）进行初拧；步骤七：待将全部需调节标高区域的建筑底板（1）均进行顶升处理和固定螺母（42）的初拧后，通过自动化沉降实时检测系统（2）对所需处理区域的标高进行复核，确认所有标高均满足要求后，对固定螺母（42）进行复拧和终拧，使建筑底板（1）与固定螺母（42）上的预埋板紧密接触并锁定固定螺母（42），此时可将顶升装置卸载或临时撤除，即完成一次可调节标高的顶升操作；随后可恢复地面的活荷载布置，使建筑底板恢复至正常使用状态；步骤八：如沉降继续发生，再次出现沉降超出目标预制值而预警时，重复以上的顶升操作，直至基础变形稳定为止。若顶升达到一定高度后，使得建筑底板（1）和下部基础（5）间的距离过大或超过规定值时，可对下部基础（5）进行再次浇筑增加其高度，以增加结构整体稳定性。

技术特征：
1.一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法，其特征在于，所述标高可调的建筑地基基础系统包括建筑底板、下部基础、可调节支座、自动化沉降实时监测系统和顶升系统；其中所述可调节支座位于建筑底板和下部基础之间，用于支撑建筑底板，并将荷载传递至下部基础；所述自动化沉降实时监测系统用于实时监测建筑底板的沉降量，并将相关信息传递给顶升系统；所述顶升系统通过与所述自动化沉降实时监测系统的联动，实现建筑底板的可控顶升，顶升目标为沉降发生前的设计标高或提前设置的目标标高；在所述自动化沉降实时监测系统监测到建筑底板发生沉降后，利用所述顶升系统对局部或全部的建筑底板进行顶托，随后调节所述可调节支座的长度并锁定，使之与建筑底板和下部基础之间的距离相匹配，完成建筑物的自动化沉降控制。2.根据权利要求1所述的一种标高可调的建筑地基基础系统，其特征在于，所述建筑底板为独立设置或与建筑结构框架或结构柱相互连接形成整体；所述建筑底板在单体建筑下能按整块筏板进行布置，或根据使用功能和沉降目标的不同划分为多块独立筏板，各块独立筏板之间设置沉降缝以承担相应沉降差；所述建筑底板为平板式，或根据需求设置基础梁形成梁板式；所述建筑底板与所述下部基础之间的空间为人员操作及检修区，用于操作顶升及进行支座调节工作。3.根据权利要求1所述的一种标高可调的建筑地基基础系统，其特征在于，所述自动化沉降实时监测系统包括沉降观测传感器、沉降信号采集及传输系统、沉降数据处理云平台；其中，所述沉降数据处理云平台与所述顶升系统联动，实现建筑底板的可控顶升。4.根据权利要求1所述的一种标高可调的建筑地基基础系统，其特征在于，所述顶升系统包括顶升装置及顶升控制系统；所述顶升装置为液压千斤顶，所述顶升装置固定布置或移动布置于可调节支座周边；所述顶升控制系统包含自动化顶升控制系统和备用人工顶升控制系统，所述顶升控制系统根据自动化沉降实时监测系统传递的沉降监测数据，对顶升装置进行控制，从而实现建筑底板的可控顶升。5.根据权利要求1所述的一种标高可调建筑地基基础系统，其特征在于，所述下部基础为独立基础或桩基础；当下部基础为桩基础时，桩顶设置用于承托顶升装置的临时托架。6.根据权利要求1所述的一种标高可调的建筑地基基础系统，其特征在于，所述可调节支座位于建筑底板和下部基础之间；所述可调节支座包含保护套筒、带有丝扣的钢棒和固定螺母；所述保护套筒预埋在可调节支座布置位置所对应的建筑底板内部；所述带有丝扣的钢棒下端通过钢垫板锚固于下部基础内，上端穿过建筑底板内的预埋板套接于保护套筒内，所述带有丝扣的钢棒在建筑底板内埋设的保护套筒中能自由上下移动；所述固定螺母通过旋转沿带有丝扣的钢棒上下移动，从而进行支座距离的调节；所述固定螺母上表面与建筑底板内的预埋板紧密接触，承担对建筑底板的承托工作。7.一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法，其特征在于，所述实施方法包括以下步骤：步骤一：对建筑物根据使用功能、荷载水平和沉降要求进行合理分区，并设置相应的沉降缝；完成分区后，平整场地至设计标高并压实，在建筑底板下方根据设计要求施工所述下部基础；步骤二：在下部基础内预埋带有丝扣的钢棒和钢垫板，并将固定螺母安装于带有丝扣的钢棒上，进行下部基础的浇筑；在带有丝扣的钢棒所对应的建筑底板位置处，预埋保护套
筒，并与带丝扣的钢棒进行套接，进行建筑底板的浇筑；步骤三：待建筑底板达到设计要求强度后，在其与下部基础形成的人员操作及检修区内，按设计要求布置顶升系统，即布置固定位置的液压千斤顶和/或移动位置的液压千斤顶，以及布置自动化顶升控制系统和备用人工顶升控制系统，完成顶升系统和可调节支座的布置；步骤四：对建筑底板进行初步调平，对可调节支座进行初拧；待对全部区域进行标高核对后，对固定螺母进行复拧和终拧；此时一种标高可调的建筑地基基础系统全部布置完成，该时刻下部基础、固定螺母及预埋板、建筑底板三者紧密接触且三者距离最近；步骤五：在建筑底板上设置自动化沉降实时监测系统，实时观测其沉降量，达到所设置的目标预警值时，系统即进行预/报警，并将所监测的沉降数据发送至顶升控制系统；步骤六：建筑底板的沉降量达到所设置的目标预警值时，对该区域实施顶升操作；顶升操作前应最大限度移除建筑底板上的活荷载；确定需进行顶升操作的区域后，人员可进入“人员操作及检修区”内部，启动该局部区域或多区域的顶升控制系统驱动顶升装置进行顶升，将其建筑底板顶升至设计标高或设置的目标标高位置，此时带有丝扣的钢棒在建筑底板内预埋的保护套筒中随之下移，从而调节其与建筑底板的位置关系；持续保持顶升装置的顶升力，保证底板一直处于设计标高或设置的目标标高位置；随后调节固定螺母的位置，从而改变对可调节支座的长度，使之与建筑底板和下部基础之间的距离相匹配，并对固定螺母进行初拧；步骤七：待将全部需调节标高区域的建筑底板均进行顶升处理和固定螺母的初拧后，通过自动化沉降实时检测系统对所需处理区域的标高进行复核，确认所有标高均满足要求后，对固定螺母进行复拧和终拧，使建筑底板与固定螺母及预埋板紧密接触并锁定固定螺母，此时可将顶升装置卸载或临时撤除，即完成一次可调节标高的顶升操作；随后可恢复地面的活荷载布置，使建筑底板恢复至正常使用状态；步骤八：如沉降继续发生，再次出现沉降超出目标预制值而预警时，重复以上的顶升操作，直至基础变形稳定为止。若顶升达到一定高度后，使得建筑底板和下部基础间的距离过大或超过规定值时，可对下部基础进行再次浇筑增加其高度，以增加结构整体稳定性。

技术总结
一种标高可调的建筑地基基础系统及标高控制方法，包括建筑底板、下部基础、可调节支座、自动化沉降实时监测系统、顶升系统；其中可调节支座位于建筑底板和下部基础之间，用于支撑建筑底板，并将荷载传递至下部基础；自动化沉降实时监测系统用于实时监测建筑底板的沉降量，并将相关信息传递给顶升系统；顶升系统通过与自动化沉降实时监测系统联动，实现建筑底板的可控顶升，顶升目标为沉降发生前的设计标高或预先设置的目标标高；在所述自动化沉降实时监测系统监测到建筑底板发生沉降后，利用顶升系统对局部或全部的建筑底板进行顶托，随后调节可调节支座长度并锁定，使之与建筑底板和下部基础之间的距离相匹配，完成建筑物的自动化沉降控制。动化沉降控制。动化沉降控制。


技术研发人员：刘光磊 武思宇 康增柱 程允 宋杰 吴桃
受保护的技术使用者：北京中岩大地科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/9/9