CN103321244B - 砂土地基既有建筑增设地下室的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砂土地基既有建筑增设地下室的施工方法，通过对原建筑物周围进行围护，在基础上引孔泥浆护壁后压桩，桩和原地基共同承担柱子上荷载，挖去地基下土至新增地下室底面，此时柱子上荷载转化到桩上，结构受力一次转换完成，然后浇筑地下室底板，延长柱子至地下室底板，切除地下室底面以上部分的桩及原基础，将原柱子荷载传递到新柱子上，形成结构受力的二次转换，完成地下室增层。此方法能有效的减小对周围环境的影响，施工方便，有效地控制施工过程中地基的不均匀沉降。

Description

砂土地基既有建筑增设地下室的施工方法

技术领域

本发明专利是一种成套的砂土地基既有建筑物地下增层的关键技术和施工方法，属于工程结构加固改造领域。

背景技术

随着城市机动车辆的增加，对已有建筑物增设地下室，已成为解决城市停车难问题的方法之一。既有建筑物增设地下室工程中，如何合理转移上部结构的荷载，如何减小施工对既有建筑和周围环境的影响是关键问题。既有建筑物增设地下室是一个综合了基坑工程、托换工程、桩基工程和结构工程的综合系统。而我国既有建筑地下加层工程十分稀少，工程经验明显不足，对增设地下室开展的科学研究也不多见。我国十二五期间《建筑技术发展纲要》明确将科学合理开发利用城市地下空间及既有建筑改造列为需迫切解决的技术问题之一。

上部结构整体托换是既有建筑物增设地下室工程的重中之重。目前托换技术已成功应用于零星构件的托换，而上部结构整体托换成功的案例很少。托换技术一般采用“两桩支撑托换梁，托换梁支撑柱”方式，既采用桩基础将原基础承担的上部荷载全部或部分传递给托换桩。但是这种方法对托换梁的刚度要求比较大，费用高。适合室内施工的锚杆静压桩施工方法的缺点是承载力有限，在砂性土中施工比较困难。而非桩托换形式的逐根柱托换法地下室增层工艺，容易引起局部工程事故，且施工周期长，不易控制建筑物的整体变形。

发明内容

本发明就是针对上述现有技术的不足而开发的一种同时满足单桩设计承载力、有效桩长，又能方便在砂性土中施工的既有建筑物增设地下室的施工方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种砂土地基既有建筑物增设地下室的施工方法，其特征是其施工步骤如下：

1）对原建筑物进行加固；

2）在原建筑物周围设置支护结构，支护结构采用钻孔灌注桩（2）挡土，不设支撑，并采用旋喷桩（1）止水；

3）开挖土方至原建筑物的原基础顶，并对原基础（9）进行抗剪、抗冲切加固；

4）在原基础顶面采用正循环回转钻机成孔的工艺钻孔；

   5）在原基础上种植锚杆，固定反力架，进行压桩，用反力架横梁挡住千斤顶，通过千斤顶反向给格构式锚杆静压桩施加压力，将格构式锚杆静压桩压入土中。压桩时辅以引孔、泥浆护壁措施；压桩结束后，在桩端、桩侧采取压密注浆措施以保证桩的承载力要求；

6）采用轻型井点降水方式进行降水施工，井点系统应在偏于安全的地方布置；

7）对原基础下土体进行开挖，开挖至地下室底面标高，在开挖过程中布置桩间支撑，桩间支撑将多个格构式锚杆静压桩形成群桩共同受力；

8）进行地下室底面施工，在原基础原柱下方做新柱与地下室底面相连；

9）将地下室底面以上部分桩段以及原基础的多余部分采用静力切割方式切除；

10）浇筑地下室侧墙和顶板。

所述格构式锚杆静压桩采用格构式角钢做主筋，浇筑混凝土后形成格构式锚杆静压桩。

所述步聚5）中引孔深度为桩入土深度的2/3；护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，此泥浆护壁能有效防止引孔时塌孔；压桩结束后，在桩端、桩侧采取压密注浆措施以保证桩的承载力要求。

本发明的有益效果有：

此地下室增层方式采用引孔压桩法实现托换结构二次受力，可适用多种地质情况：砂土；粘土、砂土、岩层相互交替；夹层较多，桩端持力层较浅；压装机无法穿透等情况。引孔压桩法减小了直接进行锚杆静压桩的施工难度。引孔后再压桩可以减小一般压桩工艺在施工过程中对土壤的挤压效应，在静压桩施工时桩对土壤的摩擦挤压力大大减小，从而避免管桩的上浮和复压现象的发生。

此发明专利对华东地区城市地下空间二次开发建设提供重要的依据，对包括地铁穿越既有建筑工程在内的各种托换、地下加层工程建设项目也具有重要的借鉴意义，将为城市地下空间开发以及面临的安全、环境、节能与可持续发展问题提供一条有效的途径方法，其社会效益和推广应用价值不可估量，有着广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的基坑围护结构图。

图2是引孔泥浆护壁图。

图3是锚杆静压桩的压桩图。

图4是格构式锚杆静压桩详图。

图5是一次托换完成新柱浇筑完成图。

图中，1、旋喷桩；2、钻孔灌注桩；3、锚杆静压桩；4、千斤顶；5、反力架；6、反力架横梁；7、桩间支撑；8、原柱；9、原基础；10、新柱；11、地下室底面；12、水龙头；13、泥浆循环方向；14、三叶钻头；15、沉淀池；16、泥浆池；17、砂石泵；18、锚杆；19、角钢；20、缀板；21、支杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明：

如图1-5所示，本发明可应用于砂土地基独立柱基础的框架结构，关键在于基础的托换，采用引孔技术加以泥浆护壁，压桩，先将原柱子上力转换到格构式锚杆静压桩上，再将桩上力转换到地下室新柱上实现荷载的二次转移，荷载转移是成功的关键。具体实施步骤为：

1）根据需要对原建筑物进行加固；

2）在原建筑物周围设置支护结构，支护结构采用钻孔灌注桩2挡土，不设支撑，并采用旋喷桩1止水；

3）开挖土方至原建筑物的原基础顶，并对原基础9进行抗剪、抗冲切加固；

4）在原基础9顶面采用正循环回转钻机成孔的工艺钻孔；

5）在原基础9上种植锚杆18，固定反力架5，进行压桩，用反力架横梁6挡住千斤顶4，通过千斤顶4反向给格构式锚杆静压桩3压力，将桩压入土中。压桩时辅以引孔、泥浆护壁等措施，其引孔深度为桩入土深度的2/3。护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，此泥浆护壁能有效防止引孔时塌孔。泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，三叶钻头14钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池15，经沉淀的泥浆流入泥浆池16再注入钻杆，由此进行循环，此泥浆护壁能有效防止引孔时塌孔。压桩结束后，在桩端、桩侧采取压密注浆措施以保证桩的承载力要求。格构式锚杆静压桩3采用格构式角钢19做主筋，浇筑混凝土后形成格构式锚杆静压桩；

6）采用轻型井点降水方式进行降水施工，井点系统应在偏于安全的地方布置；

7）对原基础9下土体进行开挖，开挖至地下室底面标高。在开挖土方的同时布置桩间支撑7，桩间支撑7将多个格构式锚杆静压桩桩3形成群桩共同受力；

8）进行地下室底面施工，在原柱下方做新柱10与地下室底面11相连；

9）将地下室底面以上部分桩段以及原基础9的多余部分采用静力切割方式切除；

10）浇筑地下室侧墙和顶板。

本发明涉及的其它未说明部分与现有技术相同。

Claims (1)

1.一种砂土地基既有建筑物增设地下室的施工方法，其特征是其施工步骤如下：

1）对原建筑物进行加固；

2）在原建筑物周围设置支护结构，支护结构采用钻孔灌注桩（2）挡土，不设支撑，并采用旋喷桩（1）止水；

3）开挖土方至原建筑物的原基础顶，并对原基础（9）进行抗剪、抗冲切加固；

4）在原基础（9）顶面采用正循环回转钻机成孔的工艺钻孔；

   5）在原基础（9）上种植锚杆（18），固定反力架（5），进行压桩，用反力架横梁（6）挡住千斤顶（4），通过千斤顶（4）反向给格构式锚杆静压桩（3）施加压力，将格构式锚杆静压桩（3）压入土中，压桩时辅以引孔、泥浆护壁措施，引孔深度为桩入土深度的2/3，护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物；压桩结束后，在桩端、桩侧采取压密注浆措施以保证桩的承载力要求；所述格构式锚杆静压桩（3）采用格构式角钢做主筋，浇筑混凝土后形成格构式锚杆静压桩；

6）采用轻型井点降水方式进行降水施工，井点系统应在偏于安全的地方布置；

7）对原基础（9）下土体进行开挖，开挖至地下室底面标高，在开挖过程中布置桩间支撑（7），桩间支撑（7）将多个格构式锚杆静压桩（3）形成群桩共同受力；

8）进行地下室底面施工，在原基础（9）原柱下方做新柱（10）与地下室底面（11）相连；

9）将地下室底面以上部分桩段以及原基础的多余部分采用静力切割方式切除；

10）浇筑地下室侧墙和顶板。