CN104453274B - 利用支护结构和托换结构支撑既有建筑物地下增层方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用支护结构和托换结构支撑既有建筑物地下增层方法，(1)在框架结构独立基础的外侧，施工环型钢筋混凝土地下连续墙；(2)在中间几排独立基础框架柱四个角外边，以及外侧独立基础框架柱内侧两个角外边，施工钢筋混凝土托换桩；(3)在独立基础顶部的高度位置施工水平托换梁，该梁从四周包裹住框架柱，下端支撑在托换桩的顶端；不同轴线的框架柱也通过托换梁连为整体，托换梁的两端与外侧的地下连续墙相连；(4)截除框架柱下端的独立基础；(5)开挖一层层高范围内地下室土方；在坑底施工下一层水平托换梁；(6)重复步骤（5），直至地下室底板持力土层；(7)自下而上施工地下室底板、各层楼板以及顶板，地下室结构施工完毕。

Description

利用支护结构和托换结构支撑既有建筑物地下增层方法

技术领域

本发明涉及一种土木建筑技术，尤其是一种利用支护结构和托换结构支撑既有建筑物地下增层方法。

背景技术

有序、合理、综合、高效地开发利用既有建筑物地下空间资源，成为扩充基础设施容量，提高城市综合防灾能力，提高土地利用效率与节约土地资源的最为有效的途径之一。新建建筑物根据城市规划的要求，多已考虑了地下空间的开发和利用。然而，大量的既有建筑因为历史的原因，缺少前瞻性而未设计地下停车场等，随着汽车数量的增加出现了停车难。因此，对既有建筑物地下空间的开发是一项艰巨而迫切的任务。

利用静压桩（ZL200710116226.8）和型钢（ZL2012104075084）等作为临时支撑构件支撑上部既有建筑物，下部开挖土方增设地下室是既有建筑地下增层的有效方法。但该方法并未考虑土方开挖过程中，基坑的放坡或支护要求。建筑物的逆作法施工，利用临时钢管支撑上部新建结构，并利用四周的地下连续墙作为支护结构。该方法上部支撑的建筑物为新建结构，钢管在新建柱等竖向构件的正下方，甚至可以作为柱配筋的一部分，但应用在支撑既有建筑竖向构件时，却很难设置在构件的正下方，因此很难用在既有建筑地下增层。

中国专利申请201310390195.0公开了一种利用原有桩基础支撑既有建筑地下增层的方法，设置端承桩既有建筑地下增层：桩周土开挖前，进行基坑支护和降低地下水位准备工作；开挖既有建筑下方桩周土；开挖至桩的稳定性不能满足安全要求时，在相邻桩之间安装支撑；设置多道支撑，开挖桩周土至设计标高；浇筑新增地下室底板，同时作为下方桩基础的承台；拆除最底层支撑，自下而上在桩四周绑扎钢筋，将桩加固改造成地下室的柱，同时施工地下室的梁和板；继续向上拆除各层支撑，施工上一层的柱、梁和板，直至地面；地下室外侧回填土。设置了摩擦桩的既有建筑物，在原有桩基础之间通过压桩或钻孔桩，增设新的桩基础，并通过承台与原有桩相连，再按照端承桩方法增设新地下室。但该方法未考虑新增地下室外侧设置支护结构挡土和止水，也未能利用支护结构支撑上部结构。

中国专利申请201110095728.3公开了一种建筑物托换顶升并向下增层方法，先通过设置夹墙梁形成托盘结构，再通过设置压桩平台进行压桩，然后通过设置牛腿与压桩平台、托盘结构一起承托原建筑物的荷载，再开挖基础土方将锚杆静压桩连接成格构柱结构，即可做地下室等增层结构，或通过顶升后再做增层结构。该方法利用了纵、横夹墙梁与锚杆静压桩连接形成托盘，但该水平承力结构未能与外侧支护结构相连，不能够成为支护结构的内侧支撑，协助支护结构承担水、土压力。

中国专利申请201110075492.7公开了一种框架结构独立基础既有建筑物地下室增层方法利用从原独立基础顶面钻孔处压入地基土的钢桶混凝土桩支撑原独立基础及其上部荷载，进而对原框架柱延长并和地下室底板形成整体性新基础，由地下室底板下地基土和钢桶混凝土桩共同承担上部荷载；原独立基础截除后形成空间为增建的地下室，从而进行地下室增层。该方法虽设置了一圈灌注桩和旋喷桩作为基坑的挡土和止水的支护，但该结构未与托换结构相连，不能共同承担上部荷载，也没有水平构件作为支护结构的内支撑，支护结构的受力体系不尽合理。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种将支护结构与地下增层的托换构件相结合，共同承担既有建筑的重量和基坑的水、土压力，可明显降低造价，节约成本。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种利用支护结构和托换结构支撑既有建筑物地下增层方法，包括：

(1)在框架结构独立基础的外侧即紧靠最外排框架柱的外边，通过泥浆护壁的方法施工环型钢筋混凝土地下连续墙，所述连续墙的底部支撑在坚硬岩石层上，以减少沉降；该墙体作为支护结构在土方开挖期间起到挡土和止水作用；

(2)在中间几排独立基础框架柱四个角的外边，以及在外侧独立基础框架柱内侧两个角的外边，通过泥浆护壁钻孔桩的方式施工钢筋混凝土托换桩，所述托换桩的底部支撑在坚硬岩石层上；所述框架柱外部的托换桩不仅是土方开挖期间上部结构的支撑，而且是新增地下室竖向承力构件；

(3)在独立基础顶部的高度位置施工水平托换梁，该梁从四周包裹住框架柱，下端支撑在托换桩的顶端；不同轴线的框架柱也通过托换梁连为整体，托换梁的两端与外侧的地下连续墙相连；中间几排框架柱的上部荷载通过包裹它的托换梁传递到四周的托换桩，而外侧框架柱的上部荷载通过局部包裹（边柱三面包裹、角柱两面包裹）它的托换梁传递到内侧托换桩和外侧地下连续墙上；同时，水平托换梁能够作为支护结构（地下连续墙）的内部支撑，承担支护结构的水、土压力，改善支护结构的受力形式；

(4)截除框架柱下端的独立基础；

(5)开挖一层层高范围内的地下室土方；在坑底施工下一层水平托换梁；

(6)重复步骤（5），直至地下室底板持力土层；

(7)自下而上施工地下室底板、各层楼板以及顶板，地下室结构施工完毕。

本发明的有益效果是，采用本方法对框架结构地下增层可利用支护结构作为既有建筑支撑构件。同时，水平托换梁可作为支护结构的水平支撑，减少了支护结构的受力，不必增设支撑或拉锚。地下连续墙不仅作为支护结构，也成为新增地下室一部分降低了成本。基坑外侧也不必放坡、降水等，经济效益十分显著。

附图说明

图1是增层前既有建筑物独立基础的平面图；

图2是增层前既有建筑物的立面图；

图3是钢筋混凝土地下连续墙和托换桩的平面布置图；

图4是钢筋混凝土地下连续墙和托换桩的立面图；

图5是水平托换梁的平面布置图；

图6是开挖一层层高范围内的地下室土方；

图7是开挖土方至地下室底板持力土层；

图8是自下而上施工地下室底板、各层楼板以及顶板；

其中1.框架柱；2.独立基础；3.待开挖土层；4.岩石层；5.托换桩；6.钢筋混凝土地下连续墙；7.水平托换梁；8.地下室底板；9.地下室中间层楼板；10.地下室顶板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

以两层框架结构（3排3列）既有建筑增设两层地下室为例。

如图1-图8所示，利用支护结构和托换结构支撑既有建筑物地下增层方法，包括：

(1)在框架结构独立基础2的外侧即紧靠最外排框架柱1的外边，通过泥浆护壁的方法施工环型钢筋混凝土地下连续墙6，所述连续墙的底部支撑在坚硬岩石层4上，以减少沉降；该墙体作为支护结构在土方开挖期间起到挡土和止水作用；

(2)在中间几排独立基础2的框架柱1四个角的外边，以及在外侧独立基础2的框架柱1内侧两个角的外边，通过泥浆护壁钻孔桩的方式施工钢筋混凝土托换桩5，所述托换桩5的底部支撑在坚硬岩石层4上；所述框架柱1外部的托换桩5不仅是土方开挖期间上部结构的支撑，而且是新增地下室竖向承力构件；

(3)在独立基础顶部的高度位置施工水平托换梁7，该梁从四周包裹住框架柱1，下端支撑在托换桩5的顶端；不同轴线的框架柱1也通过托换梁7连为整体，托换梁7的两端与外侧的地下连续墙6相连；中间几排框架柱1的上部荷载通过包裹它的托换梁7传递到四周的托换桩5，而外侧框架柱1的上部荷载通过局部包裹（边柱三面包裹、角柱两面包裹）它的托换梁7传递到内侧托换桩5和外侧地下连续墙6上；同时，水平托换梁7能够作为支护结构（地下连续墙）的内部支撑，承担支护结构的水、土压力，改善支护结构的受力形式；

(4)截除框架柱1下端的独立基础2；

(5)开挖一层层高范围内的地下室待开挖土层3的土方；在坑底施工下一层水平托换梁7；

(6)重复步骤（5），直至地下室底板8持力土层；

(7)自下而上施工地下室底板8、地下室中间层楼板9以及地下室顶板10，地下室结构施工完毕。

采用本方法对框架结构地下增层可利用支护结构作为既有建筑支撑构件。同时，水平托换梁可作为支护结构的水平支撑，减少了支护结构的受力，不必增设支撑或拉锚。地下连续墙不仅作为支护结构，也成为新增地下室一部分降低了成本。基坑外侧也不必放坡、降水等，经济效益十分显著。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (1)

1.一种利用支护结构和托换结构支撑既有建筑物地下增层方法，其特征是，包括：

(1)在框架结构独立基础的外侧即紧靠最外排框架柱的外边，通过泥浆护壁的方法施工环形钢筋混凝土地下连续墙，所述连续墙的底部支撑在坚硬岩石层上，以减少沉降；该连续墙体作为支护结构在土方开挖期间起到挡土和止水作用；

(2)在中间几排独立基础框架柱四个角的外边，以及在外侧独立基础框架柱内侧两个角的外边，通过泥浆护壁钻孔桩的方式施工钢筋混凝土托换桩，所述托换桩的底部支撑在坚硬岩石层上；所述框架柱外部的托换桩不仅是土方开挖期间上部结构的支撑，而且是新增地下室竖向承力构件；

(3)在独立基础顶部的高度位置施工水平托换梁，该梁从四周包裹住框架柱，下端支撑在托换桩的顶端；不同轴线的框架柱也通过水平托换梁连为整体，水平托换梁的两端与外侧的地下连续墙相连；中间几排框架柱的上部荷载通过包裹它的水平托换梁传递到四周的托换桩，而外侧框架柱的上部荷载通过局部包裹它的水平托换梁传递到内侧托换桩和外侧地下连续墙上；同时，水平托换梁能够作为支护结构即地下连续墙的内部支撑，承担支护结构的水、土压力，改善支护结构的受力形式；

(4)截除框架柱下端的独立基础；

(5)开挖一层层高范围内的地下室土方；在坑底施工下一层水平托换梁；

(6)重复步骤(5)，直至地下室底板持力土层；

(7)自下而上施工地下室底板、地下室中间层楼板以及地下室顶板，地下室结构施工完毕。