CN105350589A - 穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，包括：拆除地面结构，施做托换桩；施做托换板；向下开挖基坑，施做第一道钢支撑；继续向下开挖基坑，施做第二道钢支撑；向下继续开挖至坑底，施做底面结构；底面结构上施做底板、底纵梁及侧墙，拆除第二道钢支撑，安装倒撑，而后拆除第一道钢支撑；继续施做侧墙至托换板，施做顶板、顶纵梁，及在顶、底纵梁之间施做立柱，然后拆除倒撑，形成地下结构空间；拆除暴露在地下结构空间内的内托换桩部分。本发明使得在地上既有保护性建筑结构不拆除的基础上，对诸如地下通道的地下结构可以顺利施工，避免了明挖法施工作业对地上既有保护性建筑结构造成不可逆转的损害。

Description

穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法

技术领域

本发明涉及一种穿越既有保护性建筑结构而实施的桩基托换施工方法，具体来说，涉及一种在不拆除既有地上结构，进行简易被动式桩基托换的基础上，来为诸如地下通道的地下结构的施工提供便利条件的方法。

背景技术

明挖法进行地下混凝土主体结构施工在现今建筑业的应用十分广泛。在施工前，需对新建地下结构所在位置的既有地上、地下建筑全部拆除，从而来为新建建筑物明挖法的施工作业提供场地条件。

但是，目前对于一些既有保护性建筑结构，由于受其建筑功能特点、历史文化影响因素、场地条件等的限制，这些既有的建筑结构无法采用传统工艺对既有地上、地下建筑全部拆除后再进行明挖法的地下结构施工，而后再采用“修旧如旧”的施工方法来复原。

例如，近年来，随着国家经济的迅速发展，出行人员的增加以及国家对基础设施，特别是铁路站房的建设投入力度的增加，国内那些已不能满足现阶段铁路运输要求的历史文物站房，迫切需要进行扩建改造，但是在对这些站房进行扩建改造的过程中，既要实现现代化站房的功能要求，又需要保护其历史文物价值不受损伤，且还需要继续发挥铁路运输的作用，站房内的交通等设施不能拆除，还需照常运行，发挥其原有作用，因此可见，这些站房不能采用传统工艺对既有地上、地下建筑全部拆除后再利用明挖法对其地下通道进行施工。

面对上述出现的问题，至今还没有一种很好的施工方法来加以解决。由此可见，设计出一种在对既有地上结构不拆除的基础上，对诸如地下通道的地下结构可顺利进行施工的技术方案，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，此施工方法使得在地上既有保护性建筑结构不拆除的基础上，对诸如地下通道的地下结构可以顺利施工，避免了明挖法施工作业对地上既有保护性建筑结构造成不可逆转的损害。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)拆除施工段所处地上既有保护性建筑结构的地面结构，施做托换桩，托换桩包括内托换桩和边界托换桩；

2)对施工段挖浅坑，在浅坑内施做托换板，其中，托换板与既有桩基在浅坑内的外露部分浇筑为一体，且托换板与托换桩相连；

3)从托换板下面向下开挖设定深度的基坑，其中，开挖过程中切除遇到的既有桩基部分，当基坑开挖完毕后，在高于基坑底面预设距离的位置上，横向施做第一道钢支撑；

4)继续向下开挖设定深度的基坑，其中，开挖过程中切除遇到的既有桩基部分，当基坑开挖完毕后，在高于基坑底面预设距离的位置上，横向施做第二道钢支撑；

5)向下继续开挖至预设坑底，在预设坑底施做底面结构；

6)在底面结构上施做底板、底纵梁，以及从底板向上施做侧墙，侧墙的高度介于两道钢支撑之间，然后拆除第二道钢支撑，在相对的两个侧墙之间横向安装倒撑，然后拆除第一道钢支撑；

7)继续施做侧墙至托换板，施做顶板、顶纵梁，在顶纵梁与底纵梁之间施做立柱，然后拆除倒撑，形成地下结构空间；

8)拆除暴露在地下结构空间内的内托换桩部分。

在所述步骤1)中，在所述施工段长度方向上，沿所述施工段的两边边缘，间隔施做若干所述边界托换桩；在所述施工段宽度方向上，与所述边界托换桩对应，间隔施做若干所述内托换桩。

在所述步骤2)中，对所述既有桩基在所述浅坑内的外露部分进行横向钻孔，然后在孔内横向穿入钢筋，将所述既有桩基在所述浅坑内的外露部分的护壁凿除以及砼表面凿毛后，施做暗梁并浇筑混凝土，以施做完所述托换板且使所述托换板与所述既有桩基和所述托换桩连成一体。

当所述地上既有保护性建筑结构在所述施工段内存在墙体时，在墙体的两侧各施做有所述内托换桩，且在墙体不拆除的基础上施做所述托换板，所述托换板与墙体连为一体。

在所述步骤5)中，在开挖过程中若遇到既有桩基部分，则切除。

在实际设计中，所述托换桩为人工挖孔桩，所述托换板为内部设有暗梁的钢筋混凝土板。

在实际实施时，可针对所述地上既有保护性建筑结构规划出连续的若干施工段，对各施工段按照所述步骤1)至8)构建出地下结构。

本发明的优点是：

在面对地上既有保护性建筑结构不能拆除，需要在既有保护性建筑结构与诸如地铁的地下既有交通设施之间实施诸如地下通道的地下结构施工问题时，本发明可在不拆除地上既有保护性建筑结构的基础上，对地下结构进行顺利施工，安全可靠，既保证了既有保护性建筑结构的安全，又可可靠地进行地下结构的施工作业，避免了明挖法施工作业对地上既有保护性建筑结构造成不可逆转的损害，有效保护了既有保护性建筑结构的原有结构，节约了建筑材料，缩短了施工工期。本发明所实施的桩基托换方式也可称为“盖挖”工艺。

附图说明

图1是本发明的实施流程图。

图2至图9分别是步骤1)至8)的实施说明示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法包括如下步骤：

1)如图2，拆除施工段所处地上既有保护性建筑结构的地面结构10(如地面底板)，施工段外侧的地面13、既有桩基11以及既有保护性建筑结构处于施工段上方的结构保持原样不动，施做托换桩(也可称为托换桩基)，托换桩包括内托换桩21和起到围护作用的边界托换桩20，在实际实施时，施做托换桩时，托换桩顶部应预留将要与托换板30相连的接头。

2)如图3，对施工段挖出与将要施做的托换板30的厚度相适配的浅坑，在浅坑内施做托换板30，其中，托换板30与既有桩基12在浅坑内的外露部分121浇筑为一体，即托换板30与既有桩基12相连，且托换板30与托换桩牢固相连。

3)如图4，从托换板下面向下开挖设定深度的基坑，其中，开挖过程中若遇到既有桩基部分(参看图4中所标示的“切除”所指部分)则切除。当基坑开挖完毕后，在高于基坑底面预设距离(如0.5m)的位置上，横向施做第一道钢支撑40，即施工段内，在同一高度沿施工段长度方向均布若干第一道钢支撑40。

4)如图5，继续向下开挖设定深度的基坑，其中，开挖过程中若遇到既有桩基部分(图中未标出)则切除。当基坑开挖完毕后，在高于基坑底面预设距离(如0.5m)的位置上，横向施做第二道钢支撑50，即施工段内，在同一高度沿施工段长度方向均布若干第二道钢支撑50。

5)如图6，向下继续开挖至预设坑底，在预设坑底施做底面结构60，如底面结构60可包括素混凝土垫层和底板防水层，但并不局限于此。

6)如图7，在底面结构60上施做底板71、底纵梁73，以及从底板71向上沿施工段两边边缘施做侧墙72，侧墙72的高度介于两道钢支撑之间，即介于第一道钢支撑40与第二道钢支撑50之间，待底板71、侧墙72的混凝土强度达到要求强度后，拆除第二道钢支撑50，在相对的两个侧墙72之间横向安装倒撑80，然后拆除第一道钢支撑40。

7)如图8，继续施做侧墙72’至托换板30的下表面，即施做完的剩余侧墙与托换板30相连，然后施做顶板74、顶纵梁75，在顶纵梁75与底纵梁73之间施做立柱76，当然还可施做其它结构，待侧墙72’、顶板74、顶纵梁75和立柱76等结构的混凝土强度达到要求强度后，拆除倒撑80，形成地下结构空间90。

8)如图9，拆除暴露在地下结构空间90内的内托换桩部分(参见图8中所标示出的21’)，于是针对此施工段的地下结构(如地下通道)构建完成。

在本发明中，边界托换桩20是指沿施工段长度方向，施做在施工段边缘处的托换桩，而内托换桩21则是指沿施工段宽度方向，位于施工段的两边边缘之间的托换桩。

在步骤1)中，在施工段长度方向上，沿施工段的两边边缘，间隔施做若干边界托换桩20，而在施工段宽度方向上，与边界托换桩20对应，间隔施做若干内托换桩21。在实际实施中，较佳地，边界托换桩20、内托换桩21可以以施工段的中轴线对称设置，如图2。

在步骤2)中，较佳地，对既有桩基12在浅坑内的外露部分121进行横向钻孔，若遇到既有桩基12内的钢筋，则立即停钻，移位之后继续钻孔，然后在孔内塞满钢筋TN胶后横向穿入钢筋，将既有桩基12在浅坑内的外露部分121的护壁凿除以及砼表面凿毛后，施做暗梁并浇筑混凝土，以施做完托换板30且使托换板30与既有桩基12和托换桩连成一体。

在实际实施时，当地上既有保护性建筑结构(图中未示出)在施工段内存在墙体时，在墙体的两侧应各施做有内托换桩21，且在墙体不拆除的基础上施做托换板30，托换板30与墙体连为一体。

在步骤5)中，在开挖过程中若遇到既有桩基部分(图中未标出)则切除。当然在实际实施时，步骤3)和4)所挖的基坑总深度一般已远远超过既有桩基12的深度了，换句话说，在步骤5)中一般是不会遇到既有桩基部分的。

在实际实施时，托换桩(边界托换桩20、内托换桩21)可为人工挖孔桩，托换板30可为内部设有暗梁的钢筋混凝土板。

在实际实施时，例如人工挖孔桩的桩径可设计为Φ1000mm，桩底扩孔设计为Φ1500mm，桩高16m，托换板30的厚度可设计为1.5m且混凝土强度等级为C35。

另外，在实际实施中，针对地上既有保护性建筑结构可事先规划出连续的若干施工段，然后对各施工段按照步骤1)至8)来分别构建出地下结构(如地下通道)，从而实现整个地下结构的构建。

本发明直接依靠托换体系(托换桩、托换板)的自身刚度，将地上既有保护性建筑结构的荷载直接传递到托换板30，不采取任何调节变形措施，地上既有保护性建筑结构的沉降由托换体系可承受变形的能力来决定。

因此在实施本发明之前，需要根据施工段所处具体环境，考虑既有保护性建筑结构荷载的特点，设计施工段边缘上相邻的两个边界托换桩20之间的间隔、相邻两个内托换桩21之间的间隔以及边界托换桩20和内托换桩21的桩高等，换句话说，需要事先考虑确定好托换体系可承受的整体刚度及受荷后的变形、沉降量等因素影响，从而提高对既有保护性建筑结构的有效保护力度与施工安全。

在本发明中，图2示出了施工段宽度方向，在图2中，垂直于纸面的方向为与施工段宽度方向相垂直的施工段长度方向，而在本发明中，施工段宽度方向即为横向，施工段长度方向即为纵向。

本发明的优点是：在面对地上既有保护性建筑结构不能拆除，需要在既有保护性建筑结构与诸如地铁的地下既有交通设施之间实施诸如地下通道的地下结构施工问题时，本发明可在不拆除地上既有保护性建筑结构的基础上，对诸如地下通道的地下结构进行顺利施工，安全可靠，既保证了既有保护性建筑结构的安全，又可可靠地进行地下结构的施工作业，避免了明挖法施工作业对地上既有保护性建筑结构造成不可逆转的损害，有效保护了既有保护性建筑结构的原有结构，节约了建筑材料，缩短了施工工期。本发明所实施的桩基托换方式也可称为“盖挖”工艺。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)拆除施工段所处地上既有保护性建筑结构的地面结构，施做托换桩，托换桩包括内托换桩和边界托换桩；

2)对施工段挖浅坑，在浅坑内施做托换板，其中，托换板与既有桩基在浅坑内的外露部分浇筑为一体，且托换板与托换桩相连；

3)从托换板下面向下开挖设定深度的基坑，其中，开挖过程中切除遇到的既有桩基部分，当基坑开挖完毕后，在高于基坑底面预设距离的位置上，横向施做第一道钢支撑；

4)继续向下开挖设定深度的基坑，其中，开挖过程中切除遇到的既有桩基部分，当基坑开挖完毕后，在高于基坑底面预设距离的位置上，横向施做第二道钢支撑；

5)向下继续开挖至预设坑底，在预设坑底施做底面结构；

6)在底面结构上施做底板、底纵梁，以及从底板向上施做侧墙，侧墙的高度介于两道钢支撑之间，然后拆除第二道钢支撑，在相对的两个侧墙之间横向安装倒撑，然后拆除第一道钢支撑；

7)继续施做侧墙至托换板，施做顶板、顶纵梁，在顶纵梁与底纵梁之间施做立柱，然后拆除倒撑，形成地下结构空间；

8)拆除暴露在地下结构空间内的内托换桩部分。

2.如权利要求1所述的穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，其特征在于：

在所述步骤1)中，在所述施工段长度方向上，沿所述施工段的两边边缘，间隔施做若干所述边界托换桩；在所述施工段宽度方向上，与所述边界托换桩对应，间隔施做若干所述内托换桩。

3.如权利要求1所述的穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，其特征在于：

在所述步骤2)中，对所述既有桩基在所述浅坑内的外露部分进行横向钻孔，然后在孔内横向穿入钢筋，将所述既有桩基在所述浅坑内的外露部分的护壁凿除以及砼表面凿毛后，施做暗梁并浇筑混凝土，以施做完所述托换板且使所述托换板与所述既有桩基和所述托换桩连成一体。

4.如权利要求1所述的穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，其特征在于：

当所述地上既有保护性建筑结构在所述施工段内存在墙体时，在墙体的两侧各施做有所述内托换桩，且在墙体不拆除的基础上施做所述托换板，所述托换板与墙体连为一体。

5.如权利要求1所述的穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，其特征在于：

在所述步骤5)中，在开挖过程中若遇到既有桩基部分，则切除。

6.如权利要求1至5中任一项所述的穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，其特征在于：

所述托换桩为人工挖孔桩，所述托换板为内部设有暗梁的钢筋混凝土板。

7.如权利要求1至5中任一项所述的穿越既有保护性建筑结构桩基托换施工方法，其特征在于：

针对所述地上既有保护性建筑结构规划出连续的若干施工段，对各施工段按照所述步骤1)至8)构建出地下结构。