CN105926963B - 一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，旨在提供一种不仅可以保证开挖过程中建筑物原地下室结构的安全；而且可以有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换过程中以及后期使用过程中会产生一定的压缩差异变形的问题的竖向支承方法。既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法依次包括以下步骤：第一步：在建筑物的原围护桩外围设置一圈新建围护桩；第二步：建筑物的原地下室水平支护结构施工及静压钢管桩施工；第三步：在新建围护桩内继续往下开挖至设计基底标高，从而在建筑物的原地下室下方形成增层地下室；第四步：施工增层地下室承台和增层地下室底板；第五步：增层地下室的后增结构柱托换施工。

Description

一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法

技术领域

本发明涉及既有高层建筑地下逆作增层领域，具体涉及一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法。

背景技术

随着城市化进程的不断发展，城市土地资源和空间发展的矛盾和问题日益突出，地下空间的利用不断立体化，城市建设呈现出地上—地下表层—深度地下的发展趋势。合理开发和利用城市既有建筑地下室以下空间，是当前解决城市土地资源和空间发展矛盾的有效途径之一。既有高层建筑地下逆作增层施工中，在开挖土方的过程中需要对建筑物的原地下室结构进行支撑，在开挖土方至设计基底标高并施工新的基础承台和底板后，需要进行地下增层结构托换体系施工。而在竖向支承体系托换中，由于工程桩不在结构柱轴线位置，需要将由工程桩承担的全部荷重转移至新增地下室内的后增结构柱上。另外，由于新增地下室净高的要求，需要将原地下室承台切除部分，使原地下室承台的底面与保留的原基础梁底齐平。

目前增层地下室的竖向支承体系托换中，一般采用在增层地下室的底板与原建筑物结构柱之间浇筑混凝土柱，形成增层地下室内的后增结构柱；然后将增层地下室内的工程桩切除，将由工程桩承担的荷重转移至后增结构柱上。目前增层地下室的竖向支承体系托换中，增层地下室内的后增结构柱在全楼重力荷载作用下将产生一定的压缩差异变形，这将导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构（包括原地下结构）产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响。另一方面，在长期使用过程中柱混凝土本身的收缩徐变效应也将进一步增大其压缩变形，进一步增大这种不利影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术在存在的不足，提供一种不仅可以保证开挖过程中建筑物的原地下室结构的安全；而且可以有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换过程中以及后期使用过程中会产生一定的压缩差异变形，导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响的问题的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法。

本发明的技术方案是：

一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，包括建筑物的竖向结构柱、原地下室承台及位于原地下室承台下方的工程桩，依次包括以下步骤：

第一步：在建筑物的原围护桩外围设置一圈新建围护桩；

第二步：建筑物的原地下室水平支护结构施工及静压钢管桩施工；

建筑物的原地下室水平支护结构施工包括以下步骤：

A1:在新建围护桩内由地表往下开挖至设定深度H1，且设定深度H1小于原地下室一层的层高；接着，在原地下室一层顶板边缘与新建围护桩之间布置第一水平内支撑；

B1：包括X个循环开挖支护施工过程，所述X的取值与建筑物的原地下室的层数相同；循环开挖支护施工过程包括以下步骤：

B11：在新建围护桩内继续往下开挖至最近的一个原地下室底板；

B12：在B11步骤中的原地下室底板与新建围护桩之间布置第二水平内支撑；

静压钢管桩施工包括以下步骤：

A2：在最下层的原地下室底板上开凿贯穿原地下室底板的上下表面的过桩通孔；

B2：将钢管由过桩通孔往下压入原地下室底板下方的土层内，从而在最下层的原地下室底板下方的土层内形成静压钢管桩；

C2：在最下层的原地下室底板上表面浇筑混泥土，灌封过桩通孔并在原地下室底板上表面形成反向柱帽，从而使静压钢管桩与工程桩一同构成承担上部建筑物荷载的竖向支撑；

第三步：在新建围护桩内继续往下开挖至设计基底标高，从而在建筑物的原地下室下方形成增层地下室；

第四步：施工增层地下室承台和增层地下室底板，并在竖向结构柱下方的增层地下室底板的上表面预埋焊接支撑底板；

第五步：增层地下室的后增结构柱托换施工；后增结构柱包括设置在增层地下室内的钢筋混凝土柱及位于钢筋混凝土柱内的柱内型钢柱，

增层地下室的后增结构柱托换施工工艺依次包括以下步骤：

A3：将柱内型钢柱置于焊接支撑底板与竖向结构柱之间，所述柱内型钢柱的下部设有型钢柱下支撑板；

B3：在型钢柱下支撑板与焊接支撑底板之间放置顶紧装置；接着，通过顶紧装置将柱内型钢柱顶起，使柱内型钢柱的上端顶紧在竖向结构柱上；再接着，顶紧装置继续向上加载使柱内型钢柱承担建筑物的部分重力荷载；

C3：将柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连；

D3：顶紧装置卸载，然后将顶紧装置取出；

E3：进行钢筋混凝土柱的浇筑。

本方案建筑物的原地下室水平支护结构施工过程可以保证开挖过程中建筑物的原地下室结构的安全；而通过增设静压钢管桩可以与工程桩一同构成承担建筑物上部荷载的竖向支撑，这样在第三步中往下开挖土方形成增层地下室的过程中可以有效支撑建筑物上部荷载。

更重要的是；本方案的后增结构柱首先通过顶紧装置及柱内型钢柱预先转移需要拆除的工程桩承担的大部分重力荷载；然后在柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连后再将顶紧装置卸载取出；从而达到预先将工程桩承担的大部分重力荷载转移到柱内型钢柱上的目的。由于在增层地下室内的工程桩切除之前，工程桩所承担的大部分重力荷载已经预先转移到柱内型钢柱上；因而可以消除增层地下室内的工程桩切除后（即增层地下室的竖向支承体系托换中），在全楼重力荷载作用下后增结构柱产生压缩变形的问题；从而有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换过程中会产生一定的压缩差异变形，导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响的问题。

另一方面，利用型钢柱无后期徐变的特点；从而有效解后期使用过程中后增结构柱产生压缩变形的问题，以达到有效控制地下室后增结构柱竖向变形，确保地下增层结构的安全。

作为优选，静压钢管桩上方设有钢顶梁及连接静压钢管桩的上端与钢顶梁的连接柱，所述钢顶梁位于最下层的原地下室底板的上方，且钢顶梁上设有竖直通孔，所述连接柱穿过过桩通孔；

所述B2步骤与C2步骤之间还包括如下步骤：

B21：在最下层的原地下室底板上植入螺栓式锚杆，且该螺栓式锚杆穿过竖直通孔，螺栓式锚杆上并位于钢顶梁上方设有钢顶梁锁紧螺母；

B22：在螺栓式锚杆上搭建临时反力架，该临时反力架包括位于钢顶梁上方的支撑横梁及连接支撑横梁与螺栓式锚杆的连接竖梁；

B23：在钢顶梁与支撑横梁之间放置千斤顶，通过千斤顶加载给静压钢管桩施加预压力；然后，通过钢顶梁锁紧螺母将钢顶梁锁紧在螺栓式锚杆上；

B24：千斤顶卸载、取出，然后将临时反力架由螺栓式锚杆上拆除；

所述螺栓式锚杆及钢顶梁位于C2步骤中的反向柱帽内。

对于普通的静压钢管桩来说，在往下开挖土方形成增层地下室的过程中，需要在工程桩发生一定量变形后，静压钢管桩才会与工程桩一同承担上部建筑物的荷载；但这一来就容易导致在地下增层施工过程中工程桩发生一定量变形，进而导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构（包括原地下结构）产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响。

为了改善这一问题，本方案在浇筑反向柱帽前，通过螺栓式锚杆、钢顶梁、临时反力架及千斤顶在静压钢管桩上施加一定的预压力，并通过钢顶梁锁紧螺母将钢顶梁锁紧在螺栓式锚杆上，从而将预压力保留在静压钢管桩上；这样在开挖土方前，工程桩上的一部分重力荷载已经预先转移到静压钢管桩上，即在开挖土方前静压钢管桩就已经与工程桩一同承担上部建筑物的荷载；因而可以有效改善“在往下开挖土方形成增层地下室的过程中，容易导致工程桩发生一定量变形，进而导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构（包括原地下结构）产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响的问题”。

作为优选，最下层的原地下室底板内具有建筑物的原基础梁；所述E3步骤中的钢筋混凝土柱的浇筑工艺依次包括以下步骤：

E31：将钢筋混凝土柱由增层地下室底板往上浇筑至原地下室承台下表面下方L米位置，形成钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段；

E32：将增层地下室内、位于最下层的原地下室底板内的原基础梁下方的原地下室承台切除，使增层地下室内剩余的原地下室承台的下表面与最下层的原地下室底板内的原基础梁的下表面齐平；

E33：将钢筋混凝土柱由E31步骤中的一次混凝浇筑段的上端继续往上浇筑至原地下室承台的下表面，形成钢筋混凝土柱的二次混凝浇筑段。

虽然在增层地下室内的工程桩切除之前，工程桩所承担的大部分重力荷载已经预先转移到柱内型钢柱上；但在原地下室承台切除过程中原地下室承台内的工程桩也将被一同切除，因而在原地下室承台切除后仍就有部分的重力荷载会转移到柱内型钢柱上，而柱内型钢柱的长度与其承载能力是成反比的；并且柱内型钢柱在没有被混凝土柱加固前所经历的时间越长，柱内型钢柱发生失稳的风险越大；为了有效降低后增结构柱的柱内型钢柱发生失稳的风险，同时保证后增结构柱顶部混凝土的浇筑质量，本方案采用二次混凝浇工艺来施工后增结构柱的钢筋混凝土柱。

本方案在工程桩所承担的大部分重力荷载已经预先转移到柱内型钢柱上后，首先将钢筋混凝土柱由增层地下室底板往上浇筑至原地下室承台下表面下方L米位置，形成钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段；这样可以在短时间内将柱内型钢柱的由下往上的大部分型钢柱通过混凝土柱加加强，共同承担竖向荷载，极大的提高柱内型钢柱的整体承载能力；然后再将原基础梁下方的原地下室承台切除，这样可以有效避免因原地下室承台切除后仍就有部分的重力荷载会转移到柱内型钢柱上，而导致柱内型钢柱发生失稳的问题。

同时，由于一次混凝浇筑段的上端与原地下室承台下表面之间留有间隙，这样可以便于原地下室承台切除操作，同时，可以方便钢筋混凝土柱的二次混凝浇筑段的浇筑施工，并更好的确保有限空间内二次混凝浇筑段的浇筑质量。

作为优选，柱内型钢柱包括主型钢柱及位于主型钢柱是方的上型钢柱，上型钢柱的壁厚大于主型钢柱的壁厚，且上型钢柱的长度大于L米。

由于钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段位于原地下室承台下方的L米位置，因而柱内型钢柱上端往下的L米内的柱内型钢柱并未被一次混凝浇筑段加固，为了进一步避免在原地下室承台内切除过程中以及二次混凝浇筑段施工过程中，柱内型钢柱上端往下的L米内的柱内型钢柱发生失稳，因而本方案加厚上型钢柱的厚度（上型钢柱的长度大于L米），增大上型钢柱的强度和刚度；这样可以在降低型钢柱用材成本的前提下，保证柱内型钢柱混凝土浇筑前不发生失稳。

作为优选，所述E32步骤与E33步骤之间还包括如下步骤：

E321：在原地下室承台下表面的下方的竖向结构柱上安装柱顶钢套箍；所述竖向结构柱位于柱顶钢套箍内，柱顶钢套箍包括左半套箍及右半套箍，左半套箍及右半套箍通过螺栓安装在竖向结构柱上；

在原地下室承台下表面上安装钢支撑板，且钢支撑板紧贴在原地下室承台的下表面上；所述钢支撑板上具有与柱内型钢柱相对应的避让口。本方案结构可以有效提高因原基础梁下方的原地下室承台切除，而裸露出的竖向结构柱的强度，进一步提高后增结构柱的整体强度。钢支撑板可以加强原承台部分切除后的承台下表面区域。

作为优选，柱内型钢柱包括主型钢柱及位于主型钢柱下方的下型钢柱，所述型钢柱下支撑板位于主型钢柱与下型钢柱之间，且主型钢柱的下端与型钢柱下支撑板相连接，下型钢柱的上端与型钢柱下支撑板相连接。

作为优选，过桩通孔的横截面积下大上小。本方案结构有利于静压钢管桩承担上部建筑物的荷载。

作为优选，新建围护桩由钻孔灌注桩及高压旋喷桩构成，所述钻孔灌注桩的上端设有压顶梁，所述第一水平内支撑包括设置在原地下室一层顶板边缘的第一围檩梁及设置在第一围檩梁与压顶梁之间的第一水平支撑梁。

作为优选，第三步中：在新建围护桩内继续往下开挖至设计基底标高的过程中，每往下开挖设定深度H2,则在静压钢管桩与工程桩之间设置连接静压钢管桩与工程桩的水平钢支撑架，从而保证静压钢管桩与工程桩的结构稳定。

作为优选，第五步之后还包括以下步骤：

第六步：在增层地下室内浇筑剪力墙；

第七部：将反向柱帽及增层地下室内的静压钢管桩切除。

本发明的有益效果是：不仅可以保证开挖过程中建筑物的原地下室结构的安全；而且可以有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换过程中以及后期使用过程中会产生一定的压缩差异变形，导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法在施工过程中的一种结构示意图。

图2是本发明实施例1的增层地下室的后增结构柱托换施工过程中的一种结构示意图。

图3是本发明实施例1的静压钢管桩在施工过程中的一种结构示意图。

图4是图2中A-A处的一种剖面结构示意图。

图5是图2中B-B处的一种剖面结构示意图。

图6是本发明实施例1在施工柱顶钢套箍过程中的一种结构示意图。

图中：原地下室一层顶板1a，原地下室一层底板1b，原地下室承台1c，工程桩1d，静压钢管桩1e，原基础梁1f，竖向结构柱1g，新建围护桩2、钻孔灌注桩21、高压旋喷桩22，第一水平内支撑3、第一围檩梁31、第一水平支撑梁32，压顶梁4，第二水平内支撑5、第二水平支撑梁51、第二围檩梁52，水平钢支撑架6，增层地下室底板7a，传力带7b，增层地下室承台7c，柱内型钢柱8、型钢柱端板81、上型钢柱82、型钢柱上支撑板83、主型钢柱84、型钢柱下支撑板85、下型钢柱86、焊接支撑底板87，顶紧装置9，连接柱10，钢顶梁11，反向柱帽12，过桩通孔13，螺栓式锚杆14，钢顶梁锁紧螺母15，千斤顶16，支撑横梁17，连接竖梁18，柱顶钢套箍19，钢支撑板20。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：如图1所示，一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法包括建筑物的竖向结构柱1g、原地下室承台1c及位于原地下室承台下方的工程桩1d。本实施例的建筑物的原地下室只有一层，最下层的原地下室底板即为原地下室一层底板1b。

既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法依次包括以下步骤：

第一步：在建筑物的原围护桩外围设置一圈新建围护桩2。新建围护桩由钻孔灌注桩21及高压旋喷桩22构成。钻孔灌注桩的上端设有压顶梁4。本实施例的原围护桩在开挖过程中随挖随凿。

第二步：建筑物的原地下室水平支护结构施工及静压钢管桩施工；

建筑物的原地下室水平支护结构施工包括以下步骤：

A1:在新建围护桩内由地表往下开挖至设定深度H1，且设定深度H1小于原地下室一层的层高；本实施例中设定深度H1小于1.5米。

接着，在原地下室一层顶板1a的边缘与新建围护桩之间布置第一水平内支撑3。本实施例的第一水平内支撑位于原地下室一层顶板边缘与压顶梁之间。第一水平内支撑包括设置在原地下室一层顶板边缘的第一围檩梁31及设置在第一围檩梁与压顶梁之间的第一水平支撑梁32。

B1：包括X个循环开挖支护施工过程，所述X的取值与建筑物的原地下室的层数相同。本实施例的建筑物的原地下室的层数为一层，所述X的取值为“一”，即包括一个循环开挖支护施工过程。

循环开挖支护施工过程包括以下步骤：

B11：在新建围护桩内继续往下开挖至最近的一个原地下室底板，即在新建围护桩内继续往下开挖至原地下室一层底板。

B12：在B11步骤中的原地下室底板与新建围护桩之间布置第二水平内支撑5；即在原地下室一层底板与新建围护桩之间布置第二水平内支撑。第二水平内支撑包括设置在新建围护桩上的第二围檩梁52及设置在第二围檩梁与原地下室一层底板之间的第二水平支撑梁51。

本实施例的静压钢管桩施工可以与建筑物的原地下室水平支护结构施工同步进行，可以在建筑物的原地下室水平支护结构施工之间进行，也可以在建筑物的原地下室水平支护结构施工之后进行。

如图2、图3所示，静压钢管桩施工包括以下步骤：

A2：在最下层的原地下室底板上开凿贯穿原地下室底板的上下表面的过桩通孔13；过桩通孔的横截面积下大上小，过桩通孔呈倒锥形。

B2：将钢管由过桩通孔往下压入原地下室底板下方的土层内，从而在最下层的原地下室底板下方的土层内形成静压钢管桩1e。静压钢管桩上方设有钢顶梁11及连接静压钢管桩的上端与钢顶梁的连接柱10。钢顶梁位于最下层的原地下室底板的上方。钢顶梁上设有竖直通孔。连接柱穿过过桩通孔。

B21：在最下层的原地下室底板上植入螺栓式锚杆14，且该螺栓式锚杆穿过竖直通孔，螺栓式锚杆上并位于钢顶梁上方设有钢顶梁锁紧螺母15。本实施例中采用植筋技术在原地下室底板上植入螺栓式锚杆。

B22：在螺栓式锚杆上搭建临时反力架。该临时反力架包括位于钢顶梁上方的支撑横梁17及连接支撑横梁与螺栓式锚杆的连接竖梁18。支撑横梁水平设置。连接竖梁的下端与螺栓式锚杆相连接，且连接竖梁位于钢顶梁上方。

B23：在钢顶梁与支撑横梁之间放置千斤顶16，通过千斤顶加载给静压钢管桩施加预压力；然后，通过钢顶梁锁紧螺母将钢顶梁锁紧在螺栓式锚杆上。

B24：千斤顶卸载、取出；然后将临时反力架由螺栓式锚杆上拆除。

C2：在最下层的原地下室底板上表面浇筑混泥土，灌封过桩通孔并在原地下室底板上表面形成反向柱帽12，从而使静压钢管桩与工程桩一同构成承担上部建筑物荷载的竖向支撑。螺栓式锚杆及钢顶梁位于反向柱帽内，即在浇筑反向柱帽的过程中螺栓式锚杆及钢顶梁被浇筑在内。

第三步：如图1所示，在新建围护桩内继续往下开挖至设计基底标高，从而在建筑物的原地下室下方形成增层地下室。在新建围护桩内继续往下开挖至设计基底标高的过程中，每往下开挖设定深度H2,则在静压钢管桩与工程桩之间设置连接静压钢管桩与工程桩的水平钢支撑架6，从而保证静压钢管桩与工程桩的结构稳定。本实施例的H2取值为1-2米之间。

第四步：施工增层地下室承台7c和增层地下室底板7a，并在竖向结构柱下方的增层地下室底板的上表面预埋焊接支撑底板87。同时，在增层地下室底板与新建围护桩之间施工传力带7b。

第五步：增层地下室的后增结构柱托换施工。

如图2、图4、图5所示，最下层的原地下室底板内具有建筑物的原基础梁1f。后增结构柱包括设置在增层地下室内的钢筋混凝土柱及位于钢筋混凝土柱内的柱内型钢柱8。柱内型钢柱竖直设置。柱内型钢柱包括主型钢柱84、位于主型钢柱是方的上型钢柱82及位于主型钢柱下方的下型钢柱86。上型钢柱的上的设有型钢柱端板81。主型钢柱与上型钢柱之间设有型钢柱上支撑板83。主型钢柱及上型钢柱与型钢柱上支撑板之间通过焊接相连。上型钢柱的壁厚大于主型钢柱的壁厚。上型钢柱的长度大于L米（本实施例中L取值为0.5，即上型钢柱的长度大于0.5米）。柱内型钢柱的下部设有型钢柱下支撑板85，具体说是，型钢柱下支撑板位于主型钢柱与下型钢柱之间。主型钢柱的下端与型钢柱下支撑板相连接，下型钢柱的上端与型钢柱下支撑板相连接。

增层地下室的后增结构柱托换施工工艺依次包括以下步骤：

A3：将柱内型钢柱8置于焊接支撑底板与竖向结构柱3之间。

B3：如图1、图3所示，在型钢柱下支撑板85与焊接支撑底板之间放置顶紧装置9；接着，通过顶紧装置将柱内型钢柱顶起，使柱内型钢柱的上端顶紧在竖向结构柱上；再接着，顶紧装置继续向上加载使柱内型钢柱承担建筑物的部分重力荷载。本实施例的顶紧装置为液压千斤顶。

C3：将柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连，具体说是，下型钢柱86的下端与焊接支撑底板焊接相连。

D3：顶紧装置卸载，然后将顶紧装置取出。

E3：进行钢筋混凝土柱的浇筑；该步骤中的钢筋混凝土柱的浇筑工艺依次包括以下步骤：

E31：将钢筋混凝土柱由增层地下室底板往上浇筑至原地下室承台下表面下方L米位置（本实施例中L取值为0.5），形成钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段。

E32：如图5所示，将增层地下室内、位于最下层的原地下室底板内的原基础梁1f下方的原地下室承台切除，使增层地下室内剩余的原地下室承台的下表面与最下层的原地下室底板内的原基础梁的下表面齐平；同时，将增层地下室内的工程桩切除。

E321：如图6所示，在原地下室承台的下表面的下方的竖向结构柱上安装柱顶钢套箍19；所述竖向结构柱位于柱顶钢套箍内，柱顶钢套箍包括左半套箍及右半套箍，左半套箍及右半套箍通过螺栓安装在竖向结构柱上。

在原地下室承台的下表面上安装钢支撑板20，且钢支撑板紧贴在原地下室承台的下表面上；所述钢支撑板上具有与柱内型钢柱相对应的避让口。

E33：将钢筋混凝土柱由E21步骤中的一次混凝浇筑段的上端继续往上浇筑至原地下室承台的下表面，形成钢筋混凝土柱的二次混凝浇筑段。

第六步：在增层地下室内浇筑剪力墙。

第七部：将反向柱帽及增层地下室内的静压钢管桩切除。

Claims (10)

1.一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，包括建筑物的竖向结构柱、原地下室承台及位于原地下室承台下方的工程桩，其特征是，依次包括以下步骤：

第一步：在建筑物的原围护桩外围设置一圈新建围护桩；

第二步：建筑物的原地下室水平支护结构施工及静压钢管桩施工；

建筑物的原地下室水平支护结构施工包括以下步骤：

A1:在新建围护桩内由地表往下开挖至设定深度H1，且设定深度H1小于原地下室一层的层高；接着，在原地下室一层顶板边缘与新建围护桩之间布置第一水平内支撑；

B1：包括X个循环开挖支护施工过程，所述X的取值与建筑物的原地下室的层数相同；循环开挖支护施工过程包括以下步骤：

B11：在新建围护桩内继续往下开挖至最近的一个原地下室底板；

B12：在B11步骤中的原地下室底板与新建围护桩之间布置第二水平内支撑；

静压钢管桩施工包括以下步骤：

A2：在最下层的原地下室底板上开凿贯穿原地下室底板的上下表面的过桩通孔；

B2：将钢管由过桩通孔往下压入原地下室底板下方的土层内，从而在最下层的原地下室底板下方的土层内形成静压钢管桩；

C2：在最下层的原地下室底板上表面浇筑混泥土，灌封过桩通孔并在原地下室底板上表面形成反向柱帽，从而使静压钢管桩与工程桩一同构成承担上部建筑物荷载的竖向支撑；

第三步：在新建围护桩内继续往下开挖至设计基底标高，从而在建筑物的原地下室下方形成增层地下室；

第四步：施工增层地下室承台和增层地下室底板，并在竖向结构柱下方的增层地下室底板的上表面预埋焊接支撑底板；

第五步：增层地下室的后增结构柱托换施工；后增结构柱包括设置在增层地下室内的钢筋混凝土柱及位于钢筋混凝土柱内的柱内型钢柱，

增层地下室的后增结构柱托换施工工艺依次包括以下步骤：

A3：将柱内型钢柱置于焊接支撑底板与竖向结构柱之间，所述柱内型钢柱的下部设有型钢柱下支撑板；

B3：在型钢柱下支撑板与焊接支撑底板之间放置顶紧装置；接着，通过顶紧装置将柱内型钢柱顶起，使柱内型钢柱的上端顶紧在竖向结构柱上；再接着，顶紧装置继续向上加载使柱内型钢柱承担建筑物的部分重力荷载；

C3：将柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连；

D3：顶紧装置卸载，然后将顶紧装置取出；

E3：进行钢筋混凝土柱的浇筑。

2.根据权利要求1所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，在B2步骤中：所述静压钢管桩上方设有钢顶梁及连接静压钢管桩的上端与钢顶梁的连接柱，所述钢顶梁位于最下层的原地下室底板的上方，且钢顶梁上设有竖直通孔，所述连接柱穿过过桩通孔；

所述B2步骤与C2步骤之间还包括如下步骤：

B21：在最下层的原地下室底板上植入螺栓式锚杆，且该螺栓式锚杆穿过竖直通孔，螺栓式锚杆上并位于钢顶梁上方设有钢顶梁锁紧螺母；

B22：在螺栓式锚杆上搭建临时反力架，该临时反力架包括位于钢顶梁上方的支撑横梁及连接支撑横梁与螺栓式锚杆的连接竖梁；

B23：在钢顶梁与支撑横梁之间放置千斤顶，通过千斤顶加载给静压钢管桩施加预压力；然后，通过钢顶梁锁紧螺母将钢顶梁锁紧在螺栓式锚杆上；

B24：千斤顶卸载、取出，然后将临时反力架由螺栓式锚杆上拆除；

所述螺栓式锚杆及钢顶梁位于C2步骤中的反向柱帽内。

3.根据权利要求1所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，最下层的原地下室底板内具有建筑物的原基础梁；

所述E3步骤中的钢筋混凝土柱的浇筑工艺依次包括以下步骤：

E31：将钢筋混凝土柱由增层地下室底板往上浇筑至原地下室承台下表面下方L米位置，形成钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段；

E32：将增层地下室内、位于最下层的原地下室底板内的原基础梁下方的原地下室承台切除，使增层地下室内剩余的原地下室承台的下表面与最下层的原地下室底板内的原基础梁的下表面齐平；

E33：将钢筋混凝土柱由E31步骤中的一次混凝浇筑段的上端继续往上浇筑至原地下室承台的下表面，形成钢筋混凝土柱的二次混凝浇筑段。

4.根据权利要求3所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，所述柱内型钢柱包括主型钢柱及位于主型钢柱上方的上型钢柱，上型钢柱的壁厚大于主型钢柱的壁厚，且上型钢柱的长度大于L米。

5.根据权利要求3或4所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，所述E32步骤与E33步骤之间还包括如下步骤：

E321：在原地下室承台下表面的下方的竖向结构柱上安装柱顶钢套箍；所述竖向结构柱位于柱顶钢套箍内，柱顶钢套箍包括左半套箍及右半套箍，左半套箍及右半套箍通过螺栓安装在竖向结构柱上；

在原地下室承台下表面上安装钢支撑板，且钢支撑板紧贴在原地下室承台的下表面上；所述钢支撑板上具有与柱内型钢柱相对应的避让口。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，所述柱内型钢柱包括主型钢柱及位于主型钢柱下方的下型钢柱，所述型钢柱下支撑板位于主型钢柱与下型钢柱之间，且主型钢柱的下端与型钢柱下支撑板相连接，下型钢柱的上端与型钢柱下支撑板相连接。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，所述过桩通孔的横截面积下大上小。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，所述新建围护桩由钻孔灌注桩及高压旋喷桩构成，所述钻孔灌注桩的上端设有压顶梁，所述第一水平内支撑包括设置在原地下室一层顶板边缘的第一围檩梁及设置在第一围檩梁与压顶梁之间的第一水平支撑梁。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，所述第三步中：在新建围护桩内继续往下开挖至设计基底标高的过程中，每往下开挖设定深度H2,则在静压钢管桩与工程桩之间设置连接静压钢管桩与工程桩的水平钢支撑架，从而保证静压钢管桩与工程桩的结构稳定。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，其特征是，所述第五步之后还包括以下步骤：

第六步：在增层地下室内浇筑剪力墙；

第七部：将反向柱帽及增层地下室内的静压钢管桩切除。