CN109898882A - 一种用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，包括均匀分布地设置在上部结构周围的锚杆静压桩；相邻锚杆静压桩之间不同高度的位置各自通过若干组横杆连接固定；相邻锚杆静压桩之间，处于相邻横杆之间的部位通过斜杆连接固定；横杆、斜杆将锚杆静压桩连成整体，形成组合托换结构。本发明提高锚杆静压桩在土方开挖过程中的抗侧向变形能力，组合托换结构具有更大的刚度和稳定性，减小单根锚杆桩的偏心影响；在确保承压能力的前提下，可以减小单根锚杆静压桩截面面积，进而减小桩的挤土效应；使托换桩布置更加灵活，同时也避免了采用大截面桩带来的压桩反力大，施工设备受限的问题。

Description

一种用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构及其 方法

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构。

发明内容

目前大量位于城市中心区的老旧社区或者公共场所既有地下空间无法满足日益增长的使用需求，需要进行既有建筑地下空间扩容改造。在进行既有建筑地下空间扩容前，需要对建筑进行托换保护，然后施工基坑围护，在建筑下方开挖土方形成地下空间。

既有建筑地下空间扩容对上部结构变形控制要求非常高，上部结构变形过大容易导致开裂甚至结构破坏。常规基础托换可采用锚杆静压桩在柱边或墙边布桩，锚杆桩相对于墙柱存在偏心。在进行土方开挖过程中，开挖段的桩会失去土体的侧向约束，导致桩自身变形增大甚至失稳破坏，影响上部结构安全。采用大截面桩可以提高桩截面刚度和稳定性，但无法解决托换桩偏心的问题，同时大截面桩需要更大的压桩力，施工需要大吨位压桩设备，常规的压桩设备无法满足施工要求，多层住宅楼自重提供的压桩反力可能不足，挤土效应也更加明显。

如何提高地下扩容施工中托换桩刚度和稳定性，减小托换桩偏心影响，同时避免因采用大截面桩而带来的压桩压力大，施工设备受限，挤土效应更明显等问题，成为了本领域亟待解决的一难题。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，该结构在地下增层过程中利用锚杆静压桩形成组合结构，提高托换结构在土方开挖过程中的抗侧向变形能力，整体刚度和稳定性，减小单根托换桩偏心影响；同时通过特定结构设计，在确保承压能力的前提下，减小锚杆静压桩截面面积，进而减小桩的挤土效应；同时通过桩截面面积的减小，还能消除施工设备受限以及多层住宅提供的压桩反力不足等问题。

本发明采取以下技术方案：

一种用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，包括均匀分布地设置在上部结构2周围的锚杆静压桩3；相邻锚杆静压桩3之间不同高度的位置各自通过若干组横杆4连接固定；相邻锚杆静压桩3之间，处于横杆4 之间的部位通过斜杆5连接固定；所述横杆4、斜杆5将锚杆静压桩3连成整体，形成组合托换结构。

进一步的，所述锚杆静压桩3、横杆4、斜杆5之间通过焊接连接。

进一步的，所述锚杆静压桩3、横杆4、斜杆5之间通过预埋件机械连接。

进一步的，上部结构2周围的设有四根锚杆静压桩3。

进一步的，所述锚杆静压桩3对上部结构的托换梁板1进行支撑。

一种上述的用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构的施工方法，包括以下步骤：S1、预留桩孔浇筑上部结构的托换梁板1，将锚杆静压桩3送桩就位；S2、在地下空间土方开挖过程中，自上而下，逐步利用横杆4和斜杆5将锚杆静压桩3连接成整体形成所述组合托换结构；S3、土方开挖和组合托换结构施工按顺序同步或交错依次进行，当开挖至设计深度，浇筑地下室底板6，施工地下结构7；S4、待地下结构7达到设计强度后，拆除或割除地下室区域的锚杆静压桩3、横杆4和斜杆5，完成地下增层施工。

本发明的有益效果在于：

1)在地下增层过程中利用锚杆静压桩形成组合结构，提高托换结构在土方开挖过程中的抗侧向变形能力，相对于单根锚杆桩，组合托换结构具有更大的刚度和稳定性，减小单根锚杆桩的偏心影响；

2)同时通过横杆和连杆的结构设计，在确保承压能力的前提下，可以减小锚杆静压桩截面面积，进而减小桩的挤土效应；

3)使托换桩布置更加灵活，同时也避免了采用大截面桩带来的压桩反力大，施工设备受限，挤土效应相对于小截面桩更明显等问题。

4)横杆和斜杆在地下结构施工完成后，可以拆除，实现重复利用。

5)设计巧妙，实施方便。

附图说明

图1既有建筑上部结构托换桩平面布置图。

图2地下增层锚杆桩组合托换结构示意图，即图1中的Ⅰ-Ⅰ剖面图。

图3是锚杆桩组合托换结构的立体示意图。

图4锚杆静压桩施工示意图。

图5土方开挖过程中逐层施工组合托换结构示意图。

图6土方开挖到底浇筑地下室底板的示意图。

图7施工地下结构并拆除组合托换结构的示意图。

图中，1.上部结构的托换梁板，2.上部结构，3.锚杆静压桩，4.横杆，5.斜杆，6.新增地下室底板，7.地下结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1-图3，一种用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，包括均匀分布地设置在上部结构2周围的锚杆静压桩3；相邻锚杆静压桩3之间不同高度的位置各自通过若干组横杆4连接固定；相邻锚杆静压桩3 之间，处于横杆4之间的部位通过斜杆5连接固定；所述横杆4、斜杆5将锚杆静压桩3连成整体，形成组合托换结构。

在此实施例中，所述锚杆静压桩3、横杆4、斜杆5之间通过焊接连接。

在另一实施例中，所述锚杆静压桩3、横杆4、斜杆5之间通过预埋件机械连接。

在此实施例中，上部结构2周围设有四根锚杆静压桩3。

在此实施例中，所述锚杆静压桩3对上部结构的托换梁板1进行支撑。

本实施例中的锚杆静压桩组合托换结构具体进行施工时，包括以下步骤：S1、预留桩孔浇筑上部结构的托换梁板1，将锚杆静压桩3送桩就位； S2、在地下空间土方开挖过程中，自上而下，逐步利用横杆4和斜杆5将锚杆静压桩3连接成整体形成所述组合托换结构；S3、土方开挖和组合托换结构施工按顺序同步或交错依次进行，当开挖至设计深度，浇筑地下室底板6，施工地下结构7；S4、待地下结构7达到设计强度后，拆除或割除地下室区域的锚杆静压桩3、横杆4和斜杆5，完成地下增层施工。

横杆4和斜杆5在地下结构施工完成后，可以拆除，实现重复利用。相对于单根锚杆桩，组合托换结构具有更大的刚度和稳定性，减小单根锚杆桩的偏心影响，使托换桩布置更加灵活，同时也避免了采用大截面桩带来的压桩反力大，施工设备受限，挤土效应相对于小截面桩更明显等问题。本实施例中采用的各构件尺寸及数量根据型钢类型、锚杆静压桩桩型及受力情况综合确定。

虽然以上述实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明做出各种改进和变换，如：斜杆、横杆类型及尺寸、锚杆桩的数量和尺寸、连接件的布置和连接方式等，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，其特征在于：

包括均匀分布地设置在上部结构(2)周围的锚杆静压桩(3)；相邻锚杆静压桩(3)之间不同高度的位置各自通过若干组横杆(4)连接固定；相邻锚杆静压桩(3)之间，处于横杆(4)之间的部位通过斜杆(5)连接固定；

所述横杆(4)、斜杆(5)将锚杆静压桩(3)连成整体，形成组合托换结构。

2.如权利要求1所述的用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，其特征在于：所述锚杆静压桩(3)、横杆(4)、斜杆(5)之间通过焊接连接。

3.如权利要求1所述的用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，其特征在于：所述锚杆静压桩(3)、横杆(4)、斜杆(5)之间通过预埋件机械连接。

4.如权利要求1所述的用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，其特征在于：上部结构(2)周围的设有四根锚杆静压桩(3)。

5.如权利要求1所述的用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构，其特征在于：所述锚杆静压桩(3)对上部结构的托换梁板(1)进行支撑。

6.一种如权利要求1所述的用于既有建筑地下增层的锚杆静压桩组合托换结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预留桩孔浇筑上部结构的托换梁板(1)，将锚杆静压桩(3)送桩就位；

S2、在地下空间土方开挖过程中，自上而下，逐步利用横杆(4)和斜杆(5)将锚杆静压桩(3)连接成整体形成所述组合托换结构；

S3、土方开挖和组合托换结构施工按顺序同步或交错依次进行，当开挖至设计深度，浇筑地下室底板(6)，施工地下结构(7)；

S4、待地下结构(7)达到设计强度后，拆除或割除地下室区域的锚杆静压桩(3)、横杆(4)和斜杆(5)，完成地下增层施工。