CN110593313B - 既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，涉及既有建筑改建技术领域。针对采用现有的明挖法在既有建筑下增设地下室及地下连通道施工难度较大的问题。步骤如下：对既有建筑的原有基础进行托换加固，并在既有建筑原有外墙开设洞口便于施工人员通行以实施机械施工与材料运输，在既有建筑外部拟增设地下连通道区域及其内部拟增设地下室区域进行基坑围护后开挖土方，浇筑施工既有建筑地下室及地下连通道，在与地下连通道两端相对应的既有建筑、相邻已有建筑的外墙及地下连续墙开洞，使得既有建筑地下室通过地下连通道与相邻已有建筑地下室连为一体。
Description
技术领域
本发明涉及既有建筑改建技术领域，特别涉及一种既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法。
背景技术
随着城市化进程的发展，城市开发逐步完善，城市的建设需求也从新建逐步转化为增设及改建，目前，对既有建筑原位基坑开挖并与相邻建筑进行连通的研究较少，而实际工程中在既有建筑下增设地下室及地下连通道的需要也较为迫切，既有建筑下增设地下室及地下连通道的施工通常涉及既有建筑的基础保护、基坑开挖、围护结构拆除、地下连通道连接等工序，同时常面临基坑周边环境保护要求高、施工场地狭小、场地障碍物多及土方运输困难等问题，因此，对施工方法的选择及施工流程的安排有非常高的要求，此外，地下连通道施工方法的选择对工程施工也会产生较大影响，导致工程施工难度较大。
发明内容
针对采用现有的明挖法在既有建筑下增设地下室及地下连通道施工难度较大的问题，本发明的目的是提供一种既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，先对既有建筑原有基础采取低扰动、高效、高强的托换加固措施，再采用明挖法分别施工既有建筑新增地下室及地下连通道，并完成地下连通道的贯通，从而安全、高效且经济地完成既有建筑地下室的增设，实现既有建筑与相邻已有建筑地下室结构的连接，提高了既有建筑地下空间的资源利用率，有效降低了施工成本及施工难度，具有良好的社会效益和经济效益。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，步骤如下：
S1：对既有建筑的原有基础进行托换加固；
S2：在所述既有建筑的靠近拟增设地下连通道区域的原有外墙上开设洞口；
S3：在所述既有建筑外部拟增设地下连通道区域及其内部拟增设地下室区域进行基坑围护及止水帷幕施工，分别在所述拟增设地下连通道区域及其上方、所述拟增设地下室区域开挖土方并架设内部支撑，采用顺作法施工既有建筑地下室和地下连通道；
S4：分别在与所述地下连通道两端相对应的所述既有建筑和相邻已有建筑的地下室外墙及地下连续墙开洞，将所述既有建筑和所述相邻已有建筑的地下室连为一体，最后，在所述地下连通道顶部和两侧进行土方回填，完成既有建筑地下室及地下连通道的增设，并实现与相邻已有建筑地下室的连通。
优选的，所述步骤S1中，在所述既有建筑内部拟增设地下室区域的底板向下开挖至所述原有基础处，并在所述原有基础上进行微扰动开孔，通过静压法将钢管桩打入所述原有基础的开孔处。
优选的，所述步骤S1还包括：所述原有基础完成加固后，在所述原有基础上部施工既有建筑墙体两侧的夹墙梁，以及安装于所述夹墙梁底部且位于相邻两根所述夹墙梁之间的上托梁结构，施工完成后继续向下开挖，凿除所述原有基础，在所述上托梁结构下方施工下托梁结构。
优选的，所述步骤S2中，在所述既有建筑原有外墙的洞口上方增设托梁。
优选的，所述步骤S2中，在所述既有建筑内部拟增设地下室区域采用低净空钻孔灌注桩施工围护桩，在所述既有建筑外部拟增设地下连通道区域采用常规钻孔灌注桩施工围护桩，并设置基坑钢支撑，所述围护桩施工完毕后，在所述围护桩外侧采用MJS工法进行止水帷幕施工。
优选的，所述步骤S3还包括：根据拟增设地下连通道区域和拟增设地下室区域所在基坑长宽比确定是否需要对其进行分区施工，当所述基坑长宽比小于等于3时，不需要分区施工，采用明挖法进行所述拟增设地下连通道区域及其上方的土方开挖，随后，对于所述拟增设地下室区域采用掏土方式由外及内进行土方开挖，并直接从外部开挖部位进行土方运输；当所述基坑长宽比大于3时，需在基坑中部加设分隔墙进行基坑分区施工，先对靠近所述既有建筑的分区进行土方开挖及运输，再由近及远依次对其他分区的土方实施开挖。
优选的，所述步骤S4中，采用静力切割法分别在与所述地下连通道两端相对应的所述既有建筑和所述相邻已有建筑的地下室外墙及地下连续墙上开洞。
优选的，所述步骤S4中，所述既有建筑与所述相邻已有建筑之间的所述地下连通道的连通口采用比原结构高一等级的抗渗混凝土，并采用中埋式橡胶止水带防水，而且，所述地下连通道与所述相邻已有建筑地下室的连通口施工应在新、老混凝土交界面处设置遇水膨胀止水条及全断面注浆管。
优选的，所述步骤S3和所述步骤S4中，采用土方运输设备运输所述土方，所述土方运输设备包括门架式吊车及电动式平板运输车，所述门架式吊车跨越设置于所述拟增设地下室区域上方，所述门架式吊车和所述电动式平板运输车均能够沿所述拟增设地下室区域顶部地面滑行。
本发明的效果在于：本发明的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，首先，对既有建筑的原有基础进行托换加固，并在既有建筑原有外墙开设洞口便于施工人员通行以实施机械施工与材料运输，在既有建筑外部拟增设地下连通道区域及其内部拟增设地下室区域进行基坑围护后开挖土方，浇筑施工既有建筑地下室及地下连通道，在与地下连通道两端相对应的既有建筑、相邻已有建筑的外墙及地下连续墙开洞，使得既有建筑地下室通过地下连通道与相邻已有建筑地下室连为一体；本发明的明挖施工方法先对既有建筑的原有基础采取低扰动、高效、高强的托换加固措施，再采用明挖法分别施工既有建筑地下室及地下连通道，并通过对既有建筑、相邻已有建筑的地下室墙体开洞完成地下连通道的贯通，减小了对周围环境的影响，从而安全、高效且经济地完成既有建筑地下室的增设，实现既有建筑与相邻已有建筑地下室的连接，提高了既有建筑地下空间的资源利用率，解决了既有建筑地下空间的改建施工难题，有效降低了施工成本，缩短了施工工期，具有良好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法一实施例中既有建筑、新建建筑、拟增设地下室区域及拟增设地下连通道区域的平面图；
图2为本发明一实施例中既有建筑的原有基础的结构示意图；
图3为本发明一实施例中对既有建筑的原有基础进行托换加固的示意图；
图4为本发明一实施例在既有建筑下增设地下室的示意图；
图5为本发明一实施例在拟增设地下室区域及拟增设地下连通道区域所在基坑施工围护结构及止水帷幕的示意图；
图6为本发明一实施例中既有建筑地下室与地下连通道相连接的示意图；
图7为图6的A-A剖视图；
图8为图6的B-B剖视图；
图9为本发明一实施例中相邻已有建筑地下室与地下连通道相连接的示意图；
图10为本发明一实施例的土方运输设备的结构示意图；
图11为本发明一实施例的电动式平板运输车的示意图。
图中标号如下：
既有建筑10；条形基础11；钢管桩12；夹墙梁14；上托梁结构15；下托梁结构16；原有外墙17；托梁18；洞口19；相邻已有建筑20；相邻已有建筑地下室外墙21；相邻已有建筑地下连续墙22；
拟增设地下室区域30；拟增设地下连通道区域40；既有建筑地下室50；低净空钻孔灌注桩51；止水帷幕52；分隔墙53；地下连通道60；常规钻孔灌注桩61；回填土70；门架式吊车80；电动式平板运输车90。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
结合图1至图11说明本发明的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，本实施例既有建筑10地上部分为钢筋混凝土结构，且无地下室结构，其原有基础形式为钢筋混凝土的条形基础11及若干柱下独立基础，相邻已有建筑20为多层钢筋混凝土结构，其地下室存在地下连续墙形式的围护结构，施工目的是在既有建筑10下新增多层地下室，并与相邻已有建筑20的地下室通过地下连通道60进行连接，具体施工步骤如下：
S1：首先，明确施工场地周边环境，既有建筑10地下土层特性及其条形基础11的布置情况，并确定新增多层地下室的层数、层高及地下连通道60的长度、深度等，如图2和图3所示，对既有建筑10的原有基础进行托换加固；
S2：请参考图1、图6至图8，在既有建筑10的靠近拟增设地下连通道区域40的原有外墙17上开设洞口19，便于施工人员通行以实施机械施工与材料运输；
S3：请参考图1、图4和图5，在既有建筑10外部拟增设地下连通道区域40及其内部拟增设地下室区域30进行基坑围护及止水帷幕52施工，分别在拟增设地下连通道区域40及其上方、拟增设地下室区域30开挖土方并架设内部支撑，采用顺作法施工既有建筑地下室50和地下连通道60；
S4：如图6至图9所示，分别在与地下连通道60两端相对应的既有建筑10和相邻已有建筑20的地下室外墙及地下连续墙开洞，将既有建筑10和相邻已有建筑20的地下室连为一体，最后，在地下连通道60顶部和两侧进行土方回填(即图中回填土70)，完成既有建筑地下室50及地下连通道60的增设，并实现与相邻已有建筑20地下室的连通。
本发明的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，首先，对既有建筑10的原有基础进行托换加固，并在既有建筑10原有外墙17开设洞口19便于施工人员通行以实施机械施工与材料运输，在既有建筑10外部拟增设地下连通道区域40及其内部拟增设地下室区域30进行基坑围护后开挖土方，浇筑施工既有建筑地下室50及地下连通道60，在与地下连通道60两端相对应的既有建筑10、相邻已有建筑20的外墙及地下连续墙开洞，使得既有建筑地下室50通过地下连通道60与相邻已有建筑20地下室连为一体；本发明的明挖施工方法先对既有建筑10的原有基础采取低扰动、高效、高强的托换加固措施，再采用明挖法分别施工既有建筑地下室50及地下连通道60，并通过对既有建筑10、相邻已有建筑20的地下室墙体开洞完成地下连通道60的贯通，减小了对周围环境的影响，从而安全、高效且经济地完成既有建筑地下室50的增设，实现既有建筑10与相邻已有建筑20地下室的连接，提高了既有建筑10地下空间的资源利用率，解决了既有建筑10地下空间的改建施工难题，有效降低了施工成本，缩短了施工工期，具有良好的社会效益和经济效益。
如图2和图3所示，步骤S1中，在既有建筑10内拟增设地下室区域30的底板向下开挖至条形基础11处，并在条形基础11上进行微扰动开孔，采用低净空静压钢管桩的施工方法，将钢管桩12通过静压法打入条形基础11的开孔处，实现对既有建筑10的条形基础11的加固施工，从而限制既有建筑10上部结构在后期开挖过程中产生的变形与不均匀沉降。
如图3所示，上述步骤S1还包括：条形基础11完成加固后，在条形基础11上部施工既有建筑10墙体两侧的夹墙梁14，以及安装于夹墙梁14底部且位于相邻两根夹墙梁14之间的上托梁结构15，施工完成后继续向下开挖，凿除条形基础11，在上托梁结构15下方施工下托梁结构16，在既有建筑10底部新增托梁结构并拆除原有的条形基础11，利用该上、下托梁结构16能够将既有建筑10的上部结构荷载间接传递至底部的钢管桩12，由钢管柱和托梁结构相结合形成传递、承担既有建筑10上部结构荷载的整体式地基形式，从而限制既有建筑10上部结构在后期开挖过程中产生的变形与不均匀沉降。
如图7和图8所示，步骤S2中，在既有建筑10原有外墙17的洞口19上方增设托梁18，用于加固既有建筑10的原有外墙17，以保证后续施工的安全。
如图5所示，步骤S2中，由于既有建筑10内部施工高度受限，因此，需在既有建筑10内部拟增设地下室区域30采用低净空钻孔灌注桩51施工围护桩，既有建筑10外部拟增设地下连通道区域40采用常规钻孔灌注桩61施工围护桩，并设置基坑钢支撑，围护桩施工完毕后，在围护桩外侧采用MJS工法进行止水帷幕52施工。
请继续参考图5，上述步骤S3还包括，根据拟增设地下连通道区域40和拟增设地下室区域30所在基坑长宽比确定是否需要对其进行分区施工；当基坑长宽比较小(一般小于等于3)时，不需要分区施工，采用常规明挖法进行拟增设地下连通道区域40及其上方的土方开挖，随后，对于拟增设地下室区域30采用掏土方式由外及内进行土方开挖，并直接从外部开挖部位进行土方运输；当基坑长宽比较大(一般大于3)时，则需在基坑中部加设分隔墙53进行基坑分区施工，采用土方运输设备优先对靠近既有建筑10的分区进行土方开挖及运输，再由近及远依次对其他分区的土方实施开挖，采取基坑分区开挖能够减少周边建筑及地面沉降，保障施工安全。
更佳的，如图6和图9所示，步骤S4中，采用静力切割法分别在与地下连通道60两端相对应的既有建筑10和相邻已有建筑20的地下室外墙及地下连续墙上开洞，静力切割法是依靠金刚石在高速运动作用下，按指定位置对墙体进行磨削切割，具有无震动、无损伤等优点。
步骤S4中，既有建筑10与相邻已有建筑20之间的地下连通道60的连通口采用比原结构高一等级的抗渗混凝土，并采用中埋式橡胶止水带防水，而且，地下连通道60与相邻已有建筑20地下室的连通口施工应在新、老混凝土交界面处设置遇水膨胀止水条及全断面注浆管，避免连通口因渗水而影响工程质量。
如图9和图10所示，步骤S4中，采用土方运输设备运输土方，土方运输设备包括门架式吊车80及电动式平板运输车90，门架式吊车80跨越设置于拟增设地下室区域30上方，其两端能够沿拟增设地下室区域30顶部两侧地面滑行，门架式吊车80通过运输箱将土方等废弃物从地下吊运出来，施工人员通过遥控电动式平板运输车90实现土方的竖向运输，以提高低净空开挖时土方运输的效率，解决建筑室内的出土问题。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。
Claims (9)
1.既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于，步骤如下：
S1：对既有建筑的原有基础进行托换加固；
S2：在所述既有建筑的靠近拟增设地下连通道区域的原有外墙上开设洞口；
S3：在所述既有建筑外部拟增设地下连通道区域及其内部拟增设地下室区域进行基坑围护及止水帷幕施工，分别在所述拟增设地下连通道区域及其上方、所述拟增设地下室区域开挖土方并架设内部支撑，采用顺作法施工既有建筑地下室和地下连通道；
S4：分别在与所述地下连通道两端相对应的所述既有建筑和相邻已有建筑的地下室外墙及地下连续墙开洞，将所述既有建筑和所述相邻已有建筑的地下室连为一体，最后，在所述地下连通道顶部和两侧进行土方回填，完成既有建筑地下室及地下连通道的增设，并实现与相邻已有建筑地下室的连通。
2.根据权利要求1所述的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，在所述既有建筑内部拟增设地下室区域的底板向下开挖至所述原有基础处，并在所述原有基础上进行微扰动开孔，通过静压法将钢管桩打入所述原有基础的开孔处。
3.根据权利要求2所述的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：所述原有基础完成加固后，在所述原有基础上部施工既有建筑墙体两侧的夹墙梁，以及安装于所述夹墙梁底部且位于相邻两根所述夹墙梁之间的上托梁结构，施工完成后继续向下开挖，凿除所述原有基础，在所述上托梁结构下方施工下托梁结构。
4.根据权利要求1所述的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，在所述既有建筑原有外墙的洞口上方增设托梁。
5.根据权利要求1所述的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，在所述既有建筑内部拟增设地下室区域采用低净空钻孔灌注桩施工围护桩，在所述既有建筑外部拟增设地下连通道区域采用常规钻孔灌注桩施工围护桩，并设置基坑钢支撑，所述围护桩施工完毕后，在所述围护桩外侧采用MJS工法进行止水帷幕施工。
6.根据权利要求1所述的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：根据拟增设地下连通道区域和拟增设地下室区域所在基坑长宽比确定是否需要对其进行分区施工，当所述基坑长宽比小于等于3时，不需要分区施工，采用明挖法进行所述拟增设地下连通道区域及其上方的土方开挖，随后，对于所述拟增设地下室区域采用掏土方式由外及内进行土方开挖，并直接从外部开挖部位进行土方运输；当所述基坑长宽比大于3时，需在基坑中部加设分隔墙进行基坑分区施工，先对靠近所述既有建筑的分区进行土方开挖及运输，再由近及远依次对其他分区的土方实施开挖。
7.根据权利要求1所述的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，采用静力切割法分别在与所述地下连通道两端相对应的所述既有建筑和所述相邻已有建筑的地下室外墙及地下连续墙上开洞。
8.根据权利要求1所述的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述既有建筑与所述相邻已有建筑之间的所述地下连通道的连通口采用比原结构高一等级的抗渗混凝土，并采用中埋式橡胶止水带防水，而且，所述地下连通道与所述相邻已有建筑地下室的连通口施工应在新、老混凝土交界面处设置遇水膨胀止水条及全断面注浆管。
9.根据权利要求1所述的既有建筑下增设地下室及地下连通道的明挖施工方法，其特征在于：所述步骤S3和所述步骤S4中，采用土方运输设备运输所述土方，所述土方运输设备包括门架式吊车及电动式平板运输车，所述门架式吊车跨越设置于所述拟增设地下室区域上方，所述门架式吊车和所述电动式平板运输车均能够沿所述拟增设地下室区域顶部地面滑行。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |