利用支護(hù)結(jié)構(gòu)和托換結(jié)構(gòu)支撐既有建筑物地下增層方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用支護(hù)結(jié)構(gòu)和托換結(jié)構(gòu)支撐既有建筑物地下增層方法，(1)在框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)的外側(cè)，施工環(huán)型鋼筋混凝土地下連續(xù)墻；(2)在中間幾排獨(dú)立基礎(chǔ)框架柱四個(gè)角外邊，以及外側(cè)獨(dú)立基礎(chǔ)框架柱內(nèi)側(cè)兩個(gè)角外邊，施工鋼筋混凝土托換樁；(3)在獨(dú)立基礎(chǔ)頂部的高度位置施工水平托換梁，該梁從四周包裹住框架柱，下端支撐在托換樁的頂端；不同軸線的框架柱也通過(guò)托換梁連為整體，托換梁的兩端與外側(cè)的地下連續(xù)墻相連；(4)截除框架柱下端的獨(dú)立基礎(chǔ)；(5)開(kāi)挖一層層高范圍內(nèi)地下室土方；在坑底施工下一層水平托換梁；(6)重復(fù)步驟（5），直至地下室底板持力土層；(7)自下而上施工地下室底板、各層樓板以及頂板，地下室結(jié)構(gòu)施工完畢。
【專利說(shuō)明】利用支護(hù)結(jié)構(gòu)和托換結(jié)構(gòu)支撐既有建筑物地下增層方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種土木建筑技術(shù)，尤其是一種利用支護(hù)結(jié)構(gòu)和托換結(jié)構(gòu)支撐既有建筑物地下增層方法。

【背景技術(shù)】
[0002]有序、合理、綜合、高效地開(kāi)發(fā)利用既有建筑物地下空間資源，成為擴(kuò)充基礎(chǔ)設(shè)施容量，提高城市綜合防災(zāi)能力，提高土地利用效率與節(jié)約土地資源的最為有效的途徑之一。新建建筑物根據(jù)城市規(guī)劃的要求，多已考慮了地下空間的開(kāi)發(fā)和利用。然而，大量的既有建筑因?yàn)闅v史的原因，缺少前瞻性而未設(shè)計(jì)地下停車場(chǎng)等，隨著汽車數(shù)量的增加出現(xiàn)了停車難。因此，對(duì)既有建筑物地下空間的開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)艱巨而迫切的任務(wù)。
[0003]利用靜壓樁(ZL200710116226.8)和型鋼(ZL2012104075084)等作為臨時(shí)支撐構(gòu)件支撐上部既有建筑物，下部開(kāi)挖土方增設(shè)地下室是既有建筑地下增層的有效方法。但該方法并未考慮土方開(kāi)挖過(guò)程中，基坑的放坡或支護(hù)要求。建筑物的逆作法施工，利用臨時(shí)鋼管支撐上部新建結(jié)構(gòu)，并利用四周的地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。該方法上部支撐的建筑物為新建結(jié)構(gòu)，鋼管在新建柱等豎向構(gòu)件的正下方，甚至可以作為柱配筋的一部分，但應(yīng)用在支撐既有建筑豎向構(gòu)件時(shí)，卻很難設(shè)置在構(gòu)件的正下方，因此很難用在既有建筑地下增層。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)201310390195.0公開(kāi)了一種利用原有樁基礎(chǔ)支撐既有建筑地下增層的方法，設(shè)置端承樁既有建筑地下增層:樁周土開(kāi)挖前，進(jìn)行基坑支護(hù)和降低地下水位準(zhǔn)備工作；開(kāi)挖既有建筑下方樁周土 ；開(kāi)挖至樁的穩(wěn)定性不能滿足安全要求時(shí)，在相鄰樁之間安裝支撐；設(shè)置多道支撐，開(kāi)挖樁周土至設(shè)計(jì)標(biāo)高；澆筑新增地下室底板，同時(shí)作為下方樁基礎(chǔ)的承臺(tái)；拆除最底層支撐，自下而上在樁四周綁扎鋼筋，將樁加固改造成地下室的柱，同時(shí)施工地下室的梁和板；繼續(xù)向上拆除各層支撐，施工上一層的柱、梁和板，直至地面；地下室外側(cè)回填土。設(shè)置了摩擦樁的既有建筑物，在原有樁基礎(chǔ)之間通過(guò)壓樁或鉆孔樁，增設(shè)新的樁基礎(chǔ)，并通過(guò)承臺(tái)與原有樁相連，再按照端承樁方法增設(shè)新地下室。但該方法未考慮新增地下室外側(cè)設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)擋土和止水，也未能利用支護(hù)結(jié)構(gòu)支撐上部結(jié)構(gòu)。
[0005]中國(guó)專利申請(qǐng)201110095728.3公開(kāi)了一種建筑物托換頂升并向下增層方法，先通過(guò)設(shè)置夾墻梁形成托盤結(jié)構(gòu)，再通過(guò)設(shè)置壓樁平臺(tái)進(jìn)行壓樁，然后通過(guò)設(shè)置牛腿與壓樁平臺(tái)、托盤結(jié)構(gòu)一起承托原建筑物的荷載，再開(kāi)挖基礎(chǔ)土方將錨桿靜壓樁連接成格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)，即可做地下室等增層結(jié)構(gòu)，或通過(guò)頂升后再做增層結(jié)構(gòu)。該方法利用了縱、橫夾墻梁與錨桿靜壓樁連接形成托盤，但該水平承力結(jié)構(gòu)未能與外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)相連，不能夠成為支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)支撐，協(xié)助支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)水、土壓力。
[0006]中國(guó)專利申請(qǐng)201110075492.7公開(kāi)了一種框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)既有建筑物地下室增層方法利用從原獨(dú)立基礎(chǔ)頂面鉆孔處壓入地基土的鋼桶混凝土樁支撐原獨(dú)立基礎(chǔ)及其上部荷載，進(jìn)而對(duì)原框架柱延長(zhǎng)并和地下室底板形成整體性新基礎(chǔ)，由地下室底板下地基土和鋼桶混凝土樁共同承擔(dān)上部荷載；原獨(dú)立基礎(chǔ)截除后形成空間為增建的地下室，從而進(jìn)行地下室增層。該方法雖設(shè)置了一圈灌注樁和旋噴樁作為基坑的擋土和止水的支護(hù)，但該結(jié)構(gòu)未與托換結(jié)構(gòu)相連，不能共同承擔(dān)上部荷載，也沒(méi)有水平構(gòu)件作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐，支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力體系不盡合理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將支護(hù)結(jié)構(gòu)與地下增層的托換構(gòu)件相結(jié)合，共同承擔(dān)既有建筑的重量和基坑的水、土壓力，可明顯降低造價(jià)，節(jié)約成本。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種利用支護(hù)結(jié)構(gòu)和托換結(jié)構(gòu)支撐既有建筑物地下增層方法，包括:
(1)在框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)的外側(cè)即緊靠最外排框架柱的外邊，通過(guò)泥漿護(hù)壁的方法施工環(huán)型鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，所述連續(xù)墻的底部支撐在堅(jiān)硬巖石層上，以減少沉降；該墻體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)在土方開(kāi)挖期間起到擋土和止水作用；
(2)在中間幾排獨(dú)立基礎(chǔ)框架柱四個(gè)角的外邊，以及在外側(cè)獨(dú)立基礎(chǔ)框架柱內(nèi)側(cè)兩個(gè)角的外邊，通過(guò)泥漿護(hù)壁鉆孔樁的方式施工鋼筋混凝土托換樁，所述托換樁的底部支撐在堅(jiān)硬巖石層上；所述框架柱外部的托換樁不僅是土方開(kāi)挖期間上部結(jié)構(gòu)的支撐，而且是新增地下室豎向承力構(gòu)件；
(3)在獨(dú)立基礎(chǔ)頂部的高度位置施工水平托換梁，該梁從四周包裹住框架柱，下端支撐在托換樁的頂端；不同軸線的框架柱也通過(guò)托換梁連為整體，托換梁的兩端與外側(cè)的地下連續(xù)墻相連；中間幾排框架柱的上部荷載通過(guò)包裹它的托換梁傳遞到四周的托換樁，而外側(cè)框架柱的上部荷載通過(guò)局部包裹(邊柱三面包裹、角柱兩面包裹)它的托換梁傳遞到內(nèi)側(cè)托換樁和外側(cè)地下連續(xù)墻上；同時(shí)，水平托換梁能夠作為支護(hù)結(jié)構(gòu)(地下連續(xù)墻)的內(nèi)部支撐，承擔(dān)支護(hù)結(jié)構(gòu)的水、土壓力，改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力形式；
(4)截除框架柱下端的獨(dú)立基礎(chǔ)；
(5)開(kāi)挖一層層高范圍內(nèi)的地下室土方；在坑底施工下一層水平托換梁；
(6)重復(fù)步驟(5)，直至地下室底板持力土層；
(7)自下而上施工地下室底板、各層樓板以及頂板，地下室結(jié)構(gòu)施工完畢。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，采用本方法對(duì)框架結(jié)構(gòu)地下增層可利用支護(hù)結(jié)構(gòu)作為既有建筑支撐構(gòu)件。同時(shí)，水平托換梁可作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平支撐，減少了支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力，不必增設(shè)支撐或拉錨。地下連續(xù)墻不僅作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，也成為新增地下室一部分降低了成本?；油鈧?cè)也不必放坡、降水等，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是增層前既有建筑物獨(dú)立基礎(chǔ)的平面圖；
圖2是增層前既有建筑物的立面圖；
圖3是鋼筋混凝土地下連續(xù)墻和托換樁的平面布置圖；
圖4是鋼筋混凝土地下連續(xù)墻和托換樁的立面圖；
圖5是水平托換梁的平面布置圖；
圖6是開(kāi)挖一層層高范圍內(nèi)的地下室土方；
圖7是開(kāi)挖土方至地下室底板持力土層； 圖8是自下而上施工地下室底板、各層樓板以及頂板；
其中1.框架柱；2.獨(dú)立基礎(chǔ)；3.待開(kāi)挖土層；4.巖石層；5.托換樁；6.鋼筋混凝土地下連續(xù)墻；7.水平托換梁；8.地下室底板；9.地下室中間層樓板；10.地下室頂板。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]以兩層框架結(jié)構(gòu)(3排3列)既有建筑增設(shè)兩層地下室為例。
[0013]如圖1-圖8所示，利用支護(hù)結(jié)構(gòu)和托換結(jié)構(gòu)支撐既有建筑物地下增層方法，包括:
(1)在框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)2的外側(cè)即緊靠最外排框架柱I的外邊，通過(guò)泥漿護(hù)壁的方法施工環(huán)型鋼筋混凝土地下連續(xù)墻6，所述連續(xù)墻的底部支撐在堅(jiān)硬巖石層4上，以減少沉降；該墻體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)在土方開(kāi)挖期間起到擋土和止水作用；
(2)在中間幾排獨(dú)立基礎(chǔ)2的框架柱I四個(gè)角的外邊，以及在外側(cè)獨(dú)立基礎(chǔ)2的框架柱I內(nèi)側(cè)兩個(gè)角的外邊，通過(guò)泥漿護(hù)壁鉆孔樁的方式施工鋼筋混凝土托換樁5，所述托換樁5的底部支撐在堅(jiān)硬巖石層4上；所述框架柱I外部的托換樁5不僅是土方開(kāi)挖期間上部結(jié)構(gòu)的支撐，而且是新增地下室豎向承力構(gòu)件；
(3)在獨(dú)立基礎(chǔ)頂部的高度位置施工水平托換梁7，該梁從四周包裹住框架柱1，下端支撐在托換樁5的頂端；不同軸線的框架柱I也通過(guò)托換梁7連為整體，托換梁7的兩端與外側(cè)的地下連續(xù)墻6相連；中間幾排框架柱I的上部荷載通過(guò)包裹它的托換梁7傳遞到四周的托換樁5，而外側(cè)框架柱I的上部荷載通過(guò)局部包裹(邊柱三面包裹、角柱兩面包裹)它的托換梁7傳遞到內(nèi)側(cè)托換樁5和外側(cè)地下連續(xù)墻6上；同時(shí)，水平托換梁7能夠作為支護(hù)結(jié)構(gòu)(地下連續(xù)墻)的內(nèi)部支撐，承擔(dān)支護(hù)結(jié)構(gòu)的水、土壓力，改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力形式；
(4)截除框架柱I下端的獨(dú)立基礎(chǔ)2；
(5)開(kāi)挖一層層高范圍內(nèi)的地下室待開(kāi)挖土層3的土方；在坑底施工下一層水平托換梁7 ;
(6)重復(fù)步驟(5)，直至地下室底板8持力土層；
(7)自下而上施工地下室底板8、地下室中間層樓板9以及地下室頂板10，地下室結(jié)構(gòu)施工完畢。
[0014]采用本方法對(duì)框架結(jié)構(gòu)地下增層可利用支護(hù)結(jié)構(gòu)作為既有建筑支撐構(gòu)件。同時(shí)，水平托換梁可作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平支撐，減少了支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力，不必增設(shè)支撐或拉錨。地下連續(xù)墻不僅作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，也成為新增地下室一部分降低了成本。基坑外側(cè)也不必放坡、降水等，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
[0015]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用支護(hù)結(jié)構(gòu)和托換結(jié)構(gòu)支撐既有建筑物地下增層方法，其特征是，包括: (1)在框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)的外側(cè)即緊靠最外排框架柱的外邊，通過(guò)泥漿護(hù)壁的方法施工環(huán)型鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，所述連續(xù)墻的底部支撐在堅(jiān)硬巖石層上，以減少沉降；該墻體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)在土方開(kāi)挖期間起到擋土和止水作用； (2)在中間幾排獨(dú)立基礎(chǔ)框架柱四個(gè)角的外邊，以及在外側(cè)獨(dú)立基礎(chǔ)框架柱內(nèi)側(cè)兩個(gè)角的外邊，通過(guò)泥漿護(hù)壁鉆孔樁的方式施工鋼筋混凝土托換樁，所述托換樁的底部支撐在堅(jiān)硬巖石層上；所述框架柱外部的托換樁不僅是土方開(kāi)挖期間上部結(jié)構(gòu)的支撐，而且是新增地下室豎向承力構(gòu)件； (3)在獨(dú)立基礎(chǔ)頂部的高度位置施工水平托換梁，該梁從四周包裹住框架柱，下端支撐在托換樁的頂端；不同軸線的框架柱也通過(guò)托換梁連為整體，托換梁的兩端與外側(cè)的地下連續(xù)墻相連；中間幾排框架柱的上部荷載通過(guò)包裹它的托換梁傳遞到四周的托換樁，而外側(cè)框架柱的上部荷載通過(guò)局部包裹它的托換梁傳遞到內(nèi)側(cè)托換樁和外側(cè)地下連續(xù)墻上；同時(shí)，水平托換梁能夠作為支護(hù)結(jié)構(gòu)即地下連續(xù)墻的內(nèi)部支撐，承擔(dān)支護(hù)結(jié)構(gòu)的水、土壓力，改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力形式； (4)截除框架柱下端的獨(dú)立基礎(chǔ)； (5)開(kāi)挖一層層高范圍內(nèi)的地下室土方；在坑底施工下一層水平托換梁； (6)重復(fù)步驟(5),直至地下室底板持力土層； (7)自下而上施工地下室底板、各層樓板以及頂板，地下室結(jié)構(gòu)施工完畢。
【文檔編號(hào)】E04G23/06GK104453274SQ201410690050
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】賈強(qiáng), 張?chǎng)? 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)