專利名稱：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
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)的既有建筑物基礎(chǔ)托換地下室增層方法，屬于土木工程中建筑工程的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)城市建設(shè)和城市化進(jìn)程的不斷加快，城市規(guī)模的急劇擴(kuò)大產(chǎn)生了城市人口過飽和、交通擁擠和建筑空間擁擠等一系列的問題。城市的擴(kuò)展往往受到有限的土地資源的制約，向高空發(fā)展則會(huì)加重城市空間密度，使城市空間發(fā)展逐步走向惡性循環(huán)。因此， 對(duì)城市地下空間的開發(fā)利用已成為解決城市發(fā)展問題的必然出路，是城市走可持續(xù)發(fā)展道路的重要途徑。有序、合理、綜合、高效地開發(fā)利用城市地下空間資源，是擴(kuò)充基礎(chǔ)設(shè)施容量，提高土地利用效率與節(jié)約土地資源的有效途徑之一。特別是我國(guó)城市私人汽車擁有量迅速增加，而市中心又是人流和車流匯聚的地區(qū)，地下停車場(chǎng)的建設(shè)已成為大中城市健康發(fā)展的制約因素之一，特別是沒有地下室和地下停車場(chǎng)等設(shè)施的既有建筑物在使用功能上的缺陷日益顯現(xiàn)出來。因此，既有建筑物地下空間的開發(fā)需求日益凸顯。北京市音樂堂改建工程在原有建筑基礎(chǔ)上保留主體結(jié)構(gòu)，采用“兩樁托一柱的”基礎(chǔ)托換方案將原獨(dú)立基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)改造新增一層6. 5m的地下室。在技術(shù)已獲國(guó)家發(fā)明專利(專利號(hào)98123196. 9)，其關(guān)鍵工藝為在柱兩側(cè)挖樁，在樁頂做承臺(tái)梁，將原有結(jié)構(gòu)柱包在梁內(nèi)，使之與梁成為一體，讓上部結(jié)構(gòu)荷載通過承臺(tái)梁傳于樁基和筏形基礎(chǔ)。但是該技術(shù)適用于地下水位較低的地區(qū)采用。專利板式基礎(chǔ)托換法(專利號(hào)ZL200610045257. 4)利用擬建地下室的部分頂板和底板作為托換構(gòu)件，起臨時(shí)基礎(chǔ)的作用，承擔(dān)上部荷載，以施工地下室的豎向構(gòu)件。在基礎(chǔ)上部位置(一般在室內(nèi)地坪處)施工部分頂板，頂板通過梁與
柱可靠連接。該頂板兼作托換構(gòu)件，將上部荷載傳遞到頂板下的土體。這樣就可以開挖原基礎(chǔ)下的土體。在豎向傳力構(gòu)件的底端施工部分底板，再作為“臨時(shí)”基礎(chǔ)，承擔(dān)上部荷載，以開挖剩余土體，澆筑剩余底板。該技術(shù)不采用樁基，可以減低托換成本，但是僅依靠托換板下四周懸空的土柱支撐上部荷載，僅適用于地基土質(zhì)很好的工況。當(dāng)土質(zhì)較差且地下水位較高時(shí)，采用該方法可能過大的結(jié)構(gòu)變形，甚至引起結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。因此，開發(fā)一種土質(zhì)較差且地下水位較高地區(qū)既有建筑物地下室增層技術(shù)具有重要意義和應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)既有建筑物地下室增層方法。該方法施工方便，且可嚴(yán)格控制基礎(chǔ)托換施工過程的變形。技術(shù)方案本發(fā)明的框架結(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一整體性新基礎(chǔ)，由地下室地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，具體步驟是
1).在擬進(jìn)行增層的既有建筑物周圍進(jìn)行基坑支擋結(jié)構(gòu)施工，支擋結(jié)構(gòu)采用一排鋼筋混凝土鉆孔灌注樁和一排旋噴樁組成；
2).從室內(nèi)地坪處開始開挖地基土，直至原獨(dú)立基礎(chǔ)頂面；
3).在原獨(dú)立基礎(chǔ)頂面垂直鉆孔，將預(yù)制的鋼桶混凝土樁由原獨(dú)立基礎(chǔ)垂直鉆孔處壓入地基內(nèi)至設(shè)計(jì)深度，在原獨(dú)立基礎(chǔ)頂面上澆注鋼桶混凝土樁的小承臺(tái)；
4).在基坑支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)打設(shè)井點(diǎn)降水管，進(jìn)行降水；
5).繼續(xù)開挖原獨(dú)立基礎(chǔ)側(cè)面和底面以下的土方，開挖至為擬建地下室的底板底面標(biāo)高處，使得獨(dú)立基礎(chǔ)顯露出來；原獨(dú)立基礎(chǔ)由鋼桶混凝土樁支撐；
6).開挖基底用混凝土抹平，在原獨(dú)立基礎(chǔ)頂面斜鉆孔，對(duì)原獨(dú)立基礎(chǔ)上的框架柱進(jìn)行延長(zhǎng)澆注至坑底，形成延長(zhǎng)的框架柱，并澆注底板形成新基礎(chǔ)；
7).截除延長(zhǎng)的框架柱外多余的原獨(dú)立基礎(chǔ)和新獨(dú)立基礎(chǔ)上的鋼桶混凝土樁；
8).原框架柱表層補(bǔ)強(qiáng)；
9).地下室頂板澆注；
10).新建地下室周圍外墻施工。有益效果本工法施工完成后，上部結(jié)構(gòu)荷載通過延長(zhǎng)的框架柱傳遞到地下室底板，并由底板下地基土和鋼桶混凝土樁共同承擔(dān)。地下室增層施工引起的二次變形能夠得到有效控制，減少了對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)的影響，施工期間不影響原結(jié)構(gòu)二層及以上樓層的正常使用。


圖1是本發(fā)明框架結(jié)構(gòu)既有建筑物柱網(wǎng)和獨(dú)立基礎(chǔ)布置圖； 圖2是框架結(jié)構(gòu)既有建筑物周圍基坑支擋結(jié)構(gòu)平面布置圖3是框架結(jié)構(gòu)既有建筑物地下增層前的I-I剖面圖； 圖4是地基土部分開挖至原獨(dú)立基礎(chǔ)頂面后的I-I剖面圖； 圖5是原獨(dú)立基礎(chǔ)垂直鉆孔鋼桶混凝土樁壓入及小承臺(tái)施工后的I-I剖面圖； 圖6是原獨(dú)立基礎(chǔ)垂直鉆孔及鋼桶混凝土樁壓入后平面圖； 圖7是原獨(dú)立基礎(chǔ)底面以下土體開挖后的I-I剖面圖； 圖8是原框架柱延長(zhǎng)和地下室底板澆注后的I-I剖面圖9是截除框架柱外多余的原獨(dú)立基礎(chǔ)和新獨(dú)立基礎(chǔ)上的鋼桶混凝土樁后的I-I剖面
圖10是原框架柱表層補(bǔ)強(qiáng)后的I-I剖面圖中有框架柱1、原獨(dú)立基礎(chǔ)2、圈梁3、地基土 4、支擋結(jié)構(gòu)5、鋼筋混凝土鉆孔灌注樁 51、旋噴樁52、鋼桶混凝土樁6、小承臺(tái)7、注漿孔8、延長(zhǎng)的框架柱9、地下室底板10。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
本發(fā)明的獨(dú)立基礎(chǔ)既有建筑物地下室增層工藝具體步驟如下
(1)在擬進(jìn)行增層的既有建筑物周圍進(jìn)行基坑支擋結(jié)構(gòu)5施工，支擋結(jié)構(gòu)5采用一排鋼筋混凝土鉆孔灌注樁51和一排旋噴樁52組成；
(2)從室內(nèi)地坪處開始開挖地基土4，直至原獨(dú)立基礎(chǔ)2頂面；
(3)在原獨(dú)立基礎(chǔ)2頂面垂直鉆孔，將預(yù)制的鋼桶混凝土樁6由原獨(dú)立基礎(chǔ)2垂直鉆孔處壓入地基內(nèi)至設(shè)計(jì)深度，在原獨(dú)立基礎(chǔ)2頂面上澆注鋼桶混凝土樁6的小承臺(tái)7 ；
(4)在基坑支擋結(jié)構(gòu)5內(nèi)側(cè)打設(shè)井點(diǎn)降水管，進(jìn)行降水；
(5)繼續(xù)開挖原獨(dú)立基礎(chǔ)2側(cè)面和底面以下的土方，開挖至為擬建地下室的底板10底面標(biāo)高處，使得獨(dú)立基礎(chǔ)顯露出來；原獨(dú)立基礎(chǔ)2由鋼桶混凝土樁6支撐；
(6)開挖基底用混凝土抹平，在原獨(dú)立基礎(chǔ)2頂面斜鉆孔8，對(duì)原獨(dú)立基礎(chǔ)2上的框架柱1進(jìn)行延長(zhǎng)澆注至坑底，形成延長(zhǎng)的框架柱9，并澆注底板10形成新基礎(chǔ)；
(7)截除延長(zhǎng)的框架柱9外多余的原獨(dú)立基礎(chǔ)2和新獨(dú)立基礎(chǔ)上的鋼桶混凝土樁6；
(8)原框架柱1表層補(bǔ)強(qiáng)；
(9)地下室頂板澆注；
(10)新建地下室周圍外墻施工。本工法施工完成后，上部結(jié)構(gòu)荷載通過延長(zhǎng)的框架柱傳遞到地下室底板，并由底板下地基土和鋼桶混凝土樁共同承擔(dān)。地下室增層施工引起的二次變形能夠得到有效控制，減少了對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)的影響，施工期間不影響原結(jié)構(gòu)二層及以上樓層的正常使用。
權(quán)利要求
1. 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，其特征在于該工藝?yán)脧脑?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一整體性新基礎(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，具體步驟是1).在擬進(jìn)行增層的既有建筑物周圍進(jìn)行基坑支擋結(jié)構(gòu)(5)施工，支擋結(jié)構(gòu)(5)采用一排鋼筋混凝土鉆孔灌注樁(51)和一排旋噴樁(52)組成；2).從室內(nèi)地坪處開始開挖地基土( 4 )，直至原獨(dú)立基礎(chǔ)(2 )頂面；3).在原獨(dú)立基礎(chǔ)(2)頂面垂直鉆孔，將預(yù)制的鋼桶混凝土樁(6)由原獨(dú)立基礎(chǔ)(2)垂直鉆孔處壓入地基內(nèi)至設(shè)計(jì)深度，在原獨(dú)立基礎(chǔ)(2)頂面上澆注鋼桶混凝土樁(6)的小承臺(tái)⑴；4).在基坑支擋結(jié)構(gòu)(5)內(nèi)側(cè)打設(shè)井點(diǎn)降水管，進(jìn)行降水；5).繼續(xù)開挖原獨(dú)立基礎(chǔ)(2)側(cè)面和底面以下的土方，開挖至為擬建地下室的底板 (10)底面標(biāo)高處，使得獨(dú)立基礎(chǔ)顯露出來；原獨(dú)立基礎(chǔ)(2)由鋼桶混凝土樁(6)支撐；6).開挖基底用混凝土抹平，在原獨(dú)立基礎(chǔ)(2)頂面斜鉆孔(8)，對(duì)原獨(dú)立基礎(chǔ)(2)上的框架柱(1)進(jìn)行延長(zhǎng)澆注至坑底，形成延長(zhǎng)的框架柱(9)，并澆注底板(10)形成新基礎(chǔ)；7).截除延長(zhǎng)的框架柱(9)外多余的原獨(dú)立基礎(chǔ)(2)和新獨(dú)立基礎(chǔ)上的鋼桶混凝土樁(6)；8).原框架柱(1)表層補(bǔ)強(qiáng)；9).地下室頂板澆注；10).新建地下室周圍外墻施工。
全文摘要
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)行地下室增層的方法。該方法施工方便，且可嚴(yán)格控制基礎(chǔ)托換施工過程的變形。
文檔編號(hào)E04G23/02GK102182325SQ20111007549
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者劉松玉, 章定文 申請(qǐng)人:東南大學(xué)