既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置及其安裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置，包括至少兩段鋼管，相鄰兩段鋼管之間通過鋼管接頭及短插銷連接，鋼管上端且在鋼管接頭長度范圍之外，設(shè)置有能插入長插銷的第一插孔；鋼管接頭與相鄰兩段鋼管上均設(shè)置有相對應(yīng)的能夠插入短插銷的第二插孔，第一插銷和第二插銷在同一根鋼管的圓截面上錯開90°設(shè)置。本發(fā)明同時還公開了該裝置的安裝方法。本發(fā)明保證連接后的鋼管受力合理，實現(xiàn)了鋼管的快速、方便地連接，減少了鉆孔內(nèi)插入鋼管的時間，降低鉆孔塌方的風險。同時，可方便地安裝水平拉結(jié)桿件，保證鋼管穩(wěn)定性。鋼管可回收利用降低了工程成本。所需的起重設(shè)備輕便，適合在地下室等狹小空間施工，為既有建筑地下增層提供了技術(shù)支持。
【專利說明】既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置及其安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種土木建筑技術(shù)，尤其是一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置及其安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有序、合理、綜合、高效地開發(fā)利用既有建筑物地下空間資源，成為擴充基礎(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發(fā)和利用。然而，大量的既有建筑因為歷史的原因，缺少前瞻性而未設(shè)計地下停車場等，隨著汽車數(shù)量的增加出現(xiàn)了停車難。因此，對既有建筑物地下空間的開發(fā)是一項艱巨而迫切的任務(wù)。
[0003]發(fā)明人賈強提出的《型鋼加水平拉結(jié)桿件支撐既有建筑增設(shè)多層地下室工藝》(申請?zhí)?01210407508.4)?；谠诔惺茇Q向荷載的鋼管之間加設(shè)水平拉結(jié)桿件，提高豎向受壓鋼管穩(wěn)定性的原理，提出了水平拉結(jié)鋼管支撐既有建筑增設(shè)多層地下室的方法。在建筑物下方泥漿護壁成孔，插入鋼管并水平拉結(jié)保證土方開挖后鋼管的穩(wěn)定性。受壓鋼管是支撐既有建筑，并將建筑物荷載傳遞至深層地基土的重要構(gòu)件。在既有建筑豎向承重構(gòu)件(墻或柱)內(nèi)、外兩側(cè)均要布置受壓鋼管，并通過水平向托換梁將兩側(cè)鋼管相連，托住墻或柱等豎向構(gòu)件。通常，鋼管的長度遠遠大于建筑物的層高，甚至建筑物的高度。建筑物外側(cè)的鋼管可利用起重機豎起，直接插入鉆好的孔中。而建筑物室內(nèi)的鋼管，如果用起重機豎起插入孔中，需要將屋頂和樓板拆除或在上面開孔。如果鋼管分段插入，鋼管的接頭的可靠性以及如何實現(xiàn)快速和方便的連接仍是需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置及其安裝方法，該裝置鋼管受力合理，實現(xiàn)了鋼管的快速、方便地連接，減少了鉆孔內(nèi)插入鋼管的時間，降低鉆孔塌方的風險。同時，可方便地安裝水平拉結(jié)桿件，保證鋼管穩(wěn)定性。鋼管可回收利用降低了工程成本。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0006]一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置，包括至少兩段鋼管，所述相鄰兩段鋼管之間通過鋼管接頭及短插銷連接，所述鋼管上端且在鋼管接頭長度范圍之外，設(shè)置有能插入長插銷的第一插孔；所述鋼管接頭與相鄰兩段鋼管上均設(shè)置有相對應(yīng)的能夠插入短插銷的第二插孔，所述第一插銷和第二插銷在同一根鋼管的圓截面上錯開90°設(shè)置。
[0007]所述鋼管接頭的外徑小于相鄰兩段鋼管的內(nèi)徑。
[0008]所述鋼管接頭的內(nèi)徑大于相鄰兩段鋼管的外徑。
[0009]一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置的安裝方法，包括:
[0010](I)在既有建筑物承重構(gòu)件(墻或柱)內(nèi)外兩側(cè)地基上鉆孔，為插入鋼管創(chuàng)造條件；
[0011](2)在既有建筑物外側(cè)利用起重機吊裝鋼管，而既有建筑物室內(nèi)安設(shè)手拉葫蘆或倒鏈簡易起重設(shè)備吊裝鋼管；每節(jié)鋼管的長度應(yīng)小于室內(nèi)層高，以便鋼管豎立后有連接和吊裝的操作空間；
[0012](3)將手拉葫蘆或倒鏈連接吊鉤的鋼絲繩穿入鋼管頂端的短插銷的第二插孔中，將所述鋼管立起，緩緩插入既有建筑物承重構(gòu)件內(nèi)兩側(cè)地基上的孔中；當長插銷的第一插孔接近孔口地面時，插入長插銷；降低吊鉤，長插銷兩端搭在所述孔口周圍的地面上，所述鋼管的重量通過長插銷傳遞至地面，摘除吊鉤；
[0013](4)安裝鋼管接頭和相鄰的上段鋼管，保證上、下兩段鋼管對齊、頂緊，穿入短插銷，完成上、下兩段鋼管與鋼管接頭的連接；
[0014](5)將手拉葫蘆或倒鏈的連接吊鉤的鋼絲繩穿入上段鋼管的頂端的短插銷的第二插孔中，升吊鉤，將長插銷抽出，然后緩緩將兩段組合好的鋼管插入所述孔中；
[0015](6)重復(fù)步驟(3)?(5)，實現(xiàn)多節(jié)鋼管連接形成組合鋼管，直至最下端鋼管到達設(shè)計標聞;
[0016](7)再重復(fù)步驟(3)?(6)，實現(xiàn)多套組合鋼管的安裝連接；
[0017](8)每套組合鋼管和孔壁間注入水泥砂漿；水泥砂漿達到強度后，開挖建筑物下方地基土，建筑物重量由組合鋼管和硬化的水泥砂漿支撐；在開挖土方的同時，利用長插銷的第一插孔安裝相鄰組合鋼管間的水平拉結(jié)桿件，保證多套組合鋼管的穩(wěn)定性；
[0018](9)建筑物下方的地下室結(jié)構(gòu)施工完成后，破除水泥砂漿，將組合鋼管從上而下逐段拆除:利用吊鉤穿入處于最上部的鋼管上端的短插銷的第二插孔中，將下端連接鋼管間的短插銷抽出，將位于最上部的鋼管吊走，依次拆除剩余鋼管。
[0019]本發(fā)明中，由于受既有建筑物室內(nèi)層高以及不能使用大型起重機械的限值，鋼管只能分成若干節(jié)分段插入。而鋼管的接頭既要保證連接后的鋼管受力合理，能夠成為豎向受力構(gòu)件，承擔上部建筑物的荷載，又能在孔口處實現(xiàn)上、下段鋼管的快速、方便地連接，減少插入鋼管的時間，降低鉆孔塌方的風險。
[0020]鋼管接頭分為外套式和內(nèi)插式。外套式接頭是在上、下段鋼管連接部位，外側(cè)套入內(nèi)徑比被連接鋼管外徑略大的鋼管接頭。鋼管接頭和上段鋼管下端以及下段鋼管上端均有內(nèi)外對應(yīng)的插孔，以便插入短插銷實現(xiàn)鋼管接頭和上、下段鋼管的連接。連接時，上、下段鋼管應(yīng)對齊、頂緊，插入短插銷，在吊鉤吊裝鋼管插入鉆孔過程中，依靠短插銷傳遞鋼管自重產(chǎn)生的拉力。每段鋼管上端在鋼管接頭長度范圍之外，設(shè)置能插入長插銷的插孔，以便插入長插銷將鋼管支撐在鉆孔頂部地面上，可拆除起吊鋼管的吊鉤，方便上、下段鋼管的連接。插入長插銷的插孔宜與短插銷插孔在圓鋼管截面上錯開900，以免插孔距離太近，明顯降低鋼管承載力。內(nèi)插式接頭鋼管外徑比被連接鋼管內(nèi)徑略小，其他的構(gòu)造與外套式接頭相同。
[0021]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明保證連接后的鋼管受力合理，實現(xiàn)了鋼管的快速、方便地連接，減少了鉆孔內(nèi)插入鋼管的時間，降低鉆孔塌方的風險。同時，可方便地安裝水平拉結(jié)桿件，保證鋼管穩(wěn)定性。鋼管可回收利用降低了工程成本。所需的起重設(shè)備輕便，適合在地下室等狹小空間施工，為既有建筑地下增層提供了技術(shù)支持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖3是最下部鋼管插入地基上鉆孔示意圖；
[0025]圖4是利用長插銷支撐鋼管正面圖；
[0026]圖5是利用長插銷支撐鋼管側(cè)面圖；
[0027]圖6是上下短鋼管連接示意圖；
[0028]圖7是利用長插銷孔安裝水平拉結(jié)桿件示意圖；
[0029]其中:1 一下段鋼管；2—外套式鋼管接頭；3—上段鋼管；4一短插銷；5—第二插孔；6—第一插孔；7—內(nèi)插式鋼管接頭；8—長插銷；9一吊鉤；10—水平拉結(jié)桿件。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0031]實施例1:
[0032]圖1，圖3-圖7所示，既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置，包括至少兩段鋼管，所述相鄰兩段鋼管(即上段鋼管3和下段鋼管I)之間通過外套式鋼管接頭2及短插銷4連接，外套式鋼管接頭2的內(nèi)徑大于相鄰兩段鋼管的外徑。所述鋼管上端且在外套式鋼管接頭2長度范圍之外，設(shè)置有能插入長插銷的第一插孔6 ;所述外套式鋼管接頭2與相鄰兩段鋼管上均設(shè)置有相對應(yīng)的能夠插入短插銷的第二插孔5，所述第一插銷6和第二插銷5在同一根鋼管的圓截面上錯開90°設(shè)置。
[0033]一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置的安裝方法，包括:
[0034](I)在既有建筑物承重構(gòu)件(墻或柱)內(nèi)外兩側(cè)地基上鉆孔，為插入鋼管創(chuàng)造條件；
[0035](2)在既有建筑物外側(cè)利用起重機吊裝鋼管，而既有建筑物室內(nèi)安設(shè)手拉葫蘆或倒鏈簡易起重設(shè)備吊裝鋼管；每節(jié)鋼管的長度應(yīng)小于室內(nèi)層高，以便鋼管豎立后有連接和吊裝的操作空間；
[0036](3)將手拉葫蘆或倒鏈連接吊鉤9的鋼絲繩穿入下段鋼管3頂端的短插銷的第二插孔5中，將所述鋼管立起，緩緩插入既有建筑物承重構(gòu)件內(nèi)兩側(cè)地基上的孔中；當長插銷的第一插孔6接近孔口地面時，插入長插銷8 ；降低吊鉤9，長插銷8兩端搭在所述孔口周圍的地面上，所述鋼管的重量通過長插銷8傳遞至地面，摘除吊鉤9 ；
[0037](4)安裝外套式鋼管接頭2和相鄰的上段鋼管1，保證上、下兩段鋼管對齊、頂緊，穿入短插銷4，完成上、下兩段鋼管與外套式鋼管接頭2的連接；
[0038](5)將手拉葫蘆或倒鏈的連接吊鉤9的鋼絲繩穿入上段鋼管I的頂端的短插銷的第二插孔5中，升吊鉤9，將長插銷8抽出，然后緩緩將兩段組合好的鋼管插入所述孔中；
[0039](6)重復(fù)步驟(3)?(5)，實現(xiàn)多節(jié)鋼管連接形成組合鋼管，直至最下端鋼管到達設(shè)計標聞;
[0040](7)再重復(fù)步驟(3)?(6)，實現(xiàn)多套組合鋼管的安裝連接；
[0041](8)每套組合鋼管和孔壁間注入水泥砂漿；水泥砂漿達到強度后，開挖建筑物下方地基土，建筑物重量由組合鋼管和硬化的水泥砂漿支撐；在開挖土方的同時，利用長插銷的第二插孔6安裝相鄰組合鋼管間的水平拉結(jié)桿件10，保證多套組合鋼管的穩(wěn)定性；
[0042](9)建筑物下方的地下室結(jié)構(gòu)施工完成后，破除水泥砂漿，將組合鋼管從上而下逐段拆除:利用吊鉤9穿入處于最上部的鋼管上端的短插銷的第二插孔5中，將下端連接鋼管間的短插銷4抽出，將位于最上部的鋼管吊走，依次拆除剩余鋼管。[0043]實施例2:
[0044]如圖2-圖5所示，既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置，包括至少兩段鋼管，所述相鄰兩段鋼管(即上段鋼管3和下段鋼管I)之間通過內(nèi)插式鋼管接頭2及短插銷4連接，內(nèi)插式鋼管接頭7的外徑小于相鄰兩段鋼管的內(nèi)徑。所述鋼管上端且在內(nèi)插式鋼管接頭7長度范圍之外，設(shè)置有能插入長插銷的第一插孔6 ;內(nèi)插式鋼管接頭7與相鄰兩段鋼管上均設(shè)置有相對應(yīng)的能夠插入短插銷的第二插孔5，所述第一插銷6和第二插銷5在同一根鋼管的圓截面上錯開90°設(shè)置。
[0045]一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置的安裝方法，包括:
[0046](I)在既有建筑物承重構(gòu)件(墻或柱)內(nèi)外兩側(cè)地基上鉆孔，為插入鋼管創(chuàng)造條件；
[0047](2)在既有建筑物外側(cè)利用起重機吊裝鋼管，而既有建筑物室內(nèi)安設(shè)手拉葫蘆或倒鏈簡易起重設(shè)備吊裝鋼管；每節(jié)鋼管的長度應(yīng)小于室內(nèi)層高，以便鋼管豎立后有連接和吊裝的操作空間；
[0048](3)將手拉葫蘆或倒鏈連接吊鉤9的鋼絲繩穿入下段鋼管3頂端的短插銷的第二插孔5中，將所述鋼管立起，緩緩插入既有建筑物承重構(gòu)件內(nèi)兩側(cè)地基上的孔中；當長插銷的第一插孔6接近孔口地面時，插入長插銷8 ；降低吊鉤9，長插銷8兩端搭在所述孔口周圍的地面上，所述鋼管的重量通過長插銷8傳遞至地面，摘除吊鉤9 ；
[0049](4)安裝內(nèi)插式鋼管接頭7和相鄰的上段鋼管1，保證上、下兩段鋼管對齊、頂緊，穿入短插銷4，完成上、下兩段鋼管與外套式鋼管接頭2的連接；
[0050](5)將手拉葫蘆或倒鏈的連接吊鉤9的鋼絲繩穿入上段鋼管I的頂端的短插銷的第二插孔5中，升吊鉤9，將長插銷8抽出，然后緩緩將兩段組合好的鋼管插入所述孔中；
[0051](6)重復(fù)步驟(3)?(5)，實現(xiàn)多節(jié)鋼管連接形成組合鋼管，直至最下端鋼管到達設(shè)計標聞;
[0052](7)再重復(fù)步驟(3)?(6)，實現(xiàn)多套組合鋼管的安裝連接；
[0053](8)每套組合鋼管和孔壁間注入水泥砂漿；水泥砂漿達到強度后，開挖建筑物下方地基土，建筑物重量由組合鋼管和硬化的水泥砂漿支撐；在開挖土方的同時，利用長插銷的第二插孔6安裝相鄰組合鋼管間的水平拉結(jié)桿件10，保證多套組合鋼管的穩(wěn)定性；
[0054](9)建筑物下方的地下室結(jié)構(gòu)施工完成后，破除水泥砂漿，將組合鋼管從上而下逐段拆除:利用吊鉤9穿入處于最上部的鋼管上端的短插銷的第二插孔5中，將下端連接鋼管間的短插銷4抽出，將位于最上部的鋼管吊走，依次拆除剩余鋼管。
[0055]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，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)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置，其特征是，包括至少兩段鋼管，所述相鄰兩段鋼管之間通過鋼管接頭及短插銷連接，所述鋼管上端且在鋼管接頭長度范圍之外，設(shè)置有能插入長插銷的第一插孔；所述鋼管接頭與相鄰兩段鋼管上均設(shè)置有相對應(yīng)的能夠插入短插銷的第二插孔，所述第一插銷和第二插銷在同一根鋼管的圓截面上錯開90°設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述鋼管接頭的外徑小于相鄰兩段鋼管的內(nèi)徑。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述鋼管接頭的內(nèi)徑大于相鄰兩段鋼管的外徑。
4.一種既有建筑地下增層的支撐鋼管裝置的安裝方法，包括: (1)在既有建筑物承重構(gòu)件內(nèi)外兩側(cè)地基上鉆孔，為插入鋼管創(chuàng)造條件； (2)在既有建筑物外側(cè)利用起重機吊裝鋼管，而既有建筑物室內(nèi)安設(shè)手拉葫蘆或倒鏈簡易起重設(shè)備吊裝鋼管；每節(jié)鋼管的長度應(yīng)小于室內(nèi)層高，以便鋼管豎立后有連接和吊裝的操作空間； (3)將手拉葫蘆或倒鏈連接吊鉤的鋼絲繩穿入鋼管頂端的短插銷的第二插孔中，將所述鋼管立起，緩緩插入既有建筑物承重構(gòu)件內(nèi)兩側(cè)地基上的孔中；當長插銷的第一插孔接近孔口地面時，插入長插銷；降低吊鉤，長插銷兩端搭在所述孔口周圍的地面上，所述鋼管的重量通過長插銷傳遞至地面，摘除吊鉤； (4)安裝鋼管接頭和相鄰的上段鋼管，保證上、下兩段鋼管對齊、頂緊，穿入短插銷，完成上、下兩段鋼管與鋼管接頭的連接； (5)將手拉葫蘆或倒鏈的連接吊鉤的鋼絲繩穿入上段鋼管的頂端的短插銷的第二插孔中，升吊鉤，將長插銷抽出，然后緩緩將兩段組合好的鋼管插入所述孔中； (6)重復(fù)步驟(3)?(5)，實現(xiàn)多節(jié)鋼管連接形成組合鋼管，直至最下端鋼管到達設(shè)計標聞; (7)再重復(fù)步驟(3)?(6)，實現(xiàn)多套組合鋼管的安裝連接； (8)每套組合鋼管和孔壁間注入水泥砂漿；水泥砂漿達到強度后，開挖建筑物下方地基土，建筑物重量由組合鋼管和硬化的水泥砂漿支撐；在開挖土方的同時，利用長插銷的第一插孔安裝相鄰組合鋼管間的水平拉結(jié)桿件，保證多套組合鋼管的穩(wěn)定性； (9)建筑物下方的地下室結(jié)構(gòu)施工完成后，破除水泥砂漿，將組合鋼管從上而下逐段拆除:利用吊鉤穿入處于最上部的鋼管上端的短插銷的第二插孔中，將下端連接鋼管間的短插銷抽出，將位于最上部的鋼管吊走，依次拆除剩余鋼管。
【文檔編號】E04G23/02GK103437566SQ201310388726
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】賈強, 張鑫 申請人:山東建筑大學