專利名稱：板式基礎(chǔ)托換法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程中建筑物的地下托換方法。
背景技術(shù)：
基礎(chǔ)的托換在地下空間開發(fā)中占有重要位置。上世紀(jì)60年代開始把地下托換術(shù)應(yīng)用于建筑物地下空間的開發(fā)，一般是用托換梁和托換樁作為托換構(gòu)件。作為施工期間臨時(shí)性支撐，在建筑物下方都要施工樁基礎(chǔ)，托換梁的載荷要傳遞到樁基礎(chǔ)(即托換樁)，以保證建筑物的安全。該方法可靠、沉降量小，不僅可以應(yīng)用到地下空間的開發(fā)，還可以用于地基加固和糾偏。
建筑物是通過基礎(chǔ)將荷載傳遞到地基上。地基的材料強(qiáng)度一般要比建筑物構(gòu)件的材料強(qiáng)度低，所以豎向構(gòu)件要通過加大了接觸面的基礎(chǔ)把荷載傳給地基。若要增設(shè)地下空間，就需要將豎向傳力構(gòu)件(墻、柱)接長，此時(shí)需要通過“托換構(gòu)件”，將荷載傳至周圍地基。此處的“托換構(gòu)件”和上部結(jié)構(gòu)的托換有明顯的不同與地基要有足夠大的接觸面，才能保證地基承載力和控制沉降量；同時(shí)，要有足夠的工作面保證土方開挖和混凝土澆注的順利進(jìn)行。傳統(tǒng)地下托換技術(shù)，都是額外施工托換樁，作為“托換構(gòu)件”，大大增加了工程成本。傳統(tǒng)“逆作法”也存在類似的問題，需要額外施工灌注樁和中間支撐柱作為施工期問的臨時(shí)結(jié)構(gòu)。
因此應(yīng)用托換樁作托換構(gòu)件，成本高，有時(shí)托換樁開發(fā)完后廢棄不用，造成浪費(fèi)。
專利號為CN96106976.7的中國專利提供了《一種大型建筑物的基礎(chǔ)托換方法》，其特征在于托換工程的主要作業(yè)都在地下水位以上進(jìn)行，利用現(xiàn)有建筑物的一層底板、梁、柱、外墻和二層樓板，將其加固成一個(gè)箱型整體結(jié)構(gòu)，通過兩側(cè)新樁基將上部荷載轉(zhuǎn)移和托換。該發(fā)明與現(xiàn)有的梁式或板式托換相比具有以下優(yōu)點(diǎn)開挖工程量少、施工作業(yè)方便安全、保證工程質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約投資，對淤泥質(zhì)土等軟弱地基上的大型建筑物基礎(chǔ)托換更為適用。但該專利所提供的基礎(chǔ)托換方法仍離不開施工托換樁。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有板式建筑物基礎(chǔ)托換法的不足，提供一種成本低、施工方便的板式基礎(chǔ)托換法。
本發(fā)明的板式基礎(chǔ)托換法是利用擬建地下室的部分頂板和底板作為托換構(gòu)件，起到臨時(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，具體步驟是(1)在擬建地下室的基礎(chǔ)上部位置，即在既有建筑物一層的室內(nèi)地坪處施工所有主次梁、部分或全部頂板，頂板通過梁與既有建筑物的柱可靠連接，施工的頂板兼作托換構(gòu)件，將建筑物上部荷載傳遞到施工頂板下的土體；(2)開挖除步驟1中施工的部分頂板以外的原基礎(chǔ)下的土體或施工的全部頂板下部分原基礎(chǔ)下的土體，深至地下室底板設(shè)計(jì)標(biāo)高；(3)步驟1中施工的頂板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，切除原柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，接長所有柱至地下室設(shè)計(jì)標(biāo)高；(4)施工步驟2中挖去土體部分的柱、墻及地下室底板，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，依靠這部分下的土體支撐建筑物上部荷載；(5)開挖頂板下方其余的土體，深至地下室底板設(shè)計(jì)標(biāo)高；(6)施工剩余底板和頂板，完成整個(gè)工程。
上述步驟1中施工部分頂板時(shí)，各頂板按梅花型布置。
上述步驟1中施工全部頂板時(shí)，按步驟(2)挖去土體后的部分按十字型布置。
步驟(2)中當(dāng)開挖到角柱位置時(shí)，由于沒有相連的臨時(shí)的地下室底板承力，應(yīng)當(dāng)在建筑物四個(gè)大角位置上，向外懸挑部分頂板，作臨時(shí)托換構(gòu)件。
步驟(2)后增加以下步驟在托換頂板下未被挖去的土體上設(shè)置拉錨，以防止由于其四周土體的開挖承載力減小而沉降量增大的問題。
步驟(4)中在施工底板前，鋪設(shè)隔震層，以減小其上部結(jié)構(gòu)的地震力。
與傳統(tǒng)地下托換相比，本發(fā)明不需要額外施工托換樁，只是少量增加板的部分配筋和適當(dāng)改變工序，利用建筑物本身的構(gòu)件(部分頂板和底板)交替作為“托換構(gòu)件”，完成地下空間的施工。節(jié)約了工程費(fèi)用，施工方便，成本低。
此外，本發(fā)明通過改進(jìn)“逆作法”，可完成多層地下室的施工，利用地下室的梁、板作基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，節(jié)省了深基坑支護(hù)的費(fèi)用。本發(fā)明可用于既有建筑物地下空間的開發(fā)，對于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低無地下停車場的舊建筑，開拓了增加地下停車場的技術(shù)途徑。本發(fā)明為建筑物隔震技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，對于有保存價(jià)值，而抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低的建筑物，可在板底施工隔震層。


圖1是本發(fā)明板式基礎(chǔ)托換法的梅花型頂板施工布置圖；圖2是本發(fā)明板式基礎(chǔ)托換法的梅花型底板施工布置圖；圖3是本發(fā)明板式基礎(chǔ)托換法的十字型頂板施工布置圖；圖4是采用本發(fā)明的方法在施工中頂板下土體拉錨加固的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、圍檁，2、鋼鉸線，3、地基土，4、錨具，5、接長柱，6、作為托換構(gòu)件的頂板。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1以某四層框架結(jié)構(gòu)建筑物為例柱距為7.5m，柱下為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，準(zhǔn)備改造成為帶一層地下室的結(jié)構(gòu)。
按本發(fā)明的板式基礎(chǔ)托換法，利用即有建筑物做地下室頂板的一層樓面板(在室內(nèi)地坪處)作為托換構(gòu)件。施工過程中地下室頂板按梅花型的布置施工，參見圖1；地下室底板也按梅花型的布置施工，參見圖2。其中圖1和圖2中標(biāo)識為B部分的頂板或底板為正常使用的板，標(biāo)識為A部分的頂板或底板兼作托換板，施工順序如下1、在擬建地下室頂板位置，按圖2布置和設(shè)計(jì)要求施工所有主次梁和A部分的頂板，主次梁通過插筋和柱相連；建筑物上部荷載依靠圖1所示A部分頂板下的土體支撐；2、開挖圖1所示B部分頂板位置下的土體至地下室底板設(shè)計(jì)標(biāo)高；
3、施工的A部分頂板，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，切除原柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，接長所有柱至地下室設(shè)計(jì)標(biāo)高；4、按圖2布置施工地下室B部分頂板位置下的A部分底板及柱、墻，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，依靠A部分底板下的土體支撐建筑物上部荷載；5、開挖圖1所示A部分頂板下方的土體至地下室底板設(shè)計(jì)標(biāo)高；6、施工剩余底板和頂板，完成整個(gè)工程。
當(dāng)開挖到角柱位置時(shí)，由于沒有相連的臨時(shí)的地下室底板承力，可在建筑物四個(gè)大角位置上，向外懸挑部分頂板，作臨時(shí)托換構(gòu)件。
對于有保存價(jià)值，而抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低的建筑物，可在板底施工隔震層。在底板施工前，先行鋪設(shè)一層橡膠隔震墊，可使上部結(jié)構(gòu)的地震力明顯減小。為建筑物隔震技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造條件。
實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同是采用如圖3所示的十字型頂板布置施工。是先將全部的頂板和主次梁施工完畢，頂板通過梁與柱也要可靠連接，頂板也起到“托換構(gòu)件”的作用。在頂板下開挖圖3中所示陰影部分的土方直至地下室底板的設(shè)計(jì)標(biāo)高。開挖過程中，根據(jù)土質(zhì)情況進(jìn)行橫撐式支護(hù)，以保證土體穩(wěn)定性。柱向下接長后，即可施工梁和陰影部分的底板。此部分板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，可作為支撐上部荷載的臨時(shí)基礎(chǔ)。當(dāng)開挖剩余部分土方后，將中間部分底板補(bǔ)齊即可。
在整個(gè)施工過程中，托換頂板下土體時(shí)由于四周土體的開挖，少了四周土體的側(cè)限，成為四面臨空的立方土體，其承載力減小而沉降量明顯增大，所以整個(gè)施工過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控沉降量和土體的穩(wěn)定性。若土質(zhì)較差、上部荷載較大或?qū)Τ两涤休^為嚴(yán)格的要求時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施。例如設(shè)置如附圖4所示的一、兩層拉錨，拉錨由圍檁1和鋼鉸線2組成，圍檁1設(shè)置在地基土3的四周，鋼鉸線2穿過地基土3通過錨具4連接在兩側(cè)的圍檁1上，地基土3上面為作為托換的頂板6，頂板6的兩側(cè)下方為接長柱5。對拉錨可施加預(yù)應(yīng)力，在施工過程中通過調(diào)整預(yù)應(yīng)力大小可以很好控制土體變形，如當(dāng)預(yù)應(yīng)力等于或大于靜止土壓力時(shí)，土體沉降可控制在開挖前的水平。
權(quán)利要求
1.一種板式基礎(chǔ)托換法，其特征是利用擬建地下室的部分頂板和底板作為托換構(gòu)件，起到臨時(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，具體步驟是(1)在擬建地下室的基礎(chǔ)上部位置，即在既有建筑物一層的室內(nèi)地坪處施工所有主次梁、部分或全部頂板，頂板通過梁與既有建筑物的柱可靠連接，施工的頂板兼作托換構(gòu)件，將建筑物上部荷載傳遞到施工頂板下的土體；(2)開挖除步驟1中施工的部分頂板以外的原基礎(chǔ)下的土體或施工的全部頂板下原基礎(chǔ)下的部分土體，深至地下室底板設(shè)計(jì)標(biāo)高；(3)步驟1中施工的頂板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，切除原柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，接長所有柱至地下室設(shè)計(jì)標(biāo)高；(4)施工步驟2中挖去土體部分的柱、墻及地下室底板，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，依靠這部分下的土體支撐建筑物上部荷載；(5)開挖頂板下方其余的土體，深至地下室底板設(shè)計(jì)標(biāo)高；(6)施工剩余底板和頂板，完成整個(gè)工程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式基礎(chǔ)托換法，其特征是所述步驟1中施工部分頂板時(shí)，各頂板按梅花型布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式基礎(chǔ)托換法，其特征是所述步驟1中施工全部頂板時(shí)，按步驟(2)挖去土體后的部分按十字型布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式基礎(chǔ)托換法，其特征是所述步驟(2)中當(dāng)開挖到角柱位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)在建筑物四個(gè)大角位置上，向外懸挑部分頂板，作臨時(shí)托換構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式基礎(chǔ)托換法，其特征是所述步驟(2)后增加以下步驟在托換頂板下未被挖去的土體上設(shè)置拉錨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式基礎(chǔ)托換法，其特征是所述步驟(4)中在施工底板前，鋪設(shè)隔震層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種板式基礎(chǔ)托換法。該方法是先施工擬建地下室的部分頂板，依靠板下土體支撐已有建筑物的載荷，同時(shí)，開挖其余部分的土方；土方開挖后，施工該區(qū)域的柱或墻等豎向構(gòu)件以及底板；然后，依靠這部分支撐上部荷載，完成剩余的土方開挖和頂板、底板的施工。與傳統(tǒng)地下托換相比，本發(fā)明不需要額外施工托換樁，只是少量增加板的部分配筋和適當(dāng)改變工序，利用建筑物本身的構(gòu)件交替作為“托換構(gòu)件”，完成地下空間的施工。節(jié)約了工程費(fèi)用，施工方便，成本低。
文檔編號E02D37/00GK1873163SQ20061004525
公開日2006年12月6日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者賈強(qiáng), 張鑫 申請人:山東建筑大學(xué)