[发明专利]一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法

说明书

技术领域

本发明涉及既有高层建筑地下逆作增层领域，具体涉及一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法。

背景技术

随着城市化进程的不断发展，城市土地资源和空间发展的矛盾和问题日益突出，地下空间的利用不断立体化，城市建设呈现出地上—地下表层—深度地下的发展趋势。合理开发和利用城市既有建筑地下室以下空间，是当前解决城市土地资源和空间发展矛盾的有效途径之一。既有高层建筑地下逆作增层施工中，在开挖土方的过程中需要对建筑物的原地下室结构进行支撑，在开挖土方至设计基底标高并施工新的基础承台和底板后，需要进行地下增层结构托换体系施工。而在竖向支承体系托换中，由于工程桩不在结构柱轴线位置，需要将由工程桩承担的全部荷重转移至新增地下室内的后增结构柱上。另外，由于新增地下室净高的要求，需要将原地下室承台切除部分，使原地下室承台的底面与保留的原基础梁底齐平。

目前增层地下室的竖向支承体系托换中，一般采用在增层地下室的底板与原建筑物结构柱之间浇筑混凝土柱，形成增层地下室内的后增结构柱；然后将增层地下室内的工程桩切除，将由工程桩承担的荷重转移至后增结构柱上。目前增层地下室的竖向支承体系托换中，增层地下室内的后增结构柱在全楼重力荷载作用下将产生一定的压缩差异变形，这将导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构（包括原地下结构）产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响。另一方面，在长期使用过程中柱混凝土本身的收缩徐变效应也将进一步增大其压缩变形，进一步增大这种不利影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术在存在的不足，提供一种不仅可以保证开挖过程中建筑物的原地下室结构的安全；而且可以有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换过程中以及后期使用过程中会产生一定的压缩差异变形，导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响的问题的既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法。

本发明的技术方案是：

一种既有高层建筑地下逆作增层的竖向支承方法，包括建筑物的竖向结构柱、原地下室承台及位于原地下室承台下方的工程桩，依次包括以下步骤：

第一步：在建筑物的原围护桩外围设置一圈新建围护桩；

第二步：建筑物的原地下室水平支护结构施工及静压钢管桩施工；

建筑物的原地下室水平支护结构施工包括以下步骤：

A1:在新建围护桩内由地表往下开挖至设定深度H1，且设定深度H1小于原地下室一层的层高；接着，在原地下室一层顶板边缘与新建围护桩之间布置第一水平内支撑；

B1：包括X个循环开挖支护施工过程，所述X的取值与建筑物的原地下室的层数相同；循环开挖支护施工过程包括以下步骤：

B11：在新建围护桩内继续往下开挖至最近的一个原地下室底板；

B12：在B11步骤中的原地下室底板与新建围护桩之间布置第二水平内支撑；

静压钢管桩施工包括以下步骤：

A2：在最下层的原地下室底板上开凿贯穿原地下室底板的上下表面的过桩通孔；

B2：将钢管由过桩通孔往下压入原地下室底板下方的土层内，从而在最下层的原地下室底板下方的土层内形成静压钢管桩；

C2：在最下层的原地下室底板上表面浇筑混泥土，灌封过桩通孔并在原地下室底板上表面形成反向柱帽，从而使静压钢管桩与工程桩一同构成承担上部建筑物荷载的竖向支撑；

第三步：在新建围护桩内继续往下开挖至设计基底标高，从而在建筑物的原地下室下方形成增层地下室；

第四步：施工增层地下室承台和增层地下室底板，并在竖向结构柱下方的增层地下室底板的上表面预埋焊接支撑底板；

第五步：增层地下室的后增结构柱托换施工；后增结构柱包括设置在增层地下室内的钢筋混凝土柱及位于钢筋混凝土柱内的柱内型钢柱，

增层地下室的后增结构柱托换施工工艺依次包括以下步骤：

A3：将柱内型钢柱置于焊接支撑底板与竖向结构柱之间，所述柱内型钢柱的下部设有型钢柱下支撑板；

B3：在型钢柱下支撑板与焊接支撑底板之间放置顶紧装置；接着，通过顶紧装置将柱内型钢柱顶起，使柱内型钢柱的上端顶紧在竖向结构柱上；再接着，顶紧装置继续向上加载使柱内型钢柱承担建筑物的部分重力荷载；

C3：将柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连；

D3：顶紧装置卸载，然后将顶紧装置取出；

E3：进行钢筋混凝土柱的浇筑。