一种框架结构独立基础既有建筑物地下室增层方法

摘要

一种框架结构独立基础既有建筑物地下室增层方法利用从原独立基础顶面钻孔处压入地基土的钢桶混凝土桩支撑原独立基础及其上部荷载，进而对原框架柱延长并和地下室底板形成整体性新基础，由地下室底板下地基土和钢桶混凝土桩共同承担上部荷载；原独立基础截除后形成空间为增建的地下室，从而进行地下室增层的方法。该方法施工方便，且可严格控制基础托换施工过程的变形。

说明书

技术领域

本发明涉及一种框架结构独立基础的既有建筑物基础托换地下室增层方法，属于土木工程中建筑工程的技术领域。

背景技术

随着我国城市建设和城市化进程的不断加快，城市规模的急剧扩大产生了城市人口过饱和、交通拥挤和建筑空间拥挤等一系列的问题。城市的扩展往往受到有限的土地资源的制约，向高空发展则会加重城市空间密度，使城市空间发展逐步走向恶性循环。因此，对城市地下空间的开发利用已成为解决城市发展问题的必然出路，是城市走可持续发展道路的重要途径。有序、合理、综合、高效地开发利用城市地下空间资源，是扩充基础设施容量，提高土地利用效率与节约土地资源的有效途径之一。

特别是我国城市私人汽车拥有量迅速增加，而市中心又是人流和车流汇聚的地区，地下停车场的建设已成为大中城市健康发展的制约因素之一，特别是没有地下室和地下停车场等设施的既有建筑物在使用功能上的缺陷日益显现出来。因此，既有建筑物地下空间的开发需求日益凸显。

北京市音乐堂改建工程在原有建筑基础上保留主体结构，采用“两桩托一柱的”基础托换方案将原独立基础框架结构改造新增一层6.5m的地下室。在技术已获国家发明专利（专利号：98123196.9），其关键工艺为在柱两侧挖桩，在桩顶做承台梁，将原有结构柱包在梁内，使之与梁成为一体，让上部结构荷载通过承台梁传于桩基和筏形基础。但是该技术适用于地下水位较低的地区采用。

专利板式基础托换法（专利号：ZL200610045257.4）利用拟建地下室的部分顶板和底板作为托换构件，起临时基础的作用，承担上部荷载，以施工地下室的竖向构件。在基础上部位置（一般在室内地坪处）施工部分顶板，顶板通过梁与

柱可靠连接。该顶板兼作托换构件，将上部荷载传递到顶板下的土体。这样就可以开挖原基础下的土体。在竖向传力构件的底端施工部分底板，再作为“临时”基础，承担上部荷载，以开挖剩余土体，浇筑剩余底板。该技术不采用桩基，可以减低托换成本，但是仅依靠托换板下四周悬空的土柱支撑上部荷载，仅适用于地基土质很好的工况。当土质较差且地下水位较高时，采用该方法可能过大的结构变形，甚至引起结构失稳。因此，开发一种土质较差且地下水位较高地区既有建筑物地下室增层技术具有重要意义和应用前景。

发明内容

技术问题：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种框架结构独立基础既有建筑物地下室增层方法。该方法施工方便，且可严格控制基础托换施工过程的变形。

技术方案： 本发明的框架结构独立基础既有建筑物地下室增层方法利用从原独立基础顶面钻孔处压入地基土的钢桶混凝土桩支撑原独立基础及其上部荷载，进而对原框架柱延长并和地下室底板形成一整体性新基础，由地下室地板下地基土和钢桶混凝土桩共同承担上部荷载；原独立基础截除后形成空间为增建的地下室，具体步骤是：

1）.在拟进行增层的既有建筑物周围进行基坑支挡结构施工，支挡结构采用一排钢筋混凝土钻孔灌注桩和一排旋喷桩组成；

2）.从室内地坪处开始开挖地基土，直至原独立基础顶面；

3）.在原独立基础顶面垂直钻孔，将预制的钢桶混凝土桩由原独立基础垂直钻孔处压入地基内至设计深度，在原独立基础顶面上浇注钢桶混凝土桩的小承台；

4）.在基坑支挡结构内侧打设井点降水管，进行降水；

5）.继续开挖原独立基础侧面和底面以下的土方，开挖至为拟建地下室的底板底面标高处，使得独立基础显露出来；原独立基础由钢桶混凝土桩支撑；

6）.开挖基底用混凝土抹平，在原独立基础顶面斜钻孔，对原独立基础上的框架柱进行延长浇注至坑底，形成延长的框架柱，并浇注底板形成新基础；

7）.截除延长的框架柱外多余的原独立基础和新独立基础上的钢桶混凝土桩；

8）.原框架柱表层补强；

9）.地下室顶板浇注；

10）.新建地下室周围外墙施工。

有益效果： 本工法施工完成后，上部结构荷载通过延长的框架柱传递到地下室底板，并由底板下地基土和钢桶混凝土桩共同承担。地下室增层施工引起的二次变形能够得到有效控制，减少了对原建筑结构的影响，施工期间不影响原结构二层及以上楼层的正常使用。

附图说明

图1是本发明框架结构既有建筑物柱网和独立基础布置图；

图2是框架结构既有建筑物周围基坑支挡结构平面布置图；

图3是框架结构既有建筑物地下增层前的I-I剖面图；

图4是地基土部分开挖至原独立基础顶面后的I-I剖面图；

图5是原独立基础垂直钻孔钢桶混凝土桩压入及小承台施工后的I-I剖面图；

图6是原独立基础垂直钻孔及钢桶混凝土桩压入后平面图；

图7是原独立基础底面以下土体开挖后的I-I剖面图；

图8是原框架柱延长和地下室底板浇注后的I-I剖面图；

图9是截除框架柱外多余的原独立基础和新独立基础上的钢桶混凝土桩后的I-I剖面图；

图10是原框架柱表层补强后的I-I剖面图；

图中有：框架柱1、原独立基础2、圈梁3、地基土4、支挡结构5、钢筋混凝土钻孔灌注桩51、旋喷桩52、钢桶混凝土桩6、小承台7、注浆孔8、延长的框架柱9、地下室底板10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的独立基础既有建筑物地下室增层工艺具体步骤如下：

（1）在拟进行增层的既有建筑物周围进行基坑支挡结构5施工，支挡结构5采用一排钢筋混凝土钻孔灌注桩51和一排旋喷桩52组成；

（2）从室内地坪处开始开挖地基土4，直至原独立基础2顶面；

（3）在原独立基础2顶面垂直钻孔，将预制的钢桶混凝土桩6由原独立基础2垂直钻孔处压入地基内至设计深度，在原独立基础2顶面上浇注钢桶混凝土桩6的小承台7；

（4）在基坑支挡结构5内侧打设井点降水管，进行降水；

（5）继续开挖原独立基础2侧面和底面以下的土方，开挖至为拟建地下室的底板10底面标高处，使得独立基础显露出来；原独立基础2由钢桶混凝土桩6支撑；

（6）开挖基底用混凝土抹平，在原独立基础2顶面斜钻孔8，对原独立基础2上的框架柱1进行延长浇注至坑底，形成延长的框架柱9，并浇注底板10形成新基础；

（7）截除延长的框架柱9外多余的原独立基础2和新独立基础上的钢桶混凝土桩6；

（8）原框架柱1表层补强；

（9）地下室顶板浇注；

（10）新建地下室周围外墙施工。

本工法施工完成后，上部结构荷载通过延长的框架柱传递到地下室底板，并由底板下地基土和钢桶混凝土桩共同承担。地下室增层施工引起的二次变形能够得到有效控制，减少了对原建筑结构的影响，施工期间不影响原结构二层及以上楼层的正常使用。