本實用新型涉及建筑模型，尤其是一種既有地下室增層下挖施工模型。

背景技術(shù)：

隨著城市化進程的不斷加速，人口越來越多的向城市聚集，尤其是中大城市，城市規(guī)模及人口的增大趨勢更加明顯。城市的平面化規(guī)模發(fā)展已衍生出諸多的“城市病”，向地下要空間日漸成為城市合理化發(fā)展的優(yōu)選項。

近年來，工程界開始嘗試在既有建（構(gòu)）筑物下增建地下空間，在不影響上部結(jié)構(gòu)正常使用的前提下獲取更多的地下空間，圖 1 為該技術(shù)的其中一種工程應用示意：下挖擴建地下車庫。這種地下空間的二次開發(fā)對修正原先規(guī)劃的估計不足、延續(xù)既有建（構(gòu)）筑物使用功能具有重要價值，有望為城市密集建成區(qū)增設更多的地下空間，并增加既有地下空間的關(guān)聯(lián)溝通。在中國濱海和沿河（湖）地區(qū)，分布深厚軟弱土，既有建筑往往采用樁基礎(chǔ)，類似工程實施的不確定性和地基基礎(chǔ)災變幾率大大增加。

但是目前的實施還存在眾多難題，1、地下室增層開挖前需要進行補入新樁，增層開挖過程中涉及到新補樁-舊樁-上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用問題，工程樁承載性能變化與增層土體開挖的關(guān)系還不明確；2、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部工程樁對被動區(qū)土體有加固作用，增層開挖過程涉及圍護樁-土體-在役工程樁的相互作用問題；3、地下室增層開挖在原地下室開挖基礎(chǔ)上進一步開挖土體，涉及較為復雜的土體加載/卸荷過程，土體應力路徑變化較為復雜；4、圍護結(jié)構(gòu)與內(nèi)部既有建筑的銜接問題，可以利用既有建筑底板的大剛度特點，利用既有地下室底板結(jié)合新增支撐進行圍護結(jié)構(gòu)變形的控制，內(nèi)支撐剛度的確定需要明確，而特殊工況下支撐剛度對變形的控制問題還不確定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中不確定地下增層既有建筑底板的支撐剛度是否能控制圍護結(jié)構(gòu)的變形的缺陷，提供一種既有地下室增層下挖施工模型，通過布置橫向鋼管模擬既有建筑底板，經(jīng)過鋼管應力加載，模擬底板在工程實際情況下對圍護結(jié)構(gòu)變形的控制程度。

本實用新型還解決了現(xiàn)有技術(shù)中工程樁承載性能變化與增層土體開挖的關(guān)系不明確的缺陷，提供一種既有地下室增層下挖施工模型，在舊樁承臺上設置豎向加載裝置，從而模擬新補樁-舊樁-上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，明確工程樁承載性能變化與增層土體開挖的關(guān)系。

本實用新型還解決了現(xiàn)有技術(shù)中土體開挖無法獲得土體加載/卸荷過程變化和土體應力路徑變化的缺陷，提供一種既有地下室增層下挖施工模型，在加載條件下進行土體開挖，反應實際工程中的土體加載/卸荷過程變化和土體應力路徑變化，指導實際工程施工。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種既有地下室增層下挖施工模型，包括一個模型槽及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，模型槽內(nèi)填充有足量土體，土體內(nèi)設置模擬的工程樁，工程樁上端為承臺，承臺與模型槽側(cè)邊之間橫向連接可調(diào)鋼管。模型槽模擬既有建筑所在空間，土體相當于既有建筑地下土體結(jié)構(gòu)，可調(diào)鋼管模擬既有建筑底板支撐，并通過對可調(diào)鋼管的受力進行分析，獲得底板在工程實際施工中對圍護結(jié)構(gòu)變形的控制參數(shù)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)地下室增層開挖所需參數(shù)采集模型槽內(nèi)的各種數(shù)據(jù)，從而給地下室增層施工提供實際數(shù)據(jù)指導和施工方案修正。

作為優(yōu)選，可調(diào)鋼管包括與模型槽側(cè)壁相連接的第一支撐鋼管及與第一支撐鋼管相連接的第二支撐鋼管，第二支撐鋼管與承臺側(cè)邊相連，第一支撐鋼管和第二支撐鋼管至少有一根為可伸縮調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，承臺與模型槽頂部之間連接有豎向自動加載裝置，豎向自動加載裝置采用伸縮缸結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，承臺與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括豎向載荷數(shù)據(jù)采集模塊和橫向載荷數(shù)據(jù)采集模塊。

作為優(yōu)選，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括承臺承載形狀參數(shù)采集模塊和承臺位移參數(shù)采集模塊。

作為優(yōu)選，工程樁的外圍布置有模擬的圍護樁，圍護樁深入到土體內(nèi)，圍護樁的頂部建有外圍承臺，外圍承臺處于土體表面。

作為優(yōu)選，外圍承臺連接有豎向應力數(shù)據(jù)采集模塊和橫向應力數(shù)據(jù)采集模塊。

本實用新型的有益效果是：模型槽模擬既有建筑所在空間，土體相當于既有建筑地下土體結(jié)構(gòu)，可調(diào)鋼管模擬既有建筑底板支撐，并通過對可調(diào)鋼管的受力進行分析，獲得底板在工程實際施工中對圍護結(jié)構(gòu)變形的控制參數(shù)。

附圖說明

圖1是本實用新型一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、模型槽，2、工程樁，3、圍護樁，4、土體，5、開挖土方，6、既有地下室，7、連接裝置，8、第一支撐鋼管，9、第二支撐鋼管，10、豎向自動加載裝置，11、承臺，12、外圍承臺，13、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

具體實施方式

下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。

實施例：一種既有地下室增層下挖施工模型（參見圖1），包括一個模型槽1及采集施工模型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13，模型槽內(nèi)部填充有足量土體4，土體表面為既有建筑地面，并具有一個下凹的腔體形成機油地下室6。模型槽的側(cè)邊對應土體的位置連接有土體應力參數(shù)采集器，土體應力參數(shù)采集器沿著土體深度方向布置，土體應力參數(shù)采集器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。土體內(nèi)設置模擬的工程樁2，工程樁上端為承臺11，承臺與模型槽側(cè)邊之間橫向連接可調(diào)鋼管。模型槽對應可調(diào)鋼管的位置設置有連接裝置7，連接裝置設置有可調(diào)鋼管橫向載荷數(shù)據(jù)采集器，橫向載荷數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線相連?？烧{(diào)鋼管包括與模型槽側(cè)壁相連接的第一支撐鋼管8及與第一支撐鋼管相連接的第二支撐鋼管9，第二支撐鋼管與承臺側(cè)邊相連，第一支撐鋼管和第二支撐鋼管至少有一根為可伸縮調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。承臺與模型槽頂部之間連接有豎向自動加載裝置10，豎向自動加載裝置采用伸縮缸結(jié)構(gòu)，豎向自動加載裝置具有自平衡機構(gòu)，自平衡機構(gòu)采用水平儀，水平儀主要監(jiān)測豎向自動加載裝置頂部的位置變化，伸縮缸由自平衡機構(gòu)來控制輸出支撐力并保持豎向自動加載裝置頂部位置不變。承臺連接有豎向載荷數(shù)據(jù)采集器和橫向載荷數(shù)據(jù)采集器，豎向載荷數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的豎向載荷數(shù)據(jù)采集模塊相連，橫向載荷數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的橫向載荷數(shù)據(jù)采集模塊相連。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括承臺承載形狀參數(shù)采集模塊和承臺位移參數(shù)采集模塊。工程樁伸入到土體的部分連接有工程樁形變數(shù)據(jù)采集器，形變數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的形變數(shù)據(jù)采集模塊相連。

工程樁處于既有地下室的空間內(nèi)，工程樁的外圍布置有模擬的圍護樁3，圍護樁深入到土體內(nèi)，圍護樁的頂部建有外圍承臺12，外圍承臺處于土體表面。外圍承臺連接有豎向應力數(shù)據(jù)采集器和橫向應力數(shù)據(jù)采集器，豎向應力數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的豎向應力數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連，橫向應力數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的橫向應力數(shù)據(jù)采集模塊相連。圍護樁在土體內(nèi)的部位連接有圍護樁形變和受力數(shù)據(jù)采集器，圍護樁形變和受力數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。

以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳方案，并非對本實用新型作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。