專利名稱：一種向下加層地下室及其建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及既有建筑物地下室向下加層方法，具體涉及利用既有建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樁柱轉(zhuǎn)換后進(jìn)行地下室向下加層的技術(shù)。
背景技術(shù)：
合理開發(fā)和利用城市地下空間資源，是適應(yīng)城市現(xiàn)代化和城市可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的需要。由于缺乏科學(xué)合理的規(guī)劃和統(tǒng)籌安排，一些已建地下空間不能物盡其用，造成地下空間資源的浪費(fèi)，需進(jìn)行改造。在拓寬地下空間的改造中，向下加層成為一種重要的思路。參見圖1，圖中所示是一種既有地下二層現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為有地下兩層的停車場(chǎng)，該停車場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括頂板、底板和中間樓板，在頂板、底板和中間樓板之間支撐有多根既有框架柱，既有框架柱柱下為既有承臺(tái)，既有承臺(tái)支撐在既有樁基礎(chǔ)之上；在頂板、底板和中間樓板之間有外墻，在底板及中間樓板外側(cè)均有既有傳力帶，既有傳力帶支撐在外墻和圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間；為鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻等其他形式(圖中未示)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。一般地，為了保證原地下室施工期間安全，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻的抗傾覆能力均已通過(guò)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)驗(yàn)算，在地下室向下加層開挖時(shí)，維持原有的水平傳力設(shè)施不動(dòng)，因此其穩(wěn)定性是能夠滿足要求的，可以充分利用
發(fā)明內(nèi)容
`技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明提供一種工程規(guī)模量小，節(jié)省投資，不影響正常的地面交通，對(duì)周圍環(huán)境影響較小的向下加層地下室及其建造方法。技術(shù)方案:本發(fā)明的向下加層地下室，包括既有地下室、位于既有地下室下側(cè)的既有承臺(tái)、位于既有地下室四周的既有傳力帶和圍護(hù)結(jié)構(gòu)、位于既有承臺(tái)下方的新增框架柱、位于新增框架柱下方的新增承臺(tái)、位于新增承臺(tái)下方的既有樁基礎(chǔ)，既有地下室包括頂板、底板、外墻、連接頂板和底板的既有框架柱，外墻通過(guò)既有傳力帶與圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接，外墻下方設(shè)置有與之連接的新增外墻，既有地下室下方設(shè)置有新增底板，新增底板通過(guò)新增傳力帶與圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接，既有承臺(tái)設(shè)置在底板中，既有承臺(tái)的上側(cè)與既有框架柱的底端連接，下側(cè)與新增框架柱的頂端連接，新增承臺(tái)設(shè)置在新增底板中，新增框架柱的底端與新增承臺(tái)的上部嵌固連接，新增框架柱頂端與既有承臺(tái)底部也嵌固連接，新增承臺(tái)的下側(cè)與既有樁基礎(chǔ)的頂端連接。本發(fā)明中，既有地下室中還設(shè)置有中間樓板，框架柱穿過(guò)中間樓板。本發(fā)明中，新增外墻的厚度大于外墻的厚度。本發(fā)明的建造向下加層地下室的方法，包括以下步驟: 1)將地下室底板靠近外墻的一部分區(qū)間鑿除，然后沿鑿除后形成的施工空間向下開挖，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高；
2)在既有地下室的外墻下方澆筑新增外墻；
3)在既有地下室的底板下方挖土，形成內(nèi)部施工空間，然后澆筑新增承臺(tái)，之后在既有承臺(tái)和新增承臺(tái)之間澆筑新增框架柱；
4)拆除新增地下室空間內(nèi)的既有樁基礎(chǔ)，然后在設(shè)計(jì)標(biāo)高處澆筑新增底板和新增傳力帶。
有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
目前在城市的黃金地段，寸土寸金，但地面建筑密集，可利用空間十分有限。目前常用的是對(duì)既有建筑向上加層，向上加層是在原有結(jié)構(gòu)頂部接高，一方面其豎向荷載增加，必須驗(yàn)算原有地基基礎(chǔ)、豎向結(jié)構(gòu)承載能力、原有上部結(jié)構(gòu)的抗震能力等，常需要大規(guī)模的結(jié)構(gòu)加固；另一方面，當(dāng)建筑物立面變化時(shí)受到城市規(guī)劃的控制政策制約，在施工期顯著影響原建筑物功能的正常使用。地下室的向下加層，由于挖土卸載，對(duì)原有結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)承載力要求不增反減，由于埋置深度增加其抗震能力反而有所增強(qiáng)；地下空間的二次開發(fā)利用，不影響原建筑物立面，很少受到城市規(guī)劃的控制政策制約；合理利用原有結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支擋作用向下加層，在改造的同時(shí)不影響上部結(jié)構(gòu)的正常使用，對(duì)周圍環(huán)境影響較小，對(duì)于城市商業(yè)中心的地下加層改造，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。該技術(shù)的應(yīng)用符合城市節(jié)約用地、綠色環(huán)保的遠(yuǎn)景發(fā)展趨勢(shì)。


圖1為既有地下二層現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明地下加層創(chuàng)造地下施工空間的示意圖:
圖3為圖2所示下一步驟，地下室外墻向下延伸示意圖:
圖4為圖3所不下一步驟，燒筑新的底板和承臺(tái)的不意圖:
圖5為圖4所示下一步驟,樁柱轉(zhuǎn)化施工的示意圖:
圖6本發(fā)明加層改造完成后的地下結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有:頂板1、底板2、中間樓板3、既有框架柱4、既有承臺(tái)5，既有樁基礎(chǔ)6、外墻
7、既有傳力帶8、圍護(hù)結(jié)構(gòu)9、新增底板2'、新增框架柱4'、新增承臺(tái)5'、新增外墻7'、新增傳力帶8,。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，該結(jié)構(gòu)為有地下兩層的停車場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括頂板1、底板2和中間樓板3，在頂板1、底板2和樓板3之間支撐有多根既有框架柱4，既有框架柱4下為既有承臺(tái)5，既有承臺(tái)5支撐在既有樁基礎(chǔ)6之上；在頂板1、底板2和樓板3之間有外墻7，在底板2及樓板3外側(cè)均有既有傳力帶8，既有傳力帶8支撐于外墻7與圍護(hù)結(jié)構(gòu)9之間。一般地，圍護(hù)結(jié)構(gòu)9為鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻等支護(hù)形式，為了保證原地下室施工期間安全，圍護(hù)結(jié)構(gòu)9的鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻的抗傾覆能力均已通過(guò)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)驗(yàn)算，在地下室向下加層開挖時(shí)，維持原有的水平傳力設(shè)施不動(dòng)，因此其穩(wěn)定性是能夠滿足要求的，可以充分利用。需要說(shuō)明的是，由于現(xiàn)有地下室面積往往較大，可以采用分段施工，以下所作的說(shuō)明是以其中一段施工為例的，由于各施工段的施工方法相同，故不再對(duì)各段施工進(jìn)行重復(fù)描述。如圖2所示，本發(fā)明的施工方法首先是利用人工或者半機(jī)械化施工手段將負(fù)二層地下室底板2靠近外墻的區(qū)間鑿除，鑿除區(qū)間的選擇在平面上布置上對(duì)稱選取，以不形成連續(xù)截?cái)嗝鏋樵瓌t，如可采取隔一鑿一或隔二鑿一等方法來(lái)選擇鑿除區(qū)間。如圖3所示，圖中示出了經(jīng)過(guò)圖2所示步驟的下一施工步驟。具體地，在創(chuàng)造地下施工空間，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，地下室外墻7向下延伸:在挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，先鋪設(shè)IOOmm厚素混凝土墊層10，然后澆筑外墻下的新增承臺(tái)5'，最后在新增承臺(tái)5'與既有承臺(tái)5之間澆筑新增外墻7'，其墻厚應(yīng)比原結(jié)構(gòu)外墻7厚10(T200mm，以利于振搗澆注，新增外墻7'中水平鋼筋需錨入既有樁基礎(chǔ)6中或與樁基礎(chǔ)6中鋼筋焊接，豎向鋼筋需錨入原結(jié)構(gòu)外墻7中或與外墻7中鋼筋焊接。如圖4所示，圖中示出了經(jīng)過(guò)圖3所示步驟的下一施工步驟。具體地，在地下室新增外墻7'成型后，對(duì)既有承臺(tái)5下土體的挖除，在平面上應(yīng)該對(duì)稱進(jìn)行?？梢栽谇捌诘氖┕た臻g基礎(chǔ)上，破除部分內(nèi)部區(qū)間的地下室底板，以加快施工速度。既有樁基礎(chǔ)6為嵌巖樁，卸除5米左右的樁側(cè)土體，對(duì)既有樁基礎(chǔ)6的承載能力影響很小，土體拆除后形成了類似高承臺(tái)的樁基。在挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，澆筑新增承臺(tái)5'及新增傳力帶8'。如圖5所示，圖中示出了經(jīng)過(guò)圖4所示步驟的下一施工步驟。具體地，內(nèi)部承臺(tái)的樁柱轉(zhuǎn)化方式:先澆筑負(fù)三層的新增承臺(tái)5,;在采用托換措施后，將負(fù)二層的柱延長(zhǎng)形成新增框架柱4'，鑿除既有承臺(tái)5下部的保護(hù)層，延伸既有框架柱4的縱筋，并使其與負(fù)三層的新增框架柱4'的鋼筋焊接，形成嵌固；另外，負(fù)三層的新增框架柱4'的鋼筋還需以插筋方式與負(fù)三層的新增承臺(tái)5,連接，形成嵌固。如圖6所示，圖中示出了經(jīng)過(guò)前面步驟后，拆除介于負(fù)二層和負(fù)三層之間的內(nèi)部既有樁基礎(chǔ)6，在拆除的過(guò)程中盡量減少對(duì)原有結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，然后澆筑新增底板2'，并重新澆筑原底板2中被鑿除的部分，最終的加層結(jié)構(gòu)狀態(tài)如圖6所示。另外，在建造過(guò)程中，應(yīng)采用實(shí)時(shí)監(jiān)控措施，并及時(shí)根據(jù)監(jiān)控措施調(diào)整施工順序。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種向下加層地下室，其特征在于，該地下室包括既有地下室、位于所述既有地下室下側(cè)的既有承臺(tái)(5)、位于所述既有地下室四周的既有傳力帶(8)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)(9)、位于所述既有承臺(tái)(5)下方的新增框架柱(4')、位于所述新增框架柱(4')下方的新增承臺(tái)(5')、位于所述新增承臺(tái)(5')下方的既有樁基礎(chǔ)(6)，所述既有地下室包括頂板(I)、底板(2)、外墻(7)、連接所述頂板(I)和底板(2)的既有框架柱(4)，所述外墻(7)通過(guò)既有傳力帶(8)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)(9)連接，外墻(7)下方設(shè)置有與之連接的新增外墻(7')，既有地下室下方設(shè)置有新增底板(2')，所述新增底板(2')通過(guò)新增傳力帶(8')與圍護(hù)結(jié)構(gòu)(9)連接，所述既有承臺(tái)(5)設(shè)置在底板(2)中，既有承臺(tái)(5)的上側(cè)與既有框架柱(4)的底端連接，下側(cè)與新增框架柱(4')的頂端連接，新增承臺(tái)(5')設(shè)置在新增底板(2')中，新增框架柱(4')的頂端與既有承臺(tái)(5)的下部嵌固連接，新增框架柱(4')的底部還需與新增承臺(tái)(5')的頂部嵌固連接，新增承臺(tái)(5')的下側(cè)與既有樁基礎(chǔ)(6)的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向下加層地下室，其特征在于，所述的既有地下室中還設(shè)置有中間樓板(3 )，所述既有框架柱(4 )穿過(guò)中間樓板(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的向下加層地下室，其特征在于，所述新增外墻(7')的厚度大于外墻(7)的厚度。
4.一種建造權(quán)利要求1所述向下加層地下室的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)將地下室底板(2)靠近外墻(7)的一部分區(qū)間鑿除，然后沿鑿除后形成的施工空間向下開挖，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高； 2)在既有地下室的外墻(7)下方澆筑新增外墻(7')； 3)在既有地下室的底板(2)下方挖土，形成內(nèi)部施工空間，然后澆筑新增承臺(tái)(5')，之后在既有承臺(tái)(5)和新增承臺(tái)(5')之間澆筑新增框架柱(4')； 4)拆除新增地下室空間內(nèi)的既有樁基礎(chǔ)(6)，然后在設(shè)計(jì)標(biāo)高處澆筑新增底板(2')和新增傳力帶(8')。
全文摘要
本發(fā)明提供一種向下加層地下室及其建造方法，利用原結(jié)構(gòu)的鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)面擋土、防水能力，將原有地下室的內(nèi)部承重樁轉(zhuǎn)化為新加地下室的承重柱，在保留上部結(jié)構(gòu)的情況下，完成地下室結(jié)構(gòu)的向下加層。本發(fā)明工程規(guī)模量小，節(jié)省投資，不影響正常的地面交通，對(duì)周圍環(huán)境影響較小，其應(yīng)用符合城市節(jié)約用地、綠色環(huán)保的遠(yuǎn)景發(fā)展趨勢(shì)，因此對(duì)于城市商業(yè)中心等的地下加層改造，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。
文檔編號(hào)E02D29/045GK103195085SQ20131011294
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者穆保崗, 許清風(fēng), 孫振威 申請(qǐng)人:東南大學(xué)