一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，包含经加固的原建筑结构、原建筑基础、托换结构、承台、侧向支撑构件、用于新增地下室开挖的周边止水结构及支护结构；其中，托换结构包括静压托换桩及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶、钻孔钢管桩及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶；静压托换桩及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶与经加固的原建筑结构相连，用于对原有建筑结构的首次托换；钻孔钢管桩及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶，通过承台与原建筑结构向下延伸部分相连，用于对原有建筑结构的二次托换；侧向支撑构件位于钻孔钢管桩之间，或钻孔钢管桩与周边结构之间，用于保证钻孔钢管桩的侧向稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系及其施工方法
本专利技术涉及一种建造方法，更具体地说，涉及一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系及其施工方法。
技术介绍
随着城镇化发展速度的加快，土地资源越来越紧张，地上空间出现了供不应求，某些地区已经无地可用。地下空间的开发和利用为缓解城市用地紧张、改善城市环境及交通状况、节能环保等提供了可能。在一些已建成的建筑物下方，由于需求的改变以及规划时期考虑的不完整性，往往需要进行地下室的加建或者改造工程，或者需要在狭小空间内施工进行地基结构加固。利用托换桩技术可以代替原有建筑基础承担上部建筑荷载，以此可以保证上部结构的完整。现有桩基技术多采用打入桩或灌注桩形式，打入桩噪音大，对环境影响大，同时会影响原状土的稳定性；灌注桩则难以保证成桩质量，很容易出现缩颈、夹泥、断桩或沉渣过厚等多种形态的质量缺陷，影响桩身结构完整性和承载力，需要极大力度的施工监督和质量检测。同时，现有机械设备(如履带式钻机)尺寸过大，一般高于普通楼面屋面高度，难以进入建筑物下方狭窄空间进行施工，因而很难满足现阶段既有建筑下方增层扩建的要求。此外，一些建筑需要增层扩建，但在增层的施工期间，其上方建筑仍需要正常使用，目前常规的增层扩建方法很难满足此需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系及其施工方法，该方法既可解决建筑下方净空不足，施工机械无法进入等问题；又能在托换增层的施工期间，保证其上部建筑的正常使用。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，包含经加固的原建筑结构（1）、原建筑基础（2）、托换结构、承台（7）、侧向支撑构件（8）、用于新增地下室开挖的周边止水结构（9）及支护结构（10），其中，托换结构包括静压托换桩（3）及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶（4）、钻孔钢管桩（5）及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶（6）；静压托换桩（3）及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶（4）与经加固的原建筑结构（1）相连，用于对原有建筑结构（1）的首次托换；钻孔钢管桩（5）及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶（6），通过承台（7）与原建筑结构（1）向下延伸部分相连，用于对原有建筑结构（1）的二次托换；侧向支撑构件（8）位于钻孔钢管桩（5）之间，或钻孔钢管桩（5）与周边结构之间，用于保证钻孔钢管桩（5）的侧向稳定性。进一步的，所述原建筑基础（2）形式包括独立浅基础、筏板基础、梁板基础、箱型基础、桩基础。进一步的，所述静压托换桩（3）为型钢桩、钢管桩、预制混凝土桩；所述静压托换桩（3）分段，由顶部静压托换桩配套千斤顶（4）所提供的反力压入地下，分段之间通过焊接或机械连接相连固定。进一步的，所述钻孔钢管桩（5）分段，通过螺旋钻机旋转植入地下，最下端钻孔钢管桩（5）带有用于辅助切削的钻头，分段之间通过丝扣连接固定，锚固段钻孔钢管桩（5）外侧带有螺旋叶片，用以增强桩承载力；钻孔钢管桩（5）内侧及周边通过水泥浆加固。进一步的，所述静压托换桩配套千斤顶（4）和钻孔钢管桩配套千斤顶（6）分为普通千斤顶或伺服控制千斤顶，其中，伺服控制千斤顶能根据所监测的结构变形情况自动调整其油压及其伸长量，使被承托的原建筑结构（1）保持稳定。进一步的，所述承台（7）为混凝土结构或钢结构；原建筑结构向下延伸部分为永久结构，或临时支撑；所述承台（7）将托换结构与原建筑结构（1）向下延伸部分牢固连接。进一步的，所述侧向支撑构件（8）为型钢或钢管，连接节点处通过焊接或者栓接固定，形成空间稳定体系。进一步的，所述用于新增地下室开挖的周边止水结构（9）及支护结构（10）包括地下连续墙、咬合桩、钢板桩、水泥土搅拌止水帷幕、旋喷止水帷幕。进一步的，包括以下步骤：a)对原建筑结构（1）进行加固，使底层结构具有足够承载能力为托换桩提供下压力；b)从原建筑物底部侧面进入，在原建筑物底板下方局部开挖出满足静压托换桩（3）施工的空间；c)在原建筑物下方施工静压托换桩（3），静压托换桩（3）分段，每段长度1m至2m，通过静压托换桩（3）顶与原建筑物结构（1）之间的静压托换桩配套千斤顶（4）施加下压力，将静压托换桩（3）压入地基中；d)当静压托换桩（3）顶与静压托换桩配套千斤顶（4）底距离大于一段静压托换桩（3）时，将新一段静压托换桩（3）接至下部静压托换桩（3）顶，分段之间通过焊接或机械连接相连固定；e)重复步骤d）直至满足静压托换桩（3）承载力设计要求，或达到原建筑结构（1）的承载能力限值，将上部静压托换桩配套千斤顶（4）锁定，加保护罩防止其侧向滑移；f）在原建筑物下方，经静压托换桩加固完成的部位，扩大开挖，满足钻孔钢管桩钻机施工净空要求；g）通过旋转钻机将钻孔钢管桩（5）分段打入地基中，各段钢管桩之间通过丝扣连接，通过循环水将钻孔钢管桩（5）内部渣土排出；h）钻孔钢管桩（5）施工到位后，向钢管内插入注浆管，注入水泥浆，将钢管内的泥浆置换排出；待钢管内充满水泥浆后，将钻孔钢管桩（5）顶部封闭，继续加压注入水泥浆，水泥浆自钢管底部溢出，沿钢管外侧上返至地面，将钻孔钢管桩（5）外部包裹覆盖；i）施工桩顶承台（7），将承台（7）与原建筑结构（1）或其延伸部位牢固连接，承台（7）下部与钻孔钢管桩（5）顶之间设置钻孔钢管桩配套千斤顶（6），通过钻孔钢管桩配套千斤顶（6）将承台（7）托起，原建筑荷载由静压托换桩（3）转移至钻孔钢管桩（5）；j）在完成基坑周边支护结构，通过止水帷幕或降水控制地下水后，进一步实施土方开挖，直至设计底板标高；随开挖拆除静压托换桩（3），同时设置侧向支撑结构（8），以保证钻孔钢管桩（5）的受压稳定性；k）开挖完成后，由新建地下室的底板向上施工地下室结构，与原建筑结构（1）相连；钻孔钢管桩（5）与新建地下室底板牢固连接；l）新建地下室结构与原建筑结构连接完成后，移除钻孔钢管桩配套千斤顶（6），拆除多余钻孔钢管桩（5），完成既有建筑地下室增层改造。相对于现有技术，本专利技术所述一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系及其施工方法具有以下优势：本专利技术所述的一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，包含经加固的原建筑结构（1）、原建筑基础（2）、托换结构、承台（7）、侧向支撑构件（8）、用于新增地下室开挖的周边止水结构（9）及支护结构（10），其中，托换结构包括静压托换桩（3）及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶（4）、钻孔钢管桩（5）及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶（6）；静压托换桩（3）及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶（4）与经加固的原建筑结构（1）相连，用于对原有建筑结构（1）的首次托换；钻孔钢管桩（5）及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶（6），通过承台（7）与原建筑结构（1）向下延伸部分相连，用于对原有建筑结构（1）的二次托换；侧向支撑构件（8）位于钻孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，包含经加固的原建筑结构、原建筑基础、托换结构、承台、侧向支撑构件、用于新增地下室开挖的周边止水结构及支护结构，其中，托换结构包括静压托换桩及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶、钻孔钢管桩及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶；静压托换桩及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶与经加固的原建筑结构相连，用于对原有建筑结构的首次托换；钻孔钢管桩及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶，通过承台与原建筑结构向下延伸部分相连，用于对原有建筑结构的二次托换；侧向支撑构件位于钻孔钢管桩之间，或钻孔钢管桩与周边结构之间，用于保证钻孔钢管桩的侧向稳定性。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，包含经加固的原建筑结构、原建筑基础、托换结构、承台、侧向支撑构件、用于新增地下室开挖的周边止水结构及支护结构，其中，托换结构包括静压托换桩及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶、钻孔钢管桩及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶；静压托换桩及位于其顶部的静压托换桩配套千斤顶与经加固的原建筑结构相连，用于对原有建筑结构的首次托换；钻孔钢管桩及位于其顶部的钻孔钢管桩配套千斤顶，通过承台与原建筑结构向下延伸部分相连，用于对原有建筑结构的二次托换；侧向支撑构件位于钻孔钢管桩之间，或钻孔钢管桩与周边结构之间，用于保证钻孔钢管桩的侧向稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，所述原建筑基础形式包括独立浅基础、筏板基础、梁板基础、箱型基础、桩基础。
3.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，所述静压托换桩为型钢桩、钢管桩、预制混凝土桩；所述静压托换桩分段，由顶部静压托换桩配套千斤顶所提供的反力压入地下，分段之间通过焊接或机械连接相连固定。
4.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，所述钻孔钢管桩分段，通过螺旋钻机旋转植入地下，最下端钻孔钢管桩带有用于辅助切削的钻头，分段之间通过丝扣连接固定，锚固段钻孔钢管桩外侧带有螺旋叶片，用以增强桩承载力；钻孔钢管桩内侧及周边通过水泥浆加固。
5.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，所述静压托换桩配套千斤顶和钻孔钢管桩配套千斤顶分为普通千斤顶或伺服控制千斤顶，其中，伺服控制千斤顶能根据所监测的结构变形情况自动调整其油压及其伸长量，使被承托的原建筑结构保持稳定。
6.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，所述承台为混凝土结构或钢结构；原建筑结构向下延伸部分为永久结构，或临时支撑；所述承台将托换结构与原建筑结构向下延伸部分牢固连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑地下室增层改造的托换支撑体系，其特征在于，所述侧向支撑构件为型钢或钢管，连接节点处通过焊接或者栓接固定，形...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟博渊，刘博，康增柱，程允，李凯，
申请(专利权)人：北京中岩大地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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