专利名称：框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺。
背景技术：
开发利用城市地下空间是城市发展过程中的一种必然。目前我国城市都普遍存在 基础设施陈旧、土地资源浪费等问题。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，提高城市综合防灾能力，提高土地利用效率与节约土地资源的最 为有效的途径之一。新建建筑物根据新的城市规划和发展，多已考虑到地下空间的合理利 用。而没有地下室或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 例如随着私人汽车的增多，许多没有停车场的住宅小区出现了停车难。许多已有旧建筑物 有开发利用地下空间的需求，随着城市化进程的发展，这一需求将更进一步显著。北京市音乐堂改建工程是在原建筑物基础上保留部分主体结构进行的全面改造， 将独立基础框架结构的观众厅新建一层6. 5m高的地下室该工程采用了 “两桩承一柱”的 方案，即在柱两侧挖桩，在顶桩做承台梁，做承台梁时将原结构柱包于梁内，使之与梁成为 一体，让上部荷载通过承台梁传于桩基和筏形基础。目前该项技术已申请了国家发明专利 (专利号98123196 ·9)。该方法用桩基础进行托换，成本高，而且桩基础占用了部分空间， 使地下空间的利用率降低。贾强提出的《施工既有建筑物地下室的静压桩工艺》(专利号ZL200710116226. 8) 同样是利用桩基础托换进行既有建筑物地下空间的开发。而桩基础托换具有成本高、技术 复杂的缺点。贾强提出的《板式基础托换法》(专利号ZL200610045257. 4)利用拟建地下室的顶 板和底板作为托换构件，进行既有建筑物地下空间的开发，不必使用桩基础，使托换的成本 降低。但是该方法单纯依靠托换板下方土体支撑上部结构，在淤泥质土等承载力较低的土 质中应用该方法，可能引起结构失稳。因此，发明一种在土质较差地区能够应用的托换方法 很有必要。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种成本低、技术简单、安全性 高、适用于土质较差地区的框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案一种框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺，其利用拟建地下室的建 筑物的顶梁、顶撑以及施工好的地下室的柱和基础共同支撑上部结构，完成前述技术后继 续开挖土方以及进行剩余地下室的柱和基础的施工，具体步骤是(1)在拟建地下室的基础上部位置，即在既有建筑物一层的室内地坪处施工所有 主次梁，主次梁与既有建筑物的上部框架柱可靠连接；(2)原独立基础的托换采用自中央向四周或自中间向两侧的顺序逐根进行，首先，开挖拟托换原独立基础附近的地基土，开挖深度为拟建地下室的层高，开挖宽度为该原独 立基础四周各半个柱距，使该基础显露出来，而不影响相邻的原独立基础；(3)边开挖地基土边用钢管顶撑对拟托换柱相连的梁进行支顶，钢管顶撑下端支 撑在铺设在地面的木板上；当该原独立基础四周以及下方地基土开挖完毕，将该原独立基 础截除，并在拟建地下室底部浇注新独立基础；新独立基础施工完后，浇注地下一层框架 柱，并与截除基础后的上部框架柱相连；(4)新独立基础和地下一层框架柱混凝土养护并拆除模板后，重复步骤(2)、(3)、 (4)，进行下一原独立基础的截除和新独立基础以及地下一层框架柱施工，直至全部地下一 层新独立基础和地下一层框架柱施工完毕；(5)将拟建地下室顶板或底板补齐。一种框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺，其利用拟建地下室的建 筑物的顶梁、顶板和顶撑以及施工好的地下室的柱和基础共同支撑上部结构，完成前述技 术后继续开挖土方以及进行剩余地下室的柱和基础的施工，具体步骤是(1)在拟建地下室的基础上部位置，即在既有建筑物一层的室内地坪处施工所有 主次梁，主次梁与既有建筑物的柱可靠连接；同时在施工地坪主次梁期间一起浇注地下室 顶板，可减少地下增层施工对既有建筑物居民生产和生活的影响；(2)原独立基础的托换采用自中央向四周或自中间向两侧的顺序逐根进行，首先， 开挖拟托换原独立基础附近的地基土，开挖深度为拟建地下室的层高，开挖宽度为该原独 立基础四周各半个柱距，使该基础显露出来，而不影响相邻的原独立基础；(3)边开挖地基土边用钢管顶撑对拟托换柱相连的梁、板进行支顶，钢管顶撑下端 支撑在铺设在地面的木板上；当该原独立基础四周以及下方地基土开挖完毕，将该原独立 基础截除，并在拟建地下室底部浇注新独立基础；新独立基础施工完后，浇注地下一层框架 柱，并与截除基础后的上部框架柱相连；(4)新独立基础和地下一层框架柱混凝土养护并拆除模板后，重复步骤(2)、(3)、 (4)，进行下一原独立基础的截除和新独立基础以及地下一层框架柱施工，直至全部地下一 层新独立基础和地下一层框架柱施工完毕；(5)将拟建地下室的底板补齐。本发明中采用第二种技术方案时，步骤1)中的地下室顶板施工后材料运输、土方 运输、现场照明等施工条件会受到限制，影响施工的速度。 本发明边开挖土方，边进行支顶。原基础截除后，上部框架柱的荷载通过顶梁传递 四周相临的基础，并通过基础传递到土体中。新的基础和地下一层框架柱施工后，可由新基 础、梁下支撑以及相临基础共同支撑上部框架柱的荷载。比单纯依靠板下土体支撑上部结 构的“板式基础托换法”(ZL200610045257. 4)更可靠，能在土质较差地区完成地下增层。另外，每次在前一个基础截除后浇注了新基础，才开挖和截除下一个基础，因此称 之为“独立基础逐根托换法”。与整个建筑物同时截除基础的托换方式相比安全得多。即使 出现工程事故也是局部的，不会引起建筑物的整体失稳。
图1是本发明框架结构建筑物的柱网和独立基础的平面布置图2是图1中框架结构建筑物地下增层前的I-I剖面图；图3是图1中框架结构建筑物地下增层前的II-II剖面图；图4是图1中施工完顶板和顶梁后的I-I剖面图；图5是图1中施工完顶板和顶梁后的II-II剖面图；图6是图1中土方开挖、支顶并截除第一根基础后的I-I剖面图；图7是图1中土方开挖、支顶并截除第一根基础后的II-II剖面图；图8是图1中浇注新基础、地下一层框架柱并截除第二根基础后的I-I剖面图；图9是图1中浇注新基础、地下一层框架柱并截除第二根基础后的II-II剖面图；图10是自中央向四周的托换顺序；图11是自中间向两侧的托换顺序；图中1、上部框架柱，2、原独立基础，3、地基土，4、地下室顶板，5、钢管顶撑，6、新 独立基础，7、地下一层框架柱。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例1 一种框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺，其利用拟建 地下室的建筑物的顶梁、顶撑以及施工好的地下室的柱和基础共同支撑上部结构，完成前 述技术后继续开挖土方以及进行剩余地下室的柱和基础的施工，具体步骤是(1)在拟建地下室的基础上部位置，即在既有建筑物一层的室内地坪处施工所有 主次梁，主次梁与既有建筑物的上部框架柱1可靠连接；(2)原独立基础2的托换采用自中央向四周或自中间向两侧的顺序逐根进行，首 先，开挖拟托换原独立基础2附近的地基土 3，开挖深度为拟建地下室的层高，开挖宽度为 该原独立基础2四周各半个柱距，使该基础显露出来，而不影响相邻的原独立基础2 ；(3)边开挖地基土 2边用钢管顶撑5对拟托换柱相连的梁进行支顶，钢管顶撑5下 端支撑在铺设在地面的木板上；当该原独立基础2四周以及下方地基土 3开挖完毕，将该原 独立基础2截除，并在拟建地下室底部浇注新独立基础6 ；新独立基础6施工完后，浇注地 下一层框架柱7，并与截除原独立基础2后的上部框架柱1相连；(4)新独立基础6和地下一层框架柱7混凝土养护并拆除模板后，重复步骤(2)、 (3)、(4)，进行下一原独立基础2的截除和新独立基础6以及地下一层框架柱7施工，直至 全部地下一层新独立基础6和地下一层框架柱7施工完毕； (5)将拟建地下室顶板4或底板补齐。实施例2 —种框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺，其利用拟建 地下室的建筑物的顶梁、顶板和顶撑以及施工好的地下室的柱和基础共同支撑上部结构， 完成前述技术后继续开挖土方以及进行剩余地下室的柱和基础的施工，具体步骤是(1)在拟建地下室的基础上部位置，即在既有建筑物一层的室内地坪处施工所有 主次梁，主次梁与既有建筑物上部框架柱1可靠连接；同时在施工地坪主次梁期间一起浇 注地下室顶板5，可减少地下增层施工对既有建筑物居民生产和生活的影响；(2)原独立基础2的托换采用自中央向四周或自中间向两侧的顺序逐根进行，首 先，开挖拟托换原独立基础2附近的地基土 3，开挖深度为拟建地下室的层高，开挖宽度为该原独立基础2四周各半个柱距，使该基础显露出来，而不影响相邻的原独立基础2 ；(3)边开挖地基土 3边用钢管顶撑5对拟托换柱相连的梁、板进行支顶，钢管下端 支撑在铺设在地面的木板上；当该原独立基础2四周以及下方地基土开挖完毕，将该原独 立基础2截除，并在拟建地下室底部浇注新独立基础6 ；新独立基础6施工完后，浇注地下 一层框架柱7，并与截除原独立基础2后的上部框架柱1相连；(4)新独立基础6和地下一层框架柱7混凝土养护并拆除模板后，重复步骤(2)、 (3)、(4)，进行下一原独立基础2的截除和新独立基础6以及地下一层框架柱7施工，直至 全部地下一层新独立基础6和地下一层框架柱7施工完毕；(5)将拟建地下室的底板补齐。采用此技术方案时，步骤1)中的地下室顶板施工后材料运输、土方运输、现场照 明等施工条件会受到限制，影响施工的速度。
权利要求
一种框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺，其特征在于其利用拟建地下室的建筑物的顶梁、顶撑以及施工好的地下室的柱和基础共同支撑上部结构，完成前述技术后继续开挖土方以及进行剩余地下室的柱和基础的施工，具体步骤是(1)在拟建地下室的基础上部位置，即在既有建筑物一层的室内地坪处施工所有主次梁，主次梁与既有建筑物的上部框架柱可靠连接；(2)原独立基础的托换采用自中央向四周或自中间向两侧的顺序逐根进行，首先，开挖拟托换原独立基础附近的地基土，开挖深度为拟建地下室的层高，开挖宽度为该原独立基础四周各半个柱距，使该基础显露出来，而不影响相邻的原独立基础；(3)边开挖地基土边用钢管顶撑对拟托换柱相连的梁进行支顶，钢管顶撑下端支撑在铺设在地面的木板上；当该原独立基础四周以及下方地基土开挖完毕，将该原独立基础截除，并在拟建地下室底部浇注新独立基础；新独立基础施工完后，浇注地下一层框架柱，并与截除基础后的上部框架柱相连；(4)新独立基础和地下一层框架柱混凝土养护并拆除模板后，重复步骤(2)、(3)、(4)，进行下一原独立基础的截除和新独立基础以及地下一层框架柱施工，直至全部地下一层新独立基础和地下一层框架柱施工完毕；(5)将拟建地下室顶板或底板补齐。
2.一种框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺，其特征在于其利用拟建 地下室的建筑物的顶梁、顶板和顶撑以及施工好的地下室的柱和基础共同支撑上部结构， 完成前述技术后继续开挖土方以及进行剩余地下室的柱和基础的施工，具体步骤是(1)在拟建地下室的基础上部位置，即在既有建筑物一层的室内地坪处施工所有主次 梁，主次梁与既有建筑物的柱可靠连接；同时在施工地坪主次梁期间一起浇注地下室顶板， 可减少地下增层施工对既有建筑物居民生产和生活的影响；(2)原独立基础的托换采用自中央向四周或自中间向两侧的顺序逐根进行，首先，开挖 拟托换原独立基础附近的地基土，开挖深度为拟建地下室的层高，开挖宽度为该原独立基 础四周各半个柱距，使该基础显露出来，而不影响相邻的原独立基础；(3)边开挖地基土边用钢管顶撑对拟托换柱相连的梁、板进行支顶，钢管顶撑下端支撑 在铺设在地面的木板上；当该原独立基础四周以及下方地基土开挖完毕，将该原独立基础 截除，并在拟建地下室底部浇注新独立基础；新独立基础施工完后，浇注地下一层框架柱， 并与截除基础后的上部框架柱相连；(4)新独立基础和地下一层框架柱混凝土养护并拆除模板后，重复步骤(2)、(3)、(4)， 进行下一原独立基础的截除和新独立基础以及地下一层框架柱施工，直至全部地下一层新 独立基础和地下一层框架柱施工完毕；(5)将拟建地下室的底板补齐。
全文摘要
本发明涉及一种框架结构建筑物独立基础逐根托换法地下增层工艺，其利用拟建地下室的建筑物的顶梁、顶撑以及施工好的地下室的柱和基础共同支撑上部结构，完成前述技术后继续开挖土方以及进行剩余地下室的柱和基础的施工。本发明边开挖土方，边进行支顶。原基础截除后，上部框架柱的荷载通过顶梁传递四周相临的基础，并通过基础传递到土体中。新的基础和地下一层框架柱施工后，可由新基础、梁下支撑以及相临基础共同支撑上部框架柱的荷载。比单纯依靠板下土体支撑上部结构的“板式基础托换法”更可靠，能在土质较差地区完成地下增层。与整个建筑物同时截除基础的托换方式相比安全得多。即使出现工程事故也是局部的，不会引起建筑物的整体失稳。
文档编号E02D37/00GK101886479SQ20101022655
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者张鑫, 贾强 申请人:山东建筑大学