专利名称：已竣工建筑物的地下室的施工方法
技术领域：
本发明涉及一种能够在保持已竣工建筑物原有风貌的状态下对该建筑物的下部地基进行挖掘以进行地下室施工工程的已竣工建筑物的地下室的施工方法，特别涉及一种如下的已竣工建筑物的地下室的施工方法，即，在贯穿已竣工建筑物的基底混凝土而固定的支承体中设置压入机，在使利用该压入机呈一列地压入中空地桩(pile)而形成的多个支柱安全地支承已竣工建筑物后，挖掘已竣工建筑物的地基而有选择地形成地下空间，以混凝土浇筑该地下空间的底面来形成地下室，由此能够简便并且安全地进行地下室施工， 而且能够在狭小空间以低噪声以及低费用进行施工。
背景技术：
已竣工的建筑物、特别是大型大厦那样的建筑物针对其自身较重而挖掘下部地基以确保地下室的情况下，出现用于支承建筑物的基盘变弱而会坍陷的危险性极高，因而，事实上无法确保或增设地下室。因此，没有地下室或地下室不足的建筑物，特别是需要增设地下停车场的大型建筑物为解决这个问题而需要购买别的土地或建筑物来使用，因此，出现了由此多花费多余的购入费用的现实问题点。为了解决这样的问题点，最近提出了在已竣工建筑物中进行地下室施工的方法， 但是，将用于支承建筑物的另外复杂构造物设置到建筑物的下部，因此，出现了以下的问题点，即，不仅其构造复杂而设置所需的费用极大，而且作业工时增加而导致工期延长，另外由于大量的人力投入而提高了工程费用。
发明内容
本发明是为解决如上述那样的现有的已竣工建筑物的地下室的施工方法的诸多问题点而开发出的，其目的在于提供一种如下的已竣工建筑物的地下室的施工方法，即，在贯穿已竣工建筑物的基底混凝土而固定的支承体中设置压入机，在使利用该压入机呈一列压入中空地桩而形成的多个支柱安全地支承已竣工建筑物后，挖掘已竣工建筑物的地基而有选择地形成地下空间，以混凝土浇筑该地下空间的底面来形成地下室，由此能够对地下室进行简便且安全施工。本发明的另一目的在于，提供一种能够在狭小的空间内以低费用来施工或增建已竣工建筑物的地下室的已竣工建筑物的地下室的施工方法。本发明的再另一目的在于，提供一种使用油压式压入机而无振动以及低噪声地压入支柱的已竣工建筑物的地下室的施工方法。用于达到上述目的本发明的已竣工建筑物的地下室的施工方法包括使已竣工建筑物的最下部的基底混凝土中贯通设置多个孔以及以与该孔相连通的狭槽(slot)，在所述狭槽的内部插入支承体，使突出于支承体下部的止动件卡止固定在狭槽的下部的步骤；在所述支承体的上部设置压入机的步骤；在将中空状的地桩压入到所述各孔中之后，利用压入机将该地桩压入地下，每次压入地桩时，将其他地桩层叠到所述压入的各地桩上部后，使用所述压入机依次进行压入，以压入用于支承已竣工建筑物的地下建筑物的支柱的步骤； 在所述已竣工建筑物由压入地下的所述支柱支承着的状态下，挖掘所述建筑物的基底混凝土的下部地基以确保地下空间的步骤；以及对通过挖掘所述混凝土的下部地基的步骤而得到确保的地下空间的水平面以及垂直面浇筑混凝土的步骤。根据以上说明的本发明的已竣工建筑物的地下室的施工方法，无需对已竣工建筑物再施工也能够新设或增设地下室，因此，具有不仅能够减少建筑废弃物的产生而防止环境污染，而且能够预防建筑资材浪费的优点。本发明使用油压气缸作为埋设地桩的压入机而能够提供不产生噪声和振动且妨碍环境的作业环境，而且使压入建筑物地下的多条支柱支承着建筑物，因此，也可以无需如以往那样为支撑建筑物而设置复杂的另外构造物，因此，能够削减作业工时，并能够在短时间内简便且安全进行施工。另外，通过压入机在已竣工建筑物的最下部的底面压入地桩后，除去该地桩所处的地基部分从而形成地下空间，因此，本发明具有能够在狭小的空间内以较低费用通过简单的方式进行地下室施工的优点。
图1是表示在本发明实施前在无地下室的地基上竣工的建筑物的概略图。图2是表示本发明中使用压入机将地桩压入到已竣工建筑物的地下地基中的过程的图。图3是表示本发明中已竣工建筑物被利用压入机将地桩压入已竣工建筑物地下地基中而形成的支柱支承的状态的图。图4是表示本发明中已将地桩压入到已竣工建筑物的地基中的状态俯视概略图。图5是表示在图4的状态下挖掘已竣工建筑物的地下地基的过程的图。图6是在图4的状态下挖掘已竣工建筑物的地下地基而准备了地下一层的空间的状态的图。图7是表示图6中所准备的地下一层内部浇筑了混凝土的状态的图。图8是表示挖掘图7中的地下一层的下部地基的过程的图。图9是挖掘图7中的地下一层的下部地基而准备了地下二层的空间的状态的图。图10是表示在图9中所准备的地下二层的内部浇筑了混凝土的状态图。图11是依次表示将本发明中压入机设置于已竣工建筑物的底面混凝土上的过程的图。图12的a是表示本发明中将支承体设置于已竣工建筑物的底面之前的状态的分解立体图。b是表示止动件的其他实施方式的局部抽取立体图。图13是表示本发明中将支承体和压入机设置于已竣工建筑物的底面后的状态的立体图。图14是实际采用本发明进行了施工的照片。图15是本发明的施工的顺序图。图16是表示将压入机安装于已竣工建筑物的基底混凝土下部以压入地桩的实施方式的图。图17是表示按照图16中的方法一边进行挖掘一边将压入机设置于已竣工建筑物的基底混凝土的下部来形成支柱的过程的图。图18是表示对通过图17中的过程而形成的地下一层浇筑了基底混凝土的状态的图。图19是表示在已竣工建筑物的基底混凝土下部增设用于支承压入机的加固部的实施方式的局部提取图。图20是表示对小规模的已竣工建筑物施工地下室之前的状态图。图21是表示利用在已竣工建筑物的缘部设置有支承体和压入机，且压入地桩以形成支柱的施工方法来成为支柱形成状态的图。图22是表示挖掘图21中的形成支柱后的基底混凝土下部，并浇筑了混凝土的状态的图。图23是表示在图21的已竣工建筑物的缘部设置有支承体和压入机的状态的局部抽取立体图。附图标记说明3 孔；4 狭槽；5 支承体；5a 止动件；6 压入机；7 支柱；8 地下空间；9 混凝土 ；10 引导空间；11 沙浆；12 地下室。
具体实施例方式以下，根据附图，对本发明的已竣工建筑物的地下室的施工方法进行详述。本发明是，在已竣工建筑物无地下室，或者地下室不足而需要增设的情况下，能够采用简单且安全的方法来新建或增设地下室。该地下室的施工方法采用了如下的方法能够进行多层的地下室施工，S卩，将单个地桩以层叠式压入到已竣工建筑物的适应地下的地基中而形成，在使该多条支柱支撑着已竣工建筑物的状态下挖掘已竣工建筑物的下部地基而建造地下空间，并以混凝土浇筑该地下空间的底部来建造地下一层，继续挖掘所述地下一层的下部地基后，以混凝土浇筑其底部而建造出地下第二层。在此，已施工的地下室的柱子是由单个地桩连结成一列而形成的支柱，能够将地下室施工到所述支柱所压入的位置。以下，对本发明的已竣工建筑物的地下室的施工方法进行更具体的说明。本发明的已竣工建筑物的地下室的施工方法包括在已竣工建筑物1的最下部的基底混凝土 2中贯通设置多个孔3以及与该孔3相连通的狭槽4，在所述狭槽4内部插入支承体5，使突出于支承体5下部的止动件fe卡止固定于狭槽4的下部的步骤(Si)；在所述支承体5的上部设置压入机6的步骤(S》；在所述各孔3插入中空状的地桩7a后，使用压入机6，将该地桩7a压入到地下中，每次压入地桩7a时，在所述压入的各地桩7a的上部层叠其他地桩7a后，以所述压入机6进行依次压入，将用于支撑已竣工建筑物1的支柱7压入的步骤(S； )；在已竣工建筑物1被压入地下中的所述支柱7支承着的状态下，挖掘所述建筑物1的基底混凝土的下部地基以确保地下空间8的步骤(S4)；以及对通过挖掘所述混凝土的下部地基的步骤而得到确保的地下空间8的水平面以及垂直面进行混凝土 8浇筑的步骤(S5)。另外，本发明在挖掘所述地基的步骤之后，还包含对支柱7的外部边缘覆盖精加工构件(未图示)以美化支柱7外观的步骤。使所述支承体5固定的步骤(Si)是本申请人已申请专利而获得注册的技术，如图 11至图13所示。S卩，在已竣工建筑物1的最下部的基底混凝土 2的装载构件中贯通设有能够插入所述地桩7a的多个孔3，在所述孔3的外部形成与所述孔3相连通的多个狭槽。这样与孔 3相连通地形成狭槽4的理由是，在支承体5插入孔3内部之后，使通过插入到所述狭槽4 中而形成到支承体5下部的止动件fe能够紧固在混凝土 2的底面上。因此，在混凝土 2的下部地基形成有与所述狭槽4相连通的引导空间10，以收纳所述止动件fe。在附图中，示出了四个供所述支承体5插入的狭槽4，但根据需要能够进行数目加减。如图1 所示，所述狭槽4的直径不可大于止动件如的突出尺寸，这样使形成于支承体5下部的止动件fe卡止于狭槽4的下部而不会向垂直方向脱离出。并且，如图2b所示， 也能够利用混凝土，使所述止动件如与支承体5 —体地形成在支承体5的下部。若如上所述那样形成了引导空间10，则在所述支承体5插入各狭槽4之后，抬起支承体5直到突出于支承体5下部的止动件fe紧贴到混凝土 2的下部，其后，在该状态下对所述狭槽4养护浇筑11，使支承体5固定于狭槽4上。如果如上所述那样将支承体5固定在混凝土 5中，则实施将地桩7a压入该支承体 5的上部，并在已竣工建筑物1的地下设置用于形成支柱7的压入机6的步骤(S2)。所述压入机6采用公知的技术，在本发明中使用了油压气缸。将所述油压气缸固定到支承体5的上部，利用所供给的油压使负载升降，同时将插入于孔3内的中空状地桩7a 压贴在已竣工建筑物1的下部地基上，并将支柱7压入。将所述支柱7压入到已竣工建筑物1的地基中的步骤3是，通过将地桩7a呈一列地压入到经前步骤预先形成的各孔3中来进行的。本发明所使用的地桩7a包括中空管状或H型射束状(H-Beam)的形状，适用于本发明的形状优选为能够使用中空管状。中空状的地桩7a的内部是空的，因此，能够轻易进行处理，而且还具有如下的优点，S卩，在由压入机6 压入地下时抵到岩石上而难以压入到所需深度的情况下，可采取在地桩7a的管内部装入穿孔机，采用由该穿孔机对岩石开孔的方法进行压入，这样一来能够到达所需深度。参照图11，对压入所述支柱的步骤(S； )进行具体说明。首先，如图Ilf那样将地桩7a插入到预先形成于混凝土 2中的孔3内之后，使压入机6驱动而降低负载，同时使所述地桩7a压入到地基中之后，使所述负载上升，其后，在将新的地桩7a呈一列地配置于先压入的地桩7a上部的状态下，再使压入机6的负载下降， 也使所述新地桩7a压入地基中。将新地桩7a依次呈一列地配置压入到以该方法压入的地桩7a的上部，由此使柱状的支柱7立设在已竣工建筑物1的下部地基中。在设置所述支柱7的过程中，在压入机6对地桩7a进行加压时，越压入地桩7a，则由安装有所述压入机6的支承体5越向压入所述地桩7a的相反方向推压，但是，在形成于下部的止动件fe卡止于狭槽4下端部的状态下，所述支承体5利用所养护的沙浆11 一体地成形紧固于混凝土 2上，因此，压入机6不会被推向地桩7a的相反方向。在该过程中，压入机6可以使受到推压的地桩7a的上部压入到形成于混凝土 2中的孔3的下部。其理由是，在所述已压入的地桩7a的上部呈一列地配置有新地桩7a，在压入该地桩7a时，使下部先压入的地桩7a的上部不会摇摆，各地桩7a的连结部变得平滑。优选为在所述各地桩7a的端部形成有能够与所相邻的地桩7a顺利地嵌合的嵌合部(未图示)。在此，鉴于已压入的支柱7用作地下室12的柱子，而使压入地基中的支柱7的深度应比地下空间8更深地插入，即使追加载荷发生作用，所述支柱7的前端也会被进一步插入到未插入过的硬地层中。所述支柱7是否到达硬地层，可通过观察设置于压入机上的油压计的压力来知道，但是，若压力高则表示支柱7到达硬地基，若压力低则表示位于柔软的地基上的状态。如果采用上述那样的方法将支柱7立设在已竣工的建筑物1的地下，则作为下个工序而进行挖掘已竣工建筑物1的下部地基的步骤(S4)。挖掘所述下部地基的步骤可谓是本发明的核心技术。S卩，在使支柱7立起来而安全地支承着已竣工建筑物1时，使用四联杆起重机、推土机等挖掘需要的重机械装备，如图5所示从建筑物1的侧面开始依次向下方挖掘地基，如图6所示按已竣工建筑物1的下部所需要的面积那样确保地下空间8。这样一来，已竣工建筑物1的下部除去地基则成为宛如浮游于空中的形态，但由地桩7a呈一列连结而压入的多个支柱7坚固地支承着。优选所述支柱7的位置和数量取决于已竣工建筑物1的结构，更具体地说，根据建筑物1的垂直载荷的尺寸决定支柱7的位置和数量。例如，作为一个例子，如图4所示，如果建筑物1的某一部位形成低层而垂直载荷相对轻，则与此相适应地减少部位的支柱7的数量；其他部位形成高层而垂直载荷相对重时，与此相适应地增多该部位上的支柱7的数量；如果支柱7的数量多，也可以使支柱7的间隔变疏密，或者进一步增大一个支柱的载荷能力。并且，在挖掘所述地基的步骤(S4)中，挖掘到压入已竣工建筑物1地下的支柱7 的底面不露出的深度，在其过程中形成的地下空间8中至少浇筑一层以上的混凝土 9，而进行地下室12施工。如果如上所述那样在已竣工建筑物1的地下确保地下空间8，则实施在地下空间8 浇筑混凝土 9的步骤(SO，以将该部位建造成地下室12。如果对所述得到确保的地下空间8的水平面以及垂直面浇筑混凝土 9，则终于制成地下室12，则水平面成为该地下室12的底面，因此，将其比垂直面更厚地浇筑，还在水平面的下部再建造地下室12且使地下室12形成为多层的情况下，应考虑适应地下室12的使用目的载荷，并考虑各层的水平面具有充分耐力的安全性。本发明的图10表示地下室12构成为地下二层的形态，但这是在挖掘出已竣工建筑物1的地基而确保了地下一层的地下空间8之后，以混凝土 9浇筑这些水平面和垂直面， 确保地下一层的地下室12，如果完成混凝土 9的养护，则再挖掘所述地下一层的地下室12 的水平面的下部地基以确保地下2层的地下空间8，对其水平面和垂直面浇筑混凝土 9，从而制成地下二层的地下室12。因此，能够采用如上那样的施工方法根据用户的需求而将地下室12建造为多层。另一方面，本发明在挖掘地基的步骤(S4)之后，还包含在支柱7的外缘覆盖精加工构件以美化支柱7外观的步骤，在此所使用的精加工材使用了公知的材料。这样支柱7由精加工材遮蔽，以混凝土 9对内壁进行精加工，因此，使由此施工的地下室12内部变美观， 而犹如新建建筑物的地下室那样。如以上所述那样，在本发明使已竣工建筑物1的地底盘变得不脆弱而可适于能够采用本发明来施工的条件时，则压入地基中的支柱7的外侧缘与地基紧贴，而且底面受到地基的支撑，因此，在又大又重的超大型大厦那样的已竣工建筑物1的情况下，也能够由所压入的支柱7安全支撑，并能够在其下部简便地施工制成地下室12。图16至图19表示本发明的已竣工建筑物的地下室的施工方法的第二实施方式。本实施方式的施工方法是，在已竣工建筑物1内部不将基底混凝土 2穿孔，也能够施工建造地下室12的方法。本实施方式的施工方法是，如图16所示那样，在挖掘已竣工建筑物1的一侧的下部地基后，在所露出的基底混凝土 2的下部设置压入机，并在所述压入机6的设置地点将地桩7a插入地基中以形成支柱7。在支柱7形成后，挖掘该支柱7的周边部的地基，以同样方法在挖掘后露出基底混凝土 2的下部设置压入机6后，对地桩7a进行插入施工以形成支柱7，但是，这样重复实施了该过程，如图17所示，使得已竣工建筑物1的基底混凝土 2的下部挖掘面积逐渐变宽，并且所形成的支柱7的数目也增多了。通过重复上述过程而充分地挖掘已竣工建筑物1的下部地基，设置了地下空间， 这样如图18所示，在地下空间的底面和侧面以混凝土 9进行养护，建造了地下室12。并且， 在所述地下空间以混凝土形成用于支承已竣工建筑物1的另外柱子之后，也能够除去压入机6和地桩7a，或者也能够在除去油压起重器(jack)后，在所述地桩7a所施工的位置形成由混凝土沙浆养护的柱子。图19是，表示在利用本实施方式的施工方法直接将压入机6设置于已竣工建筑物 1的基底混凝土 2的下部时基底混凝土 2不具备充分的支承强度的情况下，进而还在基底混凝土 2的下部增设支承板13的实施方式的图。在通过压入机6将地桩7a插入地中时，也对用于支承压入机6的基底混凝土 2产生反作用力，但是，在基底混凝土 2的强度或厚度无法充分支承在地桩7a插入过程中产生的反作用力的情况下，如图示那样配设钢筋，浇筑混凝土沙浆来进行养护，由此形成能够支承压入机6的支承板13。当然，如果基底混凝土 2层的强度很充分，也能够省去支承板13 的形成工序。图20至图23表示本发明的已竣工建筑物的地下室的施工方法的第三实施方式。如图20所示那样，本实施方式适于在小规模的建筑物1的下部施工建造地下室 12。根据本实施方式的施工方法，首先，如图21以及图23所示那样，在已竣工建筑物 1的外侧缘的基底混凝土 2形成孔和狭槽，使支承体5固定于适合位置，其后再设置压入机 6。支承体5的设置和压入机6的安装过程与上述第一实施方式同样。这样在建筑物1的缘部设置了多个支承体5和压入机6，将地桩7a插入地中而形成了能够支承中空的建筑物1的多个支柱7后，挖掘建筑物1的基底混凝土 2的下部的地基，以混凝土 9对底面侧面进行精加工而形成地下室12。在本实施方式的场合，在中空的建筑物1的缘部的基底混凝土 2不具备能够对在地桩7a插入过程由所述支承体5传递来的反作用力进行支承的充分支承强度的情况下，也能够通过在基底混凝土 2的上部或下部增设支承板13来提高支承强度。如上所述的本发明的第二实施方式和第三实施方式与第一实施方式不同，完全不浇筑已竣工建筑物1内部的基底混凝土 2也能够进行施工，因此，不需要在建筑物1内部穿孔以供地桩7a的插入或者在施工完成后对已穿孔的孔精加工等另外的作业。
权利要求
1.已竣工建筑物的地下室的施工方法，其特征在于，包括在已竣工建筑物的最下部的基底混凝土中形成多个孔，以贯通该孔的方式插入支承体，并使突出于支承体下部的止动件以不会摆动的方式固定在所述已竣工建筑物的最下部的底部上的步骤；在所述支承体的上部设置压入机的步骤；在将地桩插入到所述各孔中后，使用所述压入机将该地桩压入地下，每次压入地桩时， 将其他地桩层叠到所述已压入的各地桩上部后，使用所述压入机依次进行压入，使支承建筑物的支柱压入到已竣工建筑物的地下的步骤；在已竣工建筑物由已压入地下的所述支柱支承的状态下，挖掘所述已竣工建筑物的基底混凝土的下部地基来确保地下空间的步骤；以及对通过挖掘所述混凝土的下部地基的步骤而得到确保的地下空间的水平面和垂直面浇筑混凝土的步骤。
2.根据权利要求1所述的已竣工建筑物的地下室的施工方法，其特征在于，在固定所述支承体的步骤中，使多个支承体的上端部成为一体，使突出于各支承体下部的止动件贯穿狭槽而卡止到混凝土中，以沙浆浇筑所述狭槽，将支承体固定在孔缘上。
3.根据权利要求1所述的已竣工建筑物的地下室的施工方法，其特征在于，在挖掘所述混凝土的下部地基的步骤中，挖掘的深度确保压入所述已竣工建筑物的地下的支柱的底面不会露出，对挖掘过程中所形成的地下空间至少浇筑一层以上的混凝土， 以施工建造地下室。
4.已竣工建筑物的地下室的施工方法，其特征在于，包括挖掘已竣工建筑物的基底混凝土的下部地基，将用于支承所述基底混凝土下部的地桩插入地中从而设置多个支柱的步骤；以及对通过挖掘所述基底混凝土的下部地基来设置所述支柱从而得到确保的地下空间的底面和侧面进行混凝土浇筑的步骤。
5.根据权利要求4所述的已竣工建筑物的地下室的施工方法，其特征在于，设置所述多个支柱的步骤通过依次进行如下的一系列施工过程来完成，在先挖掘所述已竣工建筑物的基底混凝土的下部一侧后，在露出的基底混凝土的下部设置支承板，通过支承于所述支承板上的压入机将地桩插入地中来施工支柱后，挖掘已施工的支柱的周边地基并在露出的所述基底混凝土的下部设置支承板和压入机，其后插入地桩而形成支柱。
6.已竣工建筑物的地下室的施工方法，其特征在于，包括在已竣工建筑物的缘部形成相互以预定间隔隔开的多个支承体的步骤； 在所述支承体设置压入机的步骤；通过所述压入机将地桩分别插入各支承体的下部地中，形成用于支撑所述已竣工建筑物的多个支柱的步骤；对由所述支柱支撑的已竣工建筑物的下部地基进行挖掘的步骤；以及对通过挖掘所述已竣工建筑物的下部地基而得到确保的地下空间的底面和侧面进行混凝土浇筑的步骤。
7.根据权利要求6所述的已竣工建筑物的地下室的施工方法，其特征在于， 形成所述支承体的步骤包括对所述已竣工建筑物的下部缘的地基挖掘预定深度，以形成沙浆浇筑空间的步骤； 在所述沙浆浇筑空间浇筑混凝土，以与所述已竣工建筑物的下部连结的方式形成反作用力部的步骤；以及在由混凝土养护形成的所述反作用力部形成上下贯穿的孔，以贯穿所述孔的方式插入支承体，使突出支承体下部的止动件以不摆动的方式固定在所述建筑物的最下部底部上的步骤。
全文摘要
本发明提供一种已竣工建筑物的地下室的施工方法。该方法包括在已竣工建筑物的最下部的基底混凝土中贯通设置多个孔以及与该孔相连通的狭槽，在狭槽的内部插入支承体，使突出于支承体下部的止动件卡止固定在狭槽的下部；在支承体的上部设置压入机；在将中空状的地桩压入到各孔中后，利用压入机将该地桩压入地下，每次压入地桩时，将其他地桩层叠到压入的各地桩上部后，使用压入机依次进行压入，以压入用于支承已竣工建筑物的地下建筑物的支柱；在已竣工建筑物由压入地下的支柱支承着的状态下，挖掘建筑物的基底混凝土的下部地基来确保地下空间；以及对通过挖掘混凝土的下部地基而得到确保的地下空间的水平面以及垂直面浇筑混凝土。
文档编号E02D29/045GK102561391SQ20111042314
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者卞沆龙, 金俊成 申请人:卞沆龙, 株式会社高丽工程及咨询, 金俊成