[发明专利]施工既有建筑物地下室的静压桩工艺

说明书

技术领域

本发明涉及既有建筑物地下室的静压桩施工技术，属于土木工程中的地下托换技术领域。

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已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；又如，类似原有商场也有缺少停车场、库的情况。许多既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。

既有建筑物施工地下室最核心的技术是地下托换。在古代，地下托换技术就用于许多大型建筑物的地基基础的处理，到二十世纪30年代兴建美国纽约市的地下铁道时，托换技术才得到迅速发展。此后，地下托换技术在德国、日本等多处地下铁道穿越既有建筑物的基础的工程中发挥作用。我国的广州、深圳地铁施工时都应用了该技术。

将地下托换技术应用到既有建筑物地下空间的开发并获得成功的是北京市音乐堂改建工程。该工程将独立柱基础框架结构的观众厅新增一层6.5m高的地下室；工程选择了人工挖孔灌注桩加连续承台梁的托换方案，北京城建七建设工程有限公司的王雅斋等依此编制了《整体基础托换与地下加层施工工法》(YJGF09-2000)。该工法采用的是灌注桩而不是预制静压桩。

既有建筑物通过基础将荷载传递到地基上。地基的材料强度一般要比建筑物构件的材料强度低，所以竖向构件要通过加大了接触面的基础把荷载传给地基。既有建筑物若要增设地下室，就需要切掉原基础，将竖向传力构件(墙、柱)接长，此时需要运用地下托换技术，托换构件既需要有足够大的承载力支撑上部建筑物的荷载，又需要有小的沉降量，防止上部既有建筑物产生大的附加内力而破坏；同时，要有足够的工作面保证地下室土方开挖和混凝土浇注的顺利进行。桩基础具有承载力大、沉降量小的特点，成为托换构件的首选。然而，传统的桩基础施工因既有建筑物的层高问题多受到限制。北京市音乐堂改建工程虽获得了成功，但人工挖孔灌注桩也需要在无地下水的情况下进行，“两桩托一柱”的方案使开发出来的地下室空间大大减少。

锚杆静压桩是锚杆和静力压桩结合形成的一种桩基施工工艺。它是通过在基础上埋设锚杆固定压桩架，以建(构)筑物所能发挥的自重荷载为桩反力，用千斤顶将桩段从基础中预留或开凿的压桩孔内逐段压入土中，然后将桩与基础连结在一起，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。现有的锚杆静压桩技术多是应用在地基和基础加固，以及建筑物纠偏等工程中，没有用在施工既有建筑物地下室的实例。

发明内容

本发明针对现有运用地下托换技术施工既有建筑物地下室存在的地下室空间小的不足，提供一种施工既有建筑物地下室的静压桩工艺，能够有足够的工作面保证地下室土方开挖和混凝土浇注的顺利进行，并且所建地下室的空间大。

本发明的施工既有建筑物地下室的静压桩工艺包括以下步骤：

(1)在建筑物一层室内地坪处施工承台和连系梁，在承台上开设至少两个压桩孔；

(2)在压桩孔的外围埋设锚杆，在锚杆上安装反力架，用螺母固定；

(3)吊放预制桩，在反力架横梁和预制桩间安装千斤顶；

(4)将预制桩逐根压至设计标高，由于预制桩的长度小于建筑物层高，在压桩过程需要将预制桩接长，预制桩的接长可采用桩端部预埋钢板上下焊接；预制桩接长时，需停止压桩、撤除千斤顶，此时需将下段预制桩临时固定；采用楔形钢夹片临时固定预制桩：钢夹片在压桩工作状态时与桩体脱开；当停止压桩、撤除千斤顶时，钢夹片依靠和桩体间的摩擦力，将桩体夹紧、固定。

(5)分层开挖土方至新施工地下室下一层楼板板底标高；在开挖土方过程中，对建筑物的沉降情况进行观测；

(6)接长既有建筑物框架柱、墙体及其他竖向承力构件，浇注下一层的施工承台和连系梁；

(7)将预制桩压至下一楼层，在下一楼层将预制桩临时固定后，将反力架、千斤顶移至下一楼层；

(8)重复以上步骤，待各层地下室施工完毕后进行封桩，拆除反力架。

本发明采用锚杆静压桩施工工艺施工既有建筑物地下室，具有无震动、无噪音、无污染等优点，可以最大限度减少对既有建筑物中人们生活的影响；预制的混凝土桩可分段压入，可不受既有建筑物层高的限制；能够有足够的工作面保证地下室土方开挖和混凝土浇注的顺利进行，并且所建地下室的空间大。