[发明专利]既有建筑地下增层的支撑钢管装置及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木建筑技术，尤其是一种既有建筑地下增层的支撑钢管装置及其安装方法。

背景技术

有序、合理、综合、高效地开发利用既有建筑物地下空间资源，成为扩充基础设施容量，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。新建建筑物根据城市规划的要求，多已考虑了地下空间的开发和利用。然而，大量的既有建筑因为历史的原因，缺少前瞻性而未设计地下停车场等，随着汽车数量的增加出现了停车难。因此，对既有建筑物地下空间的开发是一项艰巨而迫切的任务。

发明人贾强提出的《型钢加水平拉结杆件支撑既有建筑增设多层地下室工艺》（申请号201210407508.4）。基于在承受竖向荷载的钢管之间加设水平拉结杆件，提高竖向受压钢管稳定性的原理，提出了水平拉结钢管支撑既有建筑增设多层地下室的方法。在建筑物下方泥浆护壁成孔，插入钢管并水平拉结保证土方开挖后钢管的稳定性。受压钢管是支撑既有建筑，并将建筑物荷载传递至深层地基土的重要构件。在既有建筑竖向承重构件（墙或柱）内、外两侧均要布置受压钢管，并通过水平向托换梁将两侧钢管相连，托住墙或柱等竖向构件。通常，钢管的长度远远大于建筑物的层高，甚至建筑物的高度。建筑物外侧的钢管可利用起重机竖起，直接插入钻好的孔中。而建筑物室内的钢管，如果用起重机竖起插入孔中，需要将屋顶和楼板拆除或在上面开孔。如果钢管分段插入，钢管的接头的可靠性以及如何实现快速和方便的连接仍是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种既有建筑地下增层的支撑钢管装置及其安装方法，该装置钢管受力合理，实现了钢管的快速、方便地连接，减少了钻孔内插入钢管的时间，降低钻孔塌方的风险。同时，可方便地安装水平拉结杆件，保证钢管稳定性。钢管可回收利用降低了工程成本。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种既有建筑地下增层的支撑钢管装置，包括至少两段钢管，所述相邻两段钢管之间通过钢管接头及短插销连接，所述钢管上端且在钢管接头长度范围之外，设置有能插入长插销的第一插孔；所述钢管接头与相邻两段钢管上均设置有相对应的能够插入短插销的第二插孔，所述第一插销和第二插销在同一根钢管的圆截面上错开90°设置。

所述钢管接头的外径小于相邻两段钢管的内径。

所述钢管接头的内径大于相邻两段钢管的外径。

一种既有建筑地下增层的支撑钢管装置的安装方法，包括：

（1）在既有建筑物承重构件（墙或柱）内外两侧地基上钻孔，为插入钢管创造条件；

（2）在既有建筑物外侧利用起重机吊装钢管，而既有建筑物室内安设手拉葫芦或倒链简易起重设备吊装钢管；每节钢管的长度应小于室内层高，以便钢管竖立后有连接和吊装的操作空间；

（3）将手拉葫芦或倒链连接吊钩的钢丝绳穿入钢管顶端的短插销的第二插孔中，将所述钢管立起，缓缓插入既有建筑物承重构件内两侧地基上的孔中；当长插销的第一插孔接近孔口地面时，插入长插销；降低吊钩，长插销两端搭在所述孔口周围的地面上，所述钢管的重量通过长插销传递至地面，摘除吊钩；

（4）安装钢管接头和相邻的上段钢管，保证上、下两段钢管对齐、顶紧，穿入短插销，完成上、下两段钢管与钢管接头的连接；

（5）将手拉葫芦或倒链的连接吊钩的钢丝绳穿入上段钢管的顶端的短插销的第二插孔中，升吊钩，将长插销抽出，然后缓缓将两段组合好的钢管插入所述孔中；

（6）重复步骤（3）～(5)，实现多节钢管连接形成组合钢管，直至最下端钢管到达设计标高；

（7）再重复步骤（3）～(6)，实现多套组合钢管的安装连接；

（8）每套组合钢管和孔壁间注入水泥砂浆；水泥砂浆达到强度后，开挖建筑物下方地基土，建筑物重量由组合钢管和硬化的水泥砂浆支撑；在开挖土方的同时，利用长插销的第一插孔安装相邻组合钢管间的水平拉结杆件，保证多套组合钢管的稳定性；

（9）建筑物下方的地下室结构施工完成后，破除水泥砂浆，将组合钢管从上而下逐段拆除：利用吊钩穿入处于最上部的钢管上端的短插销的第二插孔中，将下端连接钢管间的短插销抽出，将位于最上部的钢管吊走，依次拆除剩余钢管。

本发明中，由于受既有建筑物室内层高以及不能使用大型起重机械的限值，钢管只能分成若干节分段插入。而钢管的接头既要保证连接后的钢管受力合理，能够成为竖向受力构件，承担上部建筑物的荷载，又能在孔口处实现上、下段钢管的快速、方便地连接，减少插入钢管的时间，降低钻孔塌方的风险。