地下增层技术在框架结构房屋改造中的运用

 摘要：通过抱柱式临时托换体系将房屋上部荷载转移到新做托换桩上，然后向下开挖至设计标高，新做托换柱、永久托换承台及地下室结构加固，待砼达到设计强度后，拆除临时托换体系，从而解决了地下空间结构的实现。

关键词：临时（永久）托换   预顶

一、工程概况

广州颐和南湖高尔夫会员住所F区C16别墅，为三层框架结构，柱下独立基础形式。现应业主要求，需在负一层局部区域进行地下增层扩建处理,本工程已由我司设计施工完毕，下面是部分施工现场图片。





 

二、地下增层改造方法分析

1.原结构特点及施工条件限制性：

（1）该建筑位于半山坡上，原结构基础埋深不一致，负二层架空高度仅1.0～2.0m。

（2）该别墅为两户连体别墅，两户结构错层高度达2.0左右。距离该建筑物坡顶5.0m上方有另一幢建筑物。

（3）地质条件较好，局部已可见微风化岩，增加了地下开挖的难度。

2.托换加固方法：

（1）对开挖基坑周边土体进行临时侧向支护。

（2）临时托换体系采用抱柱式托换钢梁体系。

（3）新做基础采用锚杆静压嵌岩钢管灌注桩式托换处理。

三、增层改造技术介绍

1.总体施工工艺流程：

放线→定位→障碍物拆除→嵌岩钢管灌注桩施工→抱柱式托换钢梁体系制安→侧向支护体系施工→预应力反压、临时锁桩→土方开挖至地下室增层所需标高→凿除原柱基础承台→土建施工（地下室挡土墙、底板、永久托换承台、托换柱）→拆除抱柱式托换钢梁体系及部分桩体→清理收尾

2.锚杆稳压施工工艺

锚杆制安→架设反力架→千斤顶安装→锁桩型钢梁安装→反顶稳压→临时焊接锁桩→反压体系拆除→焊接封桩

四、主要施工工艺方法介绍

1.嵌岩钢管灌注桩施工

嵌岩钢管灌注桩设计时，除了要满足单桩承载力、桩身截面强度外，还要考虑土体向下开挖致桩身外露后，托换桩的整体稳定性和刚度变化。桩入岩长度必须保证在1.0m以上。

2.抱柱式托换钢梁体系

为保证上部结构荷载能够安全转移到托换桩上，同时考虑到托换体系用完拆除时对原结构的损伤，以及临时措施投入成本，新加临时托换体系采用抱柱式托换钢梁体系，四条槽钢环抱砼柱并通过对拉螺栓锁死柱身，两条主转换型钢梁斜向布置在托换桩两侧。

3.侧向支护体系施工

为了避免或减少因地下增层施工时、土体位移与变形造成对建筑物（及相邻建构筑物）的影响，从而在既有建筑物基坑开挖周边或柱间进行支护，形成支撑或支护墙体承受施工引起的侧向土压和地基差异变形。结合现场施工条件和地质情况，采用支护桩加水平支撑的侧向支护体系，尽量利用既有建筑物的本身刚度。

4.预应力锁桩技术

为保证上部结构荷载能够完全转移到托换桩上，在压桩完成后通过对新加桩施加预应力反压，从而实现新增荷载能够很快的传递到新加桩基上，实现快速控制建筑物附加沉降。

五、施工中应注意的问题

用桩式托换法进行地下增层施工时，除了设计理论要符足实际受力情况外，成功的关键还在于施工程序是否合理，质量是否过关，具体应注意以下几点：

1.桩入岩长度必须保证在1.0m以上，并严格控制桩清孔后的沉渣厚度。每根被托换柱两侧的两根托换桩体在开挖露出部分设置交叉钢筋，加强整体稳定性和协同工作能力。

2.抱柱式托换钢梁体系施工时，结合面必须进行凿毛处理，槽钢与砼结合面灌注结构胶，充分发挥结合面的咬合力。

3.各被托换柱的托换施工必须跳做交叉施工，不能全面同时托换处理。

4.当托换结构体系强度达到设计要求后，才能拆除临时托换体系。

5.托换承台基槽开挖、千斤顶预顶等施工过程中，应加强对原结构的检查，做到信息化施工，对一些关键部位进行应力、变形监测，预设报警值，并做好应急预案，保证结构的绝对安全。

六、结束语

1.采用桩式托换技术进行地下增层改造，准确的设计分析是基础，合理的施工流程和构造、连接处理是关键。实践证明，桩式托换方法能够很好的建立一个新的安全可靠的受力体系。

2.为了有效控制建筑物的沉降变形，可实施预应力锁桩来解决。

3.本方法在实际工程中得以实现，值得在处理类似工程时参考。