既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)和施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑施工領(lǐng)域，尤其是一種既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)和施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于技術(shù)的限制，現(xiàn)在的一些既有建筑層數(shù)較低，底層沒有地下室，空間利用較低。隨著社會的發(fā)展，尤其是住在老建筑的居民，希望能有地下室，特別是對于地下停車場的需求。
[0003]隨著技術(shù)的發(fā)展，提出了既有建筑地下增層技術(shù)，需要開挖既有建筑的底層以下的土體形成地下室空間。
[0004]但是底層以下位置存在地下水，同時也是地下管網(wǎng)的布置區(qū)?，F(xiàn)有的地下室開挖多采用降低地下水位并設(shè)置排水系統(tǒng)進(jìn)行地下水排除。如果排水過程中稍有不慎，排水不及時，容易造成土體坍塌，增加開挖支護(hù)量，延長工期。
[0005]中國專利局于2015年6月10日公開了一份CN104695446A號文獻(xiàn)，名稱為地下室支護(hù)施工方法，在開挖地下室階段前需先施工工程粧和立柱，再澆筑縱橫主梁作為內(nèi)支撐，地下室土方開挖、基礎(chǔ)底板澆筑后再施工樓板結(jié)構(gòu);水平結(jié)構(gòu)體系采取井字梁樓板體系;施工步驟包括:(I)施工鉆孔灌注粧作為圍護(hù)支撐粧；(2)施工止水帷幕；(3)施工工程粧作為立柱基礎(chǔ)，然后施工型鋼立柱；(4)開挖表層土至井字梁底標(biāo)高，施工地下室頂板縱橫主梁；
[5]挖土至一層地下室井字梁底標(biāo)高，施工一層地下室縱橫主梁和地下室樓板；(6)挖土至地下室底板，施工地下室底板、地下室混凝土外墻；(7)澆筑一層地下室出土孔部位混凝土樓板；(8)澆筑地下室頂板。該施工方法施工止水帷幕后對土體開挖，開挖的對象為底層的土體，雖然有止水帷幕，但無法保證開挖位置的土體不含水，也就容易造成開挖位置的土體自身發(fā)生坍塌，影響開挖進(jìn)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)和施工方法，利用凍結(jié)的方式將底層以下的土體凍結(jié)，凍結(jié)后形成剛性結(jié)構(gòu)，防止相互流動，便于開挖，開挖中保證土體結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明解決了現(xiàn)有的地下室開挖直接針對底層以下的土體，容易因土體內(nèi)的含水造成土體坍塌的缺陷，提供一種既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)和施工方法，將底層以下的土體凍結(jié)形成剛性結(jié)構(gòu)，防止因土體內(nèi)的水份而使得土體松動，確保開挖時土體不會坍塌。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)，形成于既有建筑底層地面以下部位，包括水平穿設(shè)于土體內(nèi)的頂管，頂管連接多根與頂管連通的冷凍管，冷凍管避開建筑的粧基，冷凍管與頂管形成柵格狀冷凍管網(wǎng)，冷凍管將自身所在的上下左右的土體凍結(jié)形成剛性冷凍土體。頂管與冷凍管組成形成一個布置在既有建筑底層以下土體內(nèi)的冷凍管網(wǎng)，通入冷凍介質(zhì)后，頂管與冷凍管散發(fā)的低溫將土體凍結(jié)形成剛性結(jié)構(gòu)，防止土體開挖時因土體內(nèi)的水份而使得土體松動，確保開挖時土體不會坍
Mo
[0009]作為優(yōu)選，冷凍管的直徑小于頂管的直徑，頂管的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，冷凍管的內(nèi)部與頂管內(nèi)部相連通。
[0010]作為優(yōu)選，既有建筑底層墻體周邊建立剛性圍護(hù)，剛性圍護(hù)貼著墻體外側(cè)面，剛性圍護(hù)沿著墻體布置一周。剛性圍護(hù)可以隔絕低溫對剛性圍護(hù)外側(cè)的土體的影響，同時剛性圍護(hù)的建立也能給予土體凍結(jié)體積增大所需的變形空間，同時也給予一個保護(hù)。
[0011]作為優(yōu)選，剛性圍護(hù)合適的位置建立有沉井，頂管從沉井水平向著底層以下土體內(nèi)部設(shè)置。
[0012]作為優(yōu)選，頂管的管徑大于等于2米，頂管壁上開設(shè)有冷凍管孔，冷凍管的端部固定于冷凍管孔周邊。
[0013]作為優(yōu)選，頂管和冷凍管均為能傳遞低溫的管材。
[0014]作為優(yōu)選，頂管為多根，且按照豎向分布，每一根頂管上均連接有冷凍管，所有的冷凍管和頂管形成上下層布置。冷凍管網(wǎng)為上下層結(jié)構(gòu)，主要是考慮到開挖土體的深度要求，
一種既有建筑新增地下室土體施工方法，包括如下步驟:(I)針對建筑物做剛性圍護(hù)；
(2)在圍護(hù)的外側(cè)向下建沉井，沉井避開既有建筑的粧基；
(3 )在沉井內(nèi)向著土體內(nèi)部建立橫向水平的頂管；
(4)清除頂管內(nèi)的土，在頂管壁上鉆若干冷凍管孔，并在冷凍管孔的位置垂直頂管的方向水平建冷凍管；
(5)從沉井向著頂管內(nèi)部置冷凍介質(zhì)，冷凍介質(zhì)填充所有的冷凍管，并凍結(jié)既有建筑底層以下的土體。
[0015]作為優(yōu)選，沉井的深度為5-8米，頂管的軸線處于地面3米以下的位置，頂管的內(nèi)徑大于等于2米，冷凍管的管徑大于等于0.8米，冷凍管的水平間距控制在2米。
[0016]作為優(yōu)選，冷凍管遠(yuǎn)離頂管的一端相互連通，所有冷凍管和頂管形成一個連通的回路。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:頂管與冷凍管組成形成一個布置在既有建筑底層以下土體內(nèi)的冷凍管網(wǎng)，通入冷凍介質(zhì)后，頂管與冷凍管散發(fā)的低溫將土體凍結(jié)形成剛性結(jié)構(gòu)，防止土體開挖時因土體內(nèi)的水份而使得土體松動，確保開挖時土體不會坍塌。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明一種剛性圍護(hù)建立俯視圖；
圖3是本發(fā)明一種沉井建立俯視圖；
圖4是本發(fā)明一種俯視圖；
圖中:1、既有建筑，2、剛性圍護(hù)，3、沉井，4、頂管，5、粧基，6、冷凍管，7、土體。
【具體實施方式】
[0019]下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0020]實施例:一種既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)(參見圖1圖4)，形成于既有建筑I底層地面以下部位，既有建筑底層墻體周邊建立剛性圍護(hù)2，剛性圍護(hù)貼著墻體外側(cè)面，剛性圍護(hù)沿著墻體布置一周。剛性圍護(hù)合適的位置建立有沉井3，沉井的深度在8米，從沉井水平向著底層以下土體內(nèi)部建立空心的頂管4，頂管避開既有建筑的粧基5，頂管的內(nèi)徑為2米，頂管從沉井一直延伸到相對的剛性圍護(hù)處。頂管內(nèi)壁兩側(cè)沿著頂管軸線開設(shè)有冷凍管孔，冷凍管孔的位置垂直冷凍管軸線布置冷凍管6，冷凍管的內(nèi)徑為0.8米，冷凍管之間的間距為2米，冷凍管避開粧基。每一冷凍管的外端連接有回管，所有回管連接成一個回路。頂管和冷凍管均為能傳遞低溫的管材，冷凍管與頂管形成柵格狀冷凍管網(wǎng)，從頂管的端部向著里邊充冷凍介質(zhì)對整個土體7進(jìn)行降溫冷凍，直到土體冷凍成一個剛性結(jié)構(gòu)，冷凍的溫度為(TC。[0021 ] 一種既有建筑新增地下室土體施工方法，包括如下步驟:(I)針對建筑物做剛性圍護(hù)(參見圖2);
(2)在圍護(hù)的外側(cè)向下建沉井，沉井的深度為8米，沉井避開既有建筑的粧基(參見圖
3)；
(3)在沉井內(nèi)向著土體內(nèi)部建立橫向水平的頂管，頂管的深度處于3米，頂管的內(nèi)徑為2
米；
(4)清除頂管內(nèi)的土，在頂管壁上鉆若干冷凍管孔，并在冷凍管孔的位置垂直頂管的方向水平建冷凍管，冷凍管的管徑為0.8米，冷凍管之間的水平間距為2米，冷凍管避開粧基；
(5)從沉井向著頂管內(nèi)部置冷凍介質(zhì)，冷凍介質(zhì)填充所有的冷凍管，并凍結(jié)既有建筑底層以下的土體。
[0022]以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項】
1.一種既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)，形成于既有建筑底層地面以下部位，其特征在于包括水平穿設(shè)于土體內(nèi)的頂管，頂管連接多根與頂管連通的冷凍管，冷凍管避開建筑的粧基，冷凍管與頂管形成柵格狀冷凍管網(wǎng)，冷凍管將自身所在的上下左右的土體凍結(jié)形成剛性冷凍土體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)，其特征在于冷凍管的直徑小于頂管的直徑，頂管的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，冷凍管的內(nèi)部與頂管內(nèi)部相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)，其特征在于既有建筑底層墻體周邊建立剛性圍護(hù)，剛性圍護(hù)貼著墻體外側(cè)面，剛性圍護(hù)沿著墻體布置一周。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)，其特征在于剛性圍護(hù)合適的位置建立有沉井，頂管從沉井水平向著底層以下土體內(nèi)部設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)，其特征在于頂管的管徑大于等于2米，頂管壁上開設(shè)有冷凍管孔，冷凍管的端部固定于冷凍管孔周邊。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)，其特征在于頂管和冷凍管均為能傳遞低溫的管材。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)，其特征在于頂管為多根，且按照豎向分布，每一根頂管上均連接有冷凍管，所有的冷凍管和頂管形成上下層布置。8.一種既有建筑新增地下室土體施工方法，其特征在于包括如下步驟:(I)針對建筑物做剛性圍護(hù)； (2)在圍護(hù)的外側(cè)向下建沉井，沉井避開既有建筑的粧基； (3)在沉井內(nèi)向著土體內(nèi)部建立橫向水平的頂管； (4)清除頂管內(nèi)的土，在頂管壁上鉆若干冷凍管孔，并在冷凍管孔的位置垂直頂管的方向水平建冷凍管； (5)從沉井向著頂管內(nèi)部置冷凍介質(zhì)，冷凍介質(zhì)填充所有的冷凍管，并凍結(jié)既有建筑底層以下的土體。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的既有建筑新增地下室土體施工方法，其特征在于沉井的深度為5-8米，頂管的軸線處于地面3米以下的位置，頂管的內(nèi)徑大于等于2米，冷凍管的管徑大于等于0.8米，冷凍管的水平間距控制在2米。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的既有建筑新增地下室土體施工方法，其特征在于冷凍管遠(yuǎn)離頂管的一端相互連通，所有冷凍管和頂管形成一個連通的回路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種既有建筑新增地下室土體結(jié)構(gòu)和施工方法，解決了現(xiàn)有的地下室開挖直接針對底層以下的土體，容易因土體內(nèi)的含水造成土體坍塌的缺陷，包括水平穿設(shè)于土體內(nèi)的頂管，頂管連接多根與頂管連通的冷凍管，冷凍管避開建筑的樁基，冷凍管與頂管形成柵格狀冷凍管網(wǎng)，冷凍管將自身所在的上下左右的土體凍結(jié)形成剛性冷凍土體。頂管與冷凍管組成形成一個布置在既有建筑底層以下土體內(nèi)的冷凍管網(wǎng)，通入冷凍介質(zhì)后，頂管與冷凍管散發(fā)的低溫將土體凍結(jié)形成剛性結(jié)構(gòu)，防止土體開挖時因土體內(nèi)的水份而使得土體松動，確保開挖時土體不會坍塌。
【IPC分類】E02D29/045
【公開號】CN105714854
【申請?zhí)枴緾N201610129559
【發(fā)明人】潘金龍, 殷樹芳
【申請人】巖土科技股份有限公司