CN108457303B - 一种在既有建筑物下新增地下停车场的方法 - Google Patents

一种在既有建筑物下新增地下停车场的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在既有建筑物下新增地下停车场的方法，包括以下步骤：在既有建筑物的相对两侧形成围护墙，在围护墙内挖设工作坑，一侧形成为主工作坑，另一侧形成为辅工作坑；以主工作坑为起始作业场地，向既有建筑物下方依次横向顶进若干排预制构件，在若干排预制构件内分别铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根钢筋混凝土托换梁；在钢筋混凝土托换梁的两端施工形成两根边梁，形成既有建筑物下方的整体托换结构；从主工作坑一侧向整体托换结构下方开挖形成停车场空间；待停车场空间施工完成后浇筑底板并以整体托换结构为顶板，形成地下停车场。

Description

一种在既有建筑物下新增地下停车场的方法
技术领域
本发明涉及土木工程的技术领域，更具体地讲，涉及一种在既有建筑物下新增地下停车场的方法。
背景技术
随着城市化进程的不断发展，城市地上空间越来越拥挤，地下空间逐渐成为未来城市发展的重心。但是一方面，直接拆除尚在服务期的既有建筑物来开发地下空间十分不经济；另一方面，一些古建筑具有重要的历史文化价值，不能拆除。在既有建筑下新增地下室作为地下停车场来缓解停车难的想法应运而生。
目前开发既有建筑地下空间的方法主要有两类：一类是“桩基础托换”方案，利用锚杆静压桩或人工挖孔桩作为托换构件托换原有浅基础，在下部开挖土方至设计高程形成地下空间。另一类是“平移后开挖”方案，对原有建筑形成整体托换承台后进行平移，待开挖至设计高程后再移回原位。
前一类方案需要破坏原有建筑物的底板进行成桩作业，挖土工作也在建筑物内部进行，易对结构造成损伤。后一类方案在平移过程中若对原有建筑的上部结构加固措施处理不当，容易造成原有建筑永久性破坏，且平移后需要同等场地临时安放建筑物，相比之下占用更多的场地，在建筑物密集的场所难以施工。并且上述两种方案在施工期间严重影响既有建筑的正常使用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种在既有建筑物下新增地下停车场的方法，该方法能够高效安全地完成地下空间的建设，在施工期内也能够保证原有建筑物的正常使用且不会对原有建筑的结构产生破坏，能够解决老城区、中心城区停车难的问题。。
本发明提供了一种在既有建筑物下新增地下停车场的方法，所述方法包括以下步骤：
A、在既有建筑物的相对两侧形成围护墙，在围护墙内挖设工作坑，其中，一侧形成为主工作坑，另一侧形成为辅工作坑；
B、以主工作坑为起始作业场地，向既有建筑物下方依次横向顶进若干排预制构件，在若干排预制构件内分别铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根钢筋混凝土托换梁；
C、通过主工作坑和辅工作坑在钢筋混凝土托换梁的两端施工形成两根边梁，所述两根边梁与所述若干根钢筋混凝土托换梁形成既有建筑物下方的整体托换结构；
D、从主工作坑一侧向整体托换结构下方开挖形成停车场空间并且间隔地施工形成基础和柱；
E、待停车场空间施工完成后浇筑底板并以所述整体托换结构为顶板，形成地下停车场。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，在步骤A中，所述工作坑的坑底标高与地下停车场的顶板的设计标高一致，所述工作坑的开挖方式为放坡开挖且在挖设完成后于坑底铺置一层碎石隔离层。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，在步骤B中，所述预制构件的尺寸能够容纳施工人员进入并进行人工掘土作业，所述横向顶进以千斤顶作为动力装置并在一边顶进时一边掘土。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，在步骤B中，向既有建筑物下方横向顶进预制构件具体包括以下子步骤：
a、在主工作坑中远离既有建筑物一侧布置后背墙并在后背墙上安装千斤顶；
b、将第一节预制构件吊装进入主工作坑，在第一节预制构件与千斤顶之间设置顶铁，调整好所述第一节预制构件、顶铁与千斤顶的位置后开始顶进作业；
c、每顶进预定距离后退回千斤顶，由施工人员进入预制构件内进行人工掘土作业，重复顶进-掘土作业直至所述第一节预制构件完全顶进，其中，掘土量与顶进的预定距离相匹配；
d、将下一节预制构件吊装进入主工作坑，重复步骤b和c，直至一排预制构件全部顶进。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，在步骤B中，间隔进行预制构件的顶进作业以及钢筋笼铺设作业和混凝土浇筑作业，其中，先顶进奇数排的预制构件，再在奇数排的预制构件内铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根奇数排的钢筋混凝土托换梁；待奇数排的钢筋混凝土托换梁养护达到强度要求之后，顶进偶数排的预制构件，再在偶数排的预制构件内铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根偶数排的钢筋混凝土托换梁。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，在步骤B中，在钢筋混凝土托换梁的两端分别形成预定长度的预留钢筋；在步骤C中，待所有钢筋混凝土托换梁养护达到强度要求之后，利用钢筋混凝土托换梁两端的预留钢筋施工形成两根边梁，所述边梁垂直于钢筋混凝土托换梁。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，所述混凝土为免震混凝土。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，所述既有建筑物为浅基础既有建筑物。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，所述预制构件为中空的预制金属箱梁、合成树脂箱梁、钢筋混凝土箱梁、素混凝土箱梁。
根据本发明在既有建筑物下新增地下停车场的方法的一个实施例，在步骤E中，还包括在主工作坑中浇筑电梯井并安装电梯以及将辅工作坑回填至地表原有标高完成施工的步骤。
与现有技术相比，本发明的方法中，原有建筑物始终保持在原位，对建筑的扰动小，无需进行特殊加固处理；施工期内对建筑影响小，能够正常使用；挖土作业从建筑物侧面进行，不用进入建筑物内部，避免施工机械对建筑进行扰动，不会破坏既有建筑的底板；在地下停车场设计平面范围外，仅有工作坑需要占用少量额外工业场地，且工作坑的位置能够灵活选择布置；车辆进出车库采用竖直电梯，相比倾斜坡道，减少了用地；并且，将原有建筑物的下部空间开发成为地下停车场，能够有效缓解停车难的问题。
附图说明
图1A和图1B分别示出了既有建筑物下新增地下停车场施工前的主视结构示意图和俯视结构示意图。
图2示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中围护墙和工作坑施工的主视结构示意图。
图3示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中预制构件顶进作业的施工结构示意图。
图4示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中奇数排预制构件顶进作业的施工结构示意图。
图5示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中奇数排预制构件浇筑混凝土之后偶数排预制构件顶进作业的施工结构示意图。
图6A和图6B分别示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中既有建筑物下方的整体托换结构施工完成之后的主视结构示意图和俯视结构示意图。
图7示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中停车场空间施工的主视结构示意图。
图8示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中地下停车场施工完成的主视结构示意图。
附图标记说明：
1-既有建筑物、2-既有建筑物基础、3-土体、4-深层土体、5-围护墙、6-主工作坑、7-辅工作坑、8-碎石隔离层、9-后背墙、10-千斤顶、11-顶铁、12-预制构件、13-既有建筑物边界、14-预留钢筋、15-钢筋混凝土托换梁、16-边梁、17-基础、18-柱、19-底板、20-电梯井、21-电梯。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合附图对本发明的在既有建筑物下新增地下停车场的方法分别进行具体说明。
根据本发明的示例性实施例，所述在既有建筑物下新增地下停车场的方法包括以下步骤。
步骤A：
在既有建筑物的相对两侧形成围护墙，在围护墙内挖设工作坑，其中，一侧形成为主工作坑，另一侧形成为辅工作坑。
图1A和图1B分别示出了既有建筑物下新增地下停车场施工前的主视结构示意图和俯视结构示意图，图2示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中围护墙和工作坑施工的主视结构示意图。
如图1A、图1B和图2所示，既有建筑物2修建在土体3和深层土体4上方且具有既有建筑物基础2。首先，对既有建筑物1的相对两侧进行围护，形成围护墙5；工作坑的开挖方式为放坡开挖，具体地在围护墙5内的放坡开挖形成两个工作坑，一侧作为主工作坑，是预制构件顶进的起始作业场地；另一侧为辅工作坑，辅助进行施工。其中，工作坑的坑底标高与地下停车场的顶板的设计标高一致，优选地在工作坑挖设完成后于坑底铺置一层碎石隔离层8，其作为简单的场地硬化处理，可以提高坑底的承载能力。
步骤B：
以主工作坑为起始作业场地，向既有建筑物下方依次横向顶进若干排预制构件，在若干排预制构件内分别铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根钢筋混凝土托换梁。其中，混凝土优选为免震混凝土。
根据本发明，所使用的预制构件12可以为中空的预制金属箱梁、合成树脂箱梁、钢筋混凝土箱梁、素混凝土箱梁。例如，预制金属箱梁由厚金属板(如厚钢板)焊接而成，断面形状为矩形，每节长度约2m。并且，该预制构件12的尺寸应该能够容纳施工人员进入并进行人工掘土作业，该横向顶进以千斤顶作为动力装置并在一边顶进时一边掘土。
图3示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中预制构件顶进作业的施工结构示意图。如图3所示，向既有建筑物下方横向顶进预制构件具体包括以下子步骤：
a、在主工作坑6中远离既有建筑物1一侧布置后背墙9并在后背墙9上安装千斤顶10，以通过千斤顶10来提供顶进动力。其中，千斤顶的数量和规格可以按照实际顶进阻力计算选用。
b、将第一节预制构件12吊装进入主工作坑，在第一节预制构件与千斤顶10之间设置顶铁11，调整好第一节预制构件12、顶铁11与千斤顶10的位置后开始顶进作业。其中，顶铁11可以保证千斤顶的推力均匀地作用在预制构件12上，还能够补偿千斤顶10的行程，在整个顶进过程中应保证顶铁11位于预制构件12与千斤顶10之间。
c、每顶进预定距离后退回千斤顶10，由施工人员进入预制构件12内进行人工掘土作业，重复顶进-掘土作业直至所述第一节预制构件完全顶进。其中，掘土量与顶进的预定距离应保持一致，以保证预制构件12有一定的吃土量，严禁超挖。当顶进距离超出千斤顶10的回程后，适当退回一定距离，在预制构件和千斤顶之间放置顶铁后继续顶进作业。并且，千斤顶10的启停应保证严格一致，确保预制构件的顶进路程为一直线。
d、将下一节预制构件12吊装进入主工作坑6，重复步骤b和c，直至一排预制构件全部顶进。
事实上，本步骤可以采取多种顺序进行多排预制构件的顶进，但是本发明提供了一种优选的实施方式。
图4示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中奇数排预制构件顶进作业的施工结构示意图，图5示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中奇数排预制构件浇筑混凝土之后偶数排预制构件顶进作业的施工结构示意图。
如图4和图5所示，间隔进行预制构件12的顶进作业以及钢筋笼铺设作业和混凝土浇筑作业。具体地，先顶进奇数排的预制构件12(如1、3、5……排)，再在奇数排的预制构件内铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根奇数排的钢筋混凝土托换梁15。其中，每一奇数排的预制构件的基本顶进作业步骤如上所述，但在开始顶进作业时，同时启动全部千斤顶开始顶进作业，待顶进一定距离后退回千斤顶，再由施工人员进入预制构件内进行人工掘土作业，重复进行顶进-掘土作业直至完成一奇数排的预制构件的顶进作业。
待奇数排的钢筋混凝土托换梁15养护达到强度要求之后，顶进偶数排的预制构件12，再在偶数排的预制构件12内铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根偶数排的钢筋混凝土托换梁15。施工方式同上，在此不再赘述。
在上述施工过程中，优选地在钢筋混凝土托换梁15的两端分别形成预定长度的预留钢筋14，以便在后续步骤中施工形成边梁。
步骤C：
通过主工作坑6和辅工作坑7在钢筋混凝土托换梁15的两端施工形成两根边梁16，两根边梁16与若干根钢筋混凝土托换梁15形成既有建筑物下方的整体托换结构。
图6A和图6B分别示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中既有建筑物下方的整体托换结构施工完成之后的主视结构示意图和俯视结构示意图。如图6A和图6B所示，待所有钢筋混凝土托换梁15养护达到强度要求之后，利用钢筋混凝土托换梁15两端的预留钢筋14施工形成两根边梁16，由此借助钢筋混凝土托换梁端部的预留钢筋使所有钢筋混凝土托换梁形成为一个整体托换结构。其中，边梁16优选地垂直于钢筋混凝土托换梁15。
步骤D：
从主工作坑一侧向整体托换结构下方开挖形成停车场空间并且间隔地施工形成基础和柱。
图7示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中停车场空间施工的主视结构示意图。如图7所示，每向前开挖一定距离，施工基础17和柱18，待养护至要求后再向前开挖，保证停车场空间的开挖安全顺利进行。
步骤E：
待停车场空间施工完成后浇筑底板并以整体托换结构为顶板，形成地下停车场。
并且，本步骤还包括在主工作坑中浇筑电梯井并安装电梯以及将辅工作坑回填至地表原有标高完成施工的步骤。
图8示出了根据本发明示例性实施例的在既有建筑物下新增地下停车场的方法中地下停车场施工完成的主视结构示意图。
如图8所示，停车场空间开挖完成后浇筑底板19，整体托换结构则成为停车场的顶板，形成地下停车场。其中，在主工作坑6中浇筑电梯井20并安装电梯21，副工作坑7等其余部分回填至地表原有标高，则完成了既有建筑物下新增地下停车场的施工。其他常规施工方案，在此不再赘述。
根据本发明，本发明的方法更加适用于浅基础形式的既有建筑物，即基础埋深小于5m或基础埋深小于基础宽度的建筑。
综上所述，本发明相比于“桩基础托换”方案，不会破坏既有建筑物的底板，能最大程度保护既有建筑；相比于“平移后开挖”方案，占用工业场地面积小；在施工期间，既有建筑能够正常使用，能够获得有益的经济效果。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种在既有建筑物下新增地下停车场的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、在既有建筑物的相对两侧形成围护墙，在围护墙内挖设工作坑，其中，一侧形成为主工作坑，另一侧形成为辅工作坑，所述工作坑的坑底标高与地下停车场的顶板的设计标高一致，所述工作坑的开挖方式为放坡开挖且在挖设完成后于坑底铺置一层碎石隔离层；
B、以主工作坑为起始作业场地，向既有建筑物下方依次横向顶进若干排预制构件，在若干排预制构件内分别铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根钢筋混凝土托换梁，在钢筋混凝土托换梁的两端分别形成预定长度的预留钢筋；
C、通过主工作坑和辅工作坑在钢筋混凝土托换梁的两端利用钢筋混凝土托换梁两端的预留钢筋施工形成两根边梁，所述边梁垂直于钢筋混凝土托换梁，所述两根边梁与所述若干根钢筋混凝土托换梁形成既有建筑物下方的整体托换结构；
D、从主工作坑一侧向整体托换结构下方开挖形成停车场空间并且间隔地施工形成基础和柱；
E、待停车场空间施工完成后浇筑底板并以所述整体托换结构为顶板，形成地下停车场。
2.根据权利要求1所述在既有建筑物下新增地下停车场的方法，其特征在于，在步骤B中，所述预制构件的尺寸能够容纳施工人员进入并进行人工掘土作业，所述横向顶进以千斤顶作为动力装置并在一边顶进时一边掘土。
3.根据权利要求2所述在既有建筑物下新增地下停车场的方法，其特征在于，在步骤B中，向既有建筑物下方横向顶进预制构件具体包括以下子步骤：
a、在主工作坑中远离既有建筑物一侧布置后背墙并在后背墙上安装千斤顶；
b、将第一节预制构件吊装进入主工作坑，在第一节预制构件与千斤顶之间设置顶铁，调整好所述第一节预制构件、顶铁与千斤顶的位置后开始顶进作业；
c、每顶进预定距离后退回千斤顶，由施工人员进入预制构件内进行人工掘土作业，重复顶进-掘土作业直至所述第一节预制构件完全顶进，其中，掘土量与顶进的预定距离相匹配；
d、将下一节预制构件吊装进入主工作坑，重复步骤b和c，直至一排预制构件全部顶进。
4.根据权利要求3所述在既有建筑物下新增地下停车场的方法，其特征在于，在步骤B中，间隔进行预制构件的顶进作业以及钢筋笼铺设作业和混凝土浇筑作业，其中，先顶进奇数排的预制构件，再在奇数排的预制构件内铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根奇数排的钢筋混凝土托换梁；待奇数排的钢筋混凝土托换梁养护达到强度要求之后，顶进偶数排的预制构件，再在偶数排的预制构件内铺设钢筋笼并浇筑混凝土形成若干根偶数排的钢筋混凝土托换梁。
5.根据权利要求1所述在既有建筑物下新增地下停车场的方法，其特征在于，所述混凝土为免震混凝土。
6.根据权利要求1所述在既有建筑物下新增地下停车场的方法，其特征在于，所述既有建筑物为浅基础既有建筑物。
7.根据权利要求1所述在既有建筑物下新增地下停车场的方法，其特征在于，所述预制构件为中空的预制金属箱梁、合成树脂箱梁、钢筋混凝土箱梁、素混凝土箱梁。
8.根据权利要求1所述在既有建筑物下新增地下停车场的方法，其特征在于，在步骤E中，还包括在主工作坑中浇筑电梯井并安装电梯以及将辅工作坑回填至地表原有标高完成施工的步骤。
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