地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程领域，尤其涉及一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构。

背景技术：

2.随着城市化的不断推进，地铁影响范围内的既有建筑和新建工程越来越多，地铁不可避免地要经过建筑物甚至穿行于其正下方。同时，历史老旧建筑的地下空间利用不足问题日渐突出，既有建筑进行地下空间开发具有重要现实意义。而地下空间开发不可避免地面临土方开挖问题，需要设置合理有效的支护结构保证周边环境的安全和稳定。对于既有浅基础建筑物位于地铁正上方的情况，目前还缺少安全、稳定、可实施的支护结构，传统支护结构无法解决以下两点关键问题：
3.1)既有浅基础建筑物正下方土方开挖过程中，不仅需要保证外围土体的稳定，而且需要保证原基础承台下土体的稳定，传统支护结构只能维持外围土体的稳定，无法保证原基础承台下土体的安全稳定，极易造成既有浅基础建筑物的不均匀沉降甚至坍塌；
4.2)既有浅基础建筑物上部荷载完全由下方土体承担，而地下空间开发需要将下方土体完全挖除，常规技术通过设置锚杆静压长桩实现荷载转换，锚杆静压长桩需进入深层稳定的持力层，但既有建筑物位于地铁正上方，常规锚杆静压长桩与地铁隧道冲突。

技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，该结构安全性高，对环境影响小，可有效解决传统围护结构基坑开挖方法造成既有浅基础建筑物不均匀沉降、常规锚杆静压长桩原位托换与地铁隧道冲突的问题，保证地铁的运营安全和既有建筑物上部结构安全。
6.本实用新型的技术方案为：一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，既有建筑为位于地铁正上方，既有建筑为浅基础建筑物，既有建筑包括原上部结构、原基础梁、原基础筏板和原浅基础承台；原基础梁之间设有临时换托结构，且位于原基础筏板上方；支护结构为内外双围护支护结构，包括外围护结构和内围护结构；外围护结构设置于既有建筑的外围，且贴近既有建筑的原浅基础承台设置；内围护结构设置于既有建筑的内部，且贴近既有建筑的原浅基础承台设置。
7.基于上述技术特征：外围护结构包括钢板桩和外支撑件；内围护结构包括钢管桩、内支撑件和封桩；封桩位于钢管桩的上端，并与临时换托结构连接；内支撑件设于既有建筑的原基础筏板下方，撑于钢管桩之间；外支撑件撑于既有建筑的原基础梁与钢板桩之间。
8.基于上述技术特征：钢管桩的桩顶标高伸入原基础筏板内50mm至100mm。
9.基于上述技术特征：外围护结构采用钢板桩静压植桩；内围护结构采用钢管桩静压植桩。
10.基于上述技术特征：内外双围护支护结构的底部与地铁隧道之间的间距满足地铁
保护要求。
11.本实用新型的有益效果为：1)内外双围护结构共同承受开挖过程中的水平向土压力，构件长度可依据基坑开挖深度、隧道埋深及地铁保护要求确定，解决地铁正上方传统围护结构插入深度不足的问题；2)作为内围护结构的钢管桩在既有建筑物的原基础筏板开洞后施工，施工完成后采取封桩处理，内围护结构与既有建筑物下土体共同承担上部荷载，构件长度可依据隧道埋深及地铁保护要求确定，解决传统锚杆静压长桩施工对地铁隧道的不利影响；3)土方开挖过程中，内围护结构作为内部分隔桩，一方面分隔桩承担水平向土压力，保证原基础承台下土方的稳定性；另一方面，基坑分坑实施中，能有效利用尚未开挖分区天然地基的承载力，弥补常规整坑实施方案中，受限于地铁埋深，较短的托换桩无法承担上部结构竖向荷载，有效控制土方开挖引起的既有浅基础建筑物的不均匀沉降问题。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例的剖面示意图。
13.图中标号示意为：
14.10-既有建筑；11-原上部结构；12-原基础梁；13-原基础筏板；14-原浅基础承台；
15.210-外围护结构；220-内围护结构；211-钢板桩；212-外支撑件；221-钢管桩；222-内支撑件；223-封桩；
16.3-临时换托结构；
17.100-地铁隧道。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。
19.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.如图1所示，一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，既有建筑10包括原上部结构11；原基础梁12；原基础筏板13和原浅基础承台14。原基础梁12之间设有临时换托结构3，用于托起原上部结构11，在地下空间开挖土方。既有建筑10位于地铁隧道100正上方。在图示的举例工程中，原基础梁12底部距离地铁隧道100顶部不足10m，在这用情况
下，现有基坑支护结构中采用的锚杆静压桩无法穿过地铁隧道100，进入密实土层作为持力层。所以，只能采用本实用新型的内外双围护支护结构。内外双围护支护结构包括外围护结构210和内围护结构220；外围护结构210设置于既有建筑10的外围，且贴近既有建筑10的原浅基础承台14设置；内围护结构220设置于既有建筑10的内部，且贴近既有建筑10的原浅基础承台14设置；内外双围护支护结构的底标高均高于地铁隧道100。
23.外围护结构210包括钢板桩211和外支撑件212。钢板桩211的桩底与下部的地铁隧道100的间距a满足地铁保护要求；钢板桩211顶标高可与自然地面平齐。外支撑件212撑于既有建筑10的原基础梁12与钢板桩211之间。外支撑件212可包括钢托架和型钢支撑，支撑间距可为2m至3m，具体平面布置依据土方开挖分区确定。
24.内围护结构220包括钢管桩221、内支撑件222和封桩223；封桩223位于钢管桩221的上端，且与临时换托结构3连接；内支撑件222设于所述既有建筑10的原基础筏板13下方，撑于所述钢管桩221之间。内支撑件222可包括钢托架和型钢支撑，支撑间距可为1.5m至4m。具体平面布置依据土方开挖分区确定。
25.钢管桩221的桩顶标高宜伸入原基础筏板13内50mm至100mm。
26.钢板桩211和钢管桩221均采用静压植桩，减小对既有建筑10的原上部结构11自身及其周边环境造成不利影响。
27.根据大量既有建筑物新增地下室的基坑支护工程经验，本实用新型提出的地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，是在传统外围护结构的基础上，增设内围护结构，内外双围护结构共同承受开挖过程中的土体水平向土压力。其中，作为内围护结构的钢管桩在分仓开挖过程中保证原基础承台下土方的稳定，解决传统围护结构在既有浅建筑物正下方土方开挖过程中的不均匀沉降问题；同时，钢管桩在既有建筑物的原基础筏板开洞后施工，施工完成后采取封桩处理，与既有建筑物下土体共同承担上部荷载，构件长度可依据隧道埋深及地铁保护要求确定，解决传统锚杆静压长桩施工对地铁隧道的不利影响。实现地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的土方开挖过程中，保证地铁的运营安全和既有建筑物上部结构安全的目的。
28.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，既有建筑(10)为位于地铁正上方，所述既有建筑(10)为浅基础建筑物，所述既有建筑(10)包括原上部结构(11)、原基础梁(12)、原基础筏板(13)和原浅基础承台(14)；所述原基础梁(12)之间设有临时换托结构(3)，且位于所述原基础筏板(13)上方；其特征在于：所述支护结构为内外双围护支护结构，包括外围护结构(210)和内围护结构(220)；所述外围护结构(210)设置于所述既有建筑(10)的外围，且贴近所述既有建筑(10)的所述原浅基础承台(14)设置；所述内围护结构(220)设置于所述既有建筑(10)的内部，且贴近所述既有建筑(10)的所述原浅基础承台(14)设置。2.根据权利要求1所述的一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，其特征在于：所述外围护结构(210)包括钢板桩(211)和外支撑件(212)；所述内围护结构(220)包括钢管桩(221)、内支撑件(222)和封桩(223)；所述封桩(223)位于所述钢管桩(221)的上端，并与所述临时换托结构(3)连接；所述内支撑件(222)设于所述既有建筑(10)的原基础筏板(13)下方，撑于所述钢管桩(221)之间；所述外支撑件(212)撑于所述既有建筑(10)的所述原基础梁(12)与所述钢板桩(211)之间。3.根据权利要求2所述的一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，其特征在于：所述钢管桩(221)的桩顶标高伸入所述原基础筏板(13)内50mm至100mm。4.根据权利要求1所述的一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，其特征在于：所述外围护结构(210)采用钢板桩静压植桩；所述内围护结构(220)采用钢管桩静压植桩。5.根据权利要求1所述的一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构，其特征在于：所述内外双围护支护结构的底部与地铁隧道之间的间距满足地铁保护要求。

技术总结

本实用新型属于土木工程领域的一种地铁正上方浅基础建筑物新增地下室的支护结构。技术方案为：既有建筑为位于地铁正上方，既有建筑为浅基础建筑物，既有建筑包括原上部结构、原基础梁、原基础筏板和原浅基础承台；原基础梁之间设有临时换托结构，且位于原基础筏板上方；支护结构为内外双围护支护结构，包括外围护结构和内围护结构；外围护结构设置于既有建筑的外围，且贴近既有建筑的原浅基础承台设置；内围护结构设置于既有建筑的内部，且贴近既有建筑的原浅基础承台设置。该结构安全性高，对环境影响小，可有效解决传统围护结构基坑开挖方法造成既有浅基础建筑物不均匀沉降、常规锚杆静压长桩原位托换与地铁隧道冲突的问题。问题。问题。