既有建筑下增层的施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体而言，涉及一种既有建筑下增层的施工方法。

背景技术

目前在隧道挖掘的过程中，会遇到隧道需要穿过既有建筑的情况，尤其是在地铁隧道挖掘的过程中，经常会遇到需要在已经挖好的隧道下面再挖掘新的隧道，以此形成换乘线的枢纽站。此时的已经挖掘好的隧道即为既有建筑，而需要新挖掘的隧道成为既有建筑的下增层。在下增层施工的过程中，需要严格控制既有建筑的沉降，目前一般在下增层的导洞挖掘前进行超前注浆并在导洞挖掘后进行初期支护，以降低既有建筑在下增层导洞在开挖的过程中发生沉降的风险。下增层的导洞再经过超前注浆后，土层会产生一定程度的回缩，从而使导洞壁和初期支护之间产生缝隙，产生的缝隙会增加既有建筑向下沉降的风险。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种既有建筑下增层的施工方法，以解决现有技术中的既有建筑容易向下沉降的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种既有建筑下增层的施工方法，包括：

步骤S10：在既有建筑的下方形成多个第一导洞，在多个第一导洞中的边导洞内设置边导洞初期支护，并在边导洞初期支护内向下挖出边桩孔，在边桩孔内安装边桩钢筋笼；

步骤S20：在边桩钢筋笼上方安装第一预埋件，第一预埋件包括与边桩钢筋笼连接的连接段和位于连接段上方的安装段；

步骤S30：对边桩钢筋笼和第一预埋件的连接段进行浇注以形成边桩，并使第一预埋件的安装段外露于边桩；

步骤S40：在每个第一预埋件的安装段上安装第一丝杠；

步骤S50：对边导洞初期支护的顶壁的内表面进行找平处理；

步骤S60：在边导洞初期支护的顶壁上安装第一支撑梁；

步骤S70：在第一支撑梁和第一丝杠之间设置第一轴力计；

步骤S80：调节第一丝杠使第一轴力计的数值保持在第一预设范围内。

进一步地，步骤S50包括：

步骤S51：对边导洞初期支护的顶壁进行填平处理；

步骤S52：在填平后的边导洞初期支护的顶壁上用水平尺测量出相邻的两个凸起位置；

步骤S53：测量相邻的两个凸起位置之间凹入的最大深度D；

步骤S54：测量相邻的两个凸起位置之间的最短距离L；

步骤S55：判断D/L的值是否小于或等于1/10，如果D/L的值小于或等于1/10，则执行步骤S60，如果D/L的值大于1/10，则重复执行步骤S51至步骤S55。

进一步地，步骤S70包括：

步骤S71：将第一轴力计安装在第一支撑梁和第一丝杠之间；

步骤S72：调节第一轴力计的位置使第一轴力计的中心点在第一丝杠的轴线的延长线上；

步骤S73：将第一轴力计固定在第一丝杠与第一支撑梁之间。

进一步地，在步骤S60中，安装第一支撑梁时需要使第一支撑梁的中线与第一丝杠的轴线重合。

进一步地，在步骤S80中，第一预设范围1KN至4KN之间。

进一步地，步骤S80包括：每间隔预定时间选取部分第一轴力计，并对选取的第一轴力计的读数进行检测，如第一轴力计的读数不在预设范围内，则调节第一丝杠使第一轴力计的读数在预设范围内。

进一步地，边桩孔包括多个，每个边桩孔内设置一个边桩钢筋笼，每个边桩钢筋笼上设置一个第一丝杠，相邻的第一丝杠的间距在1m至2m之间。

进一步地，密贴暗挖下增层的施工方法还包括：

步骤S100：在第一导洞的中导洞内设置中导洞初期支护，在中导洞初期支护内挖掘纵梁孔，在纵梁孔内安装纵梁钢筋笼；

步骤S110：在相邻的两个纵梁孔之间设置支墩钢筋；

步骤S120：在纵梁钢筋笼和支墩钢筋上方安装第二预埋件，第二预埋件包括与纵梁钢筋笼连接的连接段和位于连接段上方的安装段；

步骤S130：对纵梁钢筋笼和设置在纵梁钢筋笼上的第二预埋件的连接段进行浇注以形成纵梁，并使第二预埋件的安装段外露于纵梁；对支墩钢筋和设置在支墩钢筋上第二预埋件的连接段进行浇注以形成支墩，并保证第二预埋件的安装段外露于支墩；

步骤S140：在每个第二预埋件的安装段上安装第二丝杠；

步骤S150：对中导洞的初期支护的顶壁的内表面进行找平处理；

步骤S160：在边导洞初期支护的顶壁上安装第二支撑梁；

步骤S170：在第二支撑梁和第二丝杠之间设置第二轴力计；

步骤S180：调节第二丝杠使第二轴力计的数值保持在第二预设范围内。

进一步地，纵梁孔包括多个，每个纵梁孔内设置一个第二边桩钢筋笼，相邻的两个第二边桩钢筋笼之间设置两个支墩，每个支墩上设置一个第二丝杠，相邻的两个第二丝杠之间的距离在1.5m至2.5m之间。

进一步地，既有建筑的下方还设置有第二导洞，第二导洞位于所述第一导洞的上方，第一导洞和第二导洞之间通过边桩孔连通，第二导洞内浇注有条基，边桩设置于条基上。

应用本发明的技术方案，在边桩和边导洞初期支护之间设置第一支撑结构，将边导洞初期支护顶起，使其能够与边导洞的顶壁抵接，从而避免了因边导洞所在的土层收缩而导致边导洞的顶壁和边导洞初期支护之间产生缝隙，当既有建筑具有向下沉降的趋势时，第一支撑结构能够通过边导洞初期支护对既有建筑下方的土层提供支撑力，降低了既有建筑向下沉降的概率，保证了既有建筑的稳定性，进而提升了既有建筑的安全性。具体地，既有建筑的第一支撑结构包括从下到上依次设置的第一预埋件、第一丝杠、第一轴力计和第一支撑梁，其中，第一预埋件与边桩钢筋笼共同浇筑形成边桩，使得第一预埋件能够稳定地固定在边桩内，第一丝杠可以通过焊接的方式固定在第一预埋件上，从而提升了第一丝杠的稳定性。在第一支撑梁安装在边导洞初期支护之前，需要对边导洞初期支护的顶壁进行找平处理，使得第一支撑梁能够对边导洞初期支护形成均匀稳定地支撑，进而提升了边导洞初期支护对边导洞支撑的稳定性。另外，本申请在第一丝杠和第一横梁之间增加第一轴力计，第一种轴力计能够检测第一丝杠轴向方向所受的应力，从而判定第一支撑结构对边导洞初期支护的支撑效果，当第一轴力计的读数过小时，则说明支撑机构对边导洞初期支护的支撑力小，边导洞初期支护对边导洞的支撑效果不好，此时可以调节第一丝杠，使第一轴力计得读数在第一预设范围内，从而提升边导洞初期支护对边导洞的支撑效果，防止既有建筑向下沉降。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的既有建筑下增层的施工方法的实施例的流程示意图；

图2示出了采用既有建筑下增层的施工方法的第一导洞和第二导洞的内部结构示意图；

图3示出了图2的采用既有建筑下增层的施工方法的边导洞的内部结构示意图；以及

图4示出了图3的采用既有建筑下增层的施工方法的中导洞的内部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、既有建筑；10、第一导洞；11、边导洞；12、中导洞；20、边桩；30、第一预埋件；40、第一丝杠；50、边导洞初期支护；60、第一支撑梁；70、第二预埋件；80、第二丝杠；90、纵梁；100、支墩；110、第二导洞；120、条基；130、中导洞初期支护；140、第二支撑梁。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图4所示，本实施例的一种既有建筑下增层的施工方法，包括：

步骤S10：在既有建筑的下方形成多个第一导洞10，在多个第一导洞10中的边导洞11内设置边导洞初期支护50，并在边导洞初期支护50内向下挖出边桩孔，在边桩孔内安装边桩钢筋笼；

步骤S20：在边桩钢筋笼上方安装第一预埋件30，第一预埋件30包括与边桩钢筋笼连接的连接段和位于连接段上方的安装段；

步骤S30：对边桩钢筋笼和第一预埋件30的连接段进行浇注以形成边桩20，并使第一预埋件30的安装段外露于边桩20；

步骤S40：在每个第一预埋件30的安装段上安装第一丝杠40；

步骤S50：对边导洞初期支护50的顶壁的内表面进行找平处理；

步骤S60：在边导洞初期支护50的顶壁上安装第一支撑梁60；

步骤S70：在第一支撑梁60和第一丝杠40之间设置第一轴力计；

步骤S80：调节第一丝杠40使第一轴力计的数值保持在第一预设范围内。

应用本实施例的技术方案，在边桩20和边导洞初期支护50之间设置第一支撑结构，将边导洞初期支护50顶起，使其能够与边导洞11的顶壁抵接，从而避免了因边导洞11所在的土层收缩而导致边导洞11的顶壁和边导洞初期支护50之间产生缝隙，当既有建筑具有向下沉降的趋势时，第一支撑结构能够通过边导洞初期支护50对既有建筑下方的土层提供支撑力，降低了既有建筑向下沉降的概率，保证了既有建筑的稳定性，进而提升了既有建筑的安全性。具体地，既有建筑的第一支撑结构包括从下到上依次设置的第一预埋件30、第一丝杠40、第一轴力计和第一支撑梁60，其中，第一预埋件30与边桩钢筋笼共同浇筑形成边桩，使得第一预埋件能够稳定地固定在边桩内，第一丝杠40可以通过焊接的方式固定在第一预埋件上，从而提升了第一丝杠40的稳定性。在第一支撑梁安装在边导洞初期支护50之前，需要对边导洞初期支护50的顶壁进行找平处理，使得第一支撑梁60能够对边导洞初期支护50形成均匀稳定地支撑，进而提升了边导洞初期支护50对边导洞支撑的稳定性。另外，本申请在第一丝杠40和第一横梁之间增加第一轴力计，第一种轴力计能够检测第一丝杠40轴向方向所受的应力，从而判定第一支撑结构对边导洞初期支护50的支撑效果，当第一轴力计的读数过小时，则说明支撑机构对边导洞初期支护50的支撑力小，边导洞初期支护50对边导洞11的支撑效果不好，此时可以调节第一丝杠40，使第一轴力计得读数在第一预设范围内，从而提升边导洞初期支护50对边导洞11的支撑效果，防止既有建筑向下沉降。

具体地，如图1至图4所示，步骤S50包括：

步骤S51：对边导洞初期支护50的顶壁进行填平处理；

步骤S52：在填平后的边导洞初期支护50的顶壁上用水平尺测量出相邻的两个凸起位置；

步骤S53：测量相邻的两个凸起位置之间凹入的最大深度D；

步骤S54：测量相邻的两个凸起位置之间的最短距离L；

步骤S55：判断D/L的值是否小于或等于1/10，如果D/L的值小于或等于1/10，则执行步骤S60，如果D/L的值大于1/10，则重复执行步骤S51至步骤S55。

上述步骤提供了一种对边导洞初期支护50的顶壁进行找平的方法。从而使得第一支撑梁60能够对边导洞初期支护50提供均匀的支撑力，防止边导洞初期支护50局部收到的支撑力过小，增加位于此处上方的既有建筑具向下沉降的风险。

具体地，如图1至图4所示，步骤S70包括：

步骤S71：将第一轴力计安装在第一支撑梁60和第一丝杠40之间；

步骤S72：调节第一轴力计的位置使第一轴力计的中心点在第一丝杠40的轴线的延长线上；

步骤S73：将第一轴力计固定在第一丝杠40与第一支撑梁60之间。

上述步骤中，将第一轴力计的中心点设置在第一丝杠40的轴线延长线上，一方面能够提升第一轴力计的检测精度，另一方面能够提升第一轴力计固定在第一丝杠40与第一支撑梁60之间的稳定性。

进一步地，在步骤S60中，安装第一支撑梁60时需要使第一支撑梁60的中线与第一丝杠40的轴线重合。上述步骤中，第一支撑梁60可以采用“工”字梁，“工”字梁的中部强度较大，能够承受较大的应力，通过调节第一丝杠40使得第一支撑梁60能够提供更大的向上的支撑力。

进一步地，在步骤S80中，第一预设范围1KN至4KN之间。上述步骤中，如果第一预设范围过小，则不能对既有建筑的沉降起到较好的支撑效果，如果第一预设范围过大，由于第一丝杠的强度有限，则第一丝杠可能会发生形变。

进一步地，步骤S80包括：每间隔预定时间选取部分第一轴力计，并对选取的第一轴力计的读数进行检测，如第一轴力计的读数不在预设范围内，则调节第一丝杠40使第一轴力计的读数在预设范围内。上述步骤中，由于边导洞11内需要设置多个第一丝杠40，相应地，也需要设置相同数量的第一轴力计，如果对每个第一轴力计均进行实时监测，则需要将每个第一轴力计的连线均连接到控制装置上，这种方式工作量太大，难以实现。本申请采用每间隔预定时间选取部分第一轴力计的方式，并对此部分的第一轴力计的读数进行检测，即可得出支撑装置对边导洞初期支护50的支撑效果，如果测试的某一个读数不在第一预设范围内，则调节此第一轴力计下方的第一丝杠40，使第一轴力计的读数满足预定要求，进一步地，也可以测试与读数不在第一预设范围内的第一轴力计相邻的第一轴力计，以保证支撑装置的支撑效果。优选地，预定时间为4小时至12小时。

进一步地，如图2和图3所示，边桩孔包括多个，每个边桩孔内设置一个边桩钢筋笼，每个边桩钢筋笼上设置一个第一丝杠40，相邻的第一丝杠40的间距在1m至2m之间。上述步骤中，第一预埋件与边桩钢筋笼浇筑在一起形成边桩20，边桩20为第一预埋件30提供支撑力，第一预埋件30为第一丝杠40提供支撑力，第一丝杠40向上支撑第一轴力计和第一支撑梁60，因此第一支撑梁60的支撑力来源于边桩20，由于边桩20为经过浇筑的承重结构，因此其具有很强的稳定性，能够通过支撑装置为边导洞初期支护50提供稳定的支撑力。另外，相邻的第一丝杠40的间距在1m至2m之间，使得第一支撑梁60能够被多个第一丝杠40均匀稳定地支撑，放置既有建筑的局部下陷。优选地，相邻的第一丝杠40的间距为1.6m。

进一步地，下增层的施工方法还包括：

步骤S100：在第一导洞10的中导洞12内设置中导洞初期支护130，在中导洞初期支护130内挖掘纵梁孔，在纵梁孔内安装纵梁钢筋笼；

步骤S110：在相邻的两个纵梁孔之间设置支墩钢筋；

步骤S120：在纵梁钢筋笼和支墩钢筋上方安装第二预埋件70，第二预埋件70包括与纵梁钢筋笼连接的连接段和位于连接段上方的安装段；

步骤S130：对纵梁钢筋笼和设置在纵梁钢筋笼上的第二预埋件70的连接段进行浇注以形成纵梁90，并使第二预埋件70的安装段外露于纵梁90；对支墩钢筋和设置在支墩钢筋上第二预埋件70的连接段进行浇注以形成支墩100，并保证第二预埋件70的安装段外露于支墩100；

步骤S140：在每个第二预埋件70的安装段上安装第二丝杠80；

步骤S150：对中导洞初期支护130的顶壁的内表面进行找平处理；

步骤S160：在中导洞初期支护130的顶壁上安装第二支撑梁140；

步骤S170：在第二支撑梁140和第二丝杠80之间设置第二轴力计；

步骤S180：调节第二丝杠80使第二轴力计的数值保持在第二预设范围内。

上述步骤中，在纵梁90和中导洞初期支护130之间设置第二支撑结构，将中导洞初期支护130顶起，使其能够与中导洞12的顶壁抵接，从而避免了因中导洞12所在的土层收缩而导致中导洞12的顶壁和中导洞初期支护130之间产生缝隙，当既有建筑具有向下沉降的趋势时，第二支撑结构能够通过中导洞初期支护130对既有建筑下方的土层提供支撑力，降低了既有建筑向下沉降的概率，保证了既有建筑的稳定性，进而提升了既有建筑的安全性。具体地，既有建筑的第二支撑结构还包括从下到上依次设置的第二预埋件70、第二丝杠80、第二轴力计和第二支撑梁140，其中，第二预埋件70与纵梁钢筋笼共同浇筑形成纵梁，使得第二预埋件70能够稳定地固定在纵梁内，第二丝杠80可以通过焊接的方式固定在第二预埋件70上，从而提升了第二丝杠80的稳定性。在第二支撑梁140安装在中导洞初期支护130之前，需要对中导洞初期支护130的顶壁进行找平处理，使得第二支撑梁140能够对中导洞初期支护130形成均匀稳定地支撑，进而提升了中导洞初期支护130对中导洞12支撑的稳定性。另外，本申请在第二丝杠80和第二支撑梁140之间增加第二轴力计，第二种轴力计能够检测第二丝杠80轴向方向所受的应力，从而判定第二支撑结构对中导洞初期支护130的支撑效果，当第二轴力计的读数过小时，则说明第二支撑结构对中导洞初期支护130的支撑力小，中导洞初期支护130对中导洞12的支撑效果不好，此时可以调节第二丝杠80，使第二轴力计得读数在第二预设范围内，从而提升中导洞初期支护130对中导洞12的支撑效果，防止既有建筑向下沉降。

需要说明的是，中导洞12内的支撑结构设置要求与边导洞11内的设置相同。

还需要说明的是，由于中导洞12内的相邻的两个纵梁90之间的距离较远，如果仅在纵梁90上设置第二丝杠80则会导致第二支撑梁140对中导洞初期支护130的支撑效果不好，因此在相邻的纵梁90之间设置支墩，通过在支墩上设置第二支撑结构，能够对中导洞初期支护130起到更好的支撑效果，进而对既有建筑起到更好的支撑效果。

如图2和图4所示，在本实施例中，纵梁孔包括多个，每个纵梁孔内设置一个第二边桩钢筋笼，相邻的两个第二边桩钢筋笼之间设置两个支墩100，每个支墩100上设置一个第二丝杠80，相邻的两个第二丝杠80之间的距离在1.5m至2.5m之间。上述结构中，支墩100和纵梁90能够为第二支撑结构提供支撑力。优选地，相邻的两个第二丝杠80之间的距离为2.1m。

如图2和图4所示，在本实施例中，既有建筑的下方还设置有第二导洞110，第二导洞110位于所述第一导洞的上方，第一导洞10和第二导洞110之间通过边桩孔连通，第二导洞内浇注有条基120，边桩20设置于条基120上。上述结构中，第二导洞110内的条基120为边桩20提供支撑力，边桩20为第一支撑结构提供支撑力，从而使得第一支撑结构能够为边导洞初期支护50提供稳定的支撑力，进而能够对既有建筑形成较好的支撑。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。