历史建筑地下空间拓展工程

北京某历史建筑,在不改变建筑外观与紧邻景观条件下,采用新建内嵌式地下结构方案,实现既有地下室大跨度结构改造、增加层高与外部拓展。为进行大跨度结构改造,采用托换结构与新建地下结构合二为一的永久性托换结构,实现既有建筑内部承重结构的整体托换,避免了采用临时性托换在其拆除时引起的既有结构二次变形。为增加地下室层高,将永久性托换结构荷载及其承担的结构荷载向两侧传递到地基基础侧向托换结构的托换桩上,拆除既有地下室内部承重构件后,顺序进行土体开挖、地基基础侧向托换结构水平构件施工、永久托换结构下部新建地下结构施工。地基基础侧向托换结构在保持既有地基应力和变形状态、控制土体开挖引起既有建筑沉降的同时,对永久托换结构荷载起到中间传递功能。本文从地下空间拓展建筑与结构方案、荷载托换与传递体系、托换结构设计、结构稳定性、沉降控制、沉降监测等方面对工程情况进行了介绍。本工程采用的新建内嵌式地下结构方案及荷载托换技术具有普遍应用价值,可广泛应用于既有建筑地下空间拓展工程。     

既有建筑下地下空间开发中竖向托换设计及其对上部结构的影响分析

上部结构的安全是实现既有建筑下地下空间开发的核心问题之一,以上海某历史建筑下地下空间开发为例,对上部结构进行竖向托换设计,并开展其对上部结构的影响分析。背景工程为地上4层砖木结构建筑,拟在建筑下方新建3层地下室,基础埋深约16m。基于施工净空条件的限制和托换构件入土深度的要求,采用低净空条件下的高承载力锚杆静压桩作为上部结构基础的竖向托换构件,着重对托换桩的分散布置、集中布置、分散结合集中布置三种方式进行了分析。并对地下空间开发过程中不同阶段上部结构受力及变形状态进行了有限元分析。结果表明：低净空条件下的高承载力锚杆静压桩可作为既有建筑竖向托换构件;竖向托换构件可采用“分散与集中相结合”的布置方式,有利于控制上部结构的变形和附加内力。     

软土地基文物建筑地下空间开发的关键技术与应用

城市更新中对地下空间开发利用的要求越来越高,不仅要利用既有建筑物周边的地下空间,也要深度开发其正下方的地下空间。为此,结合上海软土地基上一幢工字形文物建筑改造修缮项目,针对文物建筑正下方地下空间开发的关键技术进行介绍,包括建筑变形控制的桩基托换、与托换结构相结合的基坑支护、工字形建筑整体同步顶升和建筑隔震设计等,在项目实施过程中通过向下开挖和向上顶升的方式,经过三次结构荷载转换,实现了文物建筑正下方地下空间的开发利用。对项目实施中监测数据分析表明,文物建筑总变形和差异变形都在工程允许范围内,满足文物建筑的保护要求。     

既有建筑增设地下车库施工技术研究

随着既有小区停车位越来越紧张,既有建筑增设地下车库的需求将更加迫切。本文阐述了两种增设地下车库施工技术,逆作法施工技术与平推逆作法施工技术。对逆作法施工工艺进行了详细论述,包括基础扩大托换与桩基托换、地下连续墙的施工以及针对增设地下车库时土方开挖需要注意的事项。同时,介绍了可用于支护施工的装配式叠合剪力墙,对其在地下空间开发中的作用进行论述,并提出了在使用中可能会遇到的问题,以期为既有建筑地下空间开发提供技术参考。     

既有建筑地下增层技术的发展与展望

既有建筑地下增层技术是扩大城市基础设施容量和提高土地资源利用率的重要手段。回顾了国内外利用桩基托换完成的多项地下增层工程,指出将托换桩设置在上部结构竖向构件的两侧或中间是实现地下增层的2种基本方法。分析了托换承台和托换梁受力机理,提出了设计方法。基于虚拟嵌固点法,提出了托换桩稳定性的计算公式。在阐明托换结构沉降变形规律的同时,指出主动托换是控制沉降变形的有效方法。     

历史建筑改建施工技术研究

历史风貌保护建筑改扩建普遍需要保留其外墙,而仅对内部结构体系、建筑布局及地下空间进行改建与开发。结合工程实例,介绍了采用桩基托换、原位地下空间开发、既有建筑外墙加固补强、内部结构体系转换、外立面墙体支撑保护等"热水瓶换胆"施工技术,实现历史风貌建筑的内部建筑功能的拓展,提升历史风貌建筑的价值。     

地下增层工程中既有结构变形控制技术研究

既有建筑物地下室增设工程中,施工会造成既有结构不均匀沉降、倾斜、甚至产生裂缝,影响既有结构的安全和正常使用。针对中国工商银行某办公楼地下增层这一工程案例,结合对既有建筑结构形式、现场周边环境、施工条件以及作业空间的调研,提出了锚杆静压桩托换变形控制技术。为了确保在地下增层过程中既有建筑的安全性,采用考虑桩-土-结构共同作用的分析方法,对施工过程进行三维数值模拟分析,确定合理的托换桩长和桩截面。现场监测结果表明,施工过程中既有结构的沉降变形与计算结果吻合较好,说明本工程的变形控制技术制定合理、施工措施得当,结构处于安全范围之内。     

浅谈城市更新既有建筑物基础托换技术

文章介绍了在城市更新改造中,利用既有建筑物的基础托换技术,改造了既有建筑也保护了周边的历史建筑。基础托换技术可应用于大城市建筑密集地区的地下空间开发。     

新建地下结构与既有建筑连接处组合防水技术及应用

基于城市土地稀缺的现状,既有房屋周围的地下空间越来越多地被开发利用,且基于交通的公益目的及商业开发的经济效益考虑,新建建筑与既有建筑会较多地互联互通,新老建筑接缝处会出现渗漏隐患。结合一个具体的工程实例,详细介绍了预埋止水带及注浆管的组合防水技术,施工结果表明该组合方式能较好处理新建地下结构与既有建筑连接处的防水问题。     

某图书馆新增地下空间工程设计与施工

针对城市土地日益紧缺，以某图书馆既有建筑物新增地下空间工程为例．重点介绍了该图书馆地下空间的设计和结构施工：为了保证地下空间开挖时建筑的变形在允许范围内，采用锚杆桩加固托换技术，并对地基加固方案和基坑围护体系进行了周密的计算和优化方案设计。在地下空间结构施工中重点对施工缝和防渗漏采取了有效的措施，同时对新老结构节点的连接严格把关，连结牢固，从而保证了该项目的顺利完成。     

北京中山音乐堂整体基础托换与地下加层技术设计研究

论述北京中山音乐堂改扩建工程整体基础托换和地下加层设计施工技术。该工程采用“两桩托一柱”法的结构传力转换体系,实现整体基础托换,并最终达到了增加地下室,利用地下空间的目的。施工中采用机械钻孔化学生根钢筋、分段托换和开挖地下室以保证整体稳定的措施,避免了基础整体托换和地下加层过程中出现不安全因素。该工程的实践为开发城市地下空间资源、进行城市建筑改造开辟了一条新途径,可供有关工程参考。     

中心城区既有地下空间二次扩建改造的方法探究

由于地表建筑以及地下管道等情况复杂,故在对中心城区既有地下空间进行扩建时存在很多难题。以某待建工程为例,提出了一种采用水平顶管+内部结构托换的施工工艺进行水平向地下空间扩展施工的新方法,并利用数值软件分析了施工过程中可能出现的12种工况,对其结构的整体受力以及最不利工况下的应力进行了分析。计算结果表明,水平顶管与内部结构托换相结合的施工方法能够满足工程需求。     

既有地下结构受下穿施工影响的力学响应与安全控制研究

北京地区下穿工程中,新建隧道断面及施工方法种类众多、地层条件复杂、既有结构形式多样,有极其复杂的组合关系,目前尚无对既有结构力学响应的系统分析。通过北京地区13个下穿工程案例,总结了新建隧道结构形式及施工措施,明确既有地下结构变形特点,采用两阶段法分析及预测了各因素影响下既有地下结构的力学响应。研究表明:(1)新建隧道包括市政管道、地铁区间及车站,常见的施工方法有多导洞法、台阶法,洞桩托换法和中洞法,新建隧道开挖面积与施工方法有较明确的对应关系。(2)既有地下结构实测最大沉降概率分布符合数学期望4.89,方差16.4的正态分布。其中,新建市政管道、地铁区间和地铁车站下穿施工引起的既有地下结构平均最大沉降分别为2.56,3.82,11.07 mm。(3)根据新旧隧道空间位置关系的不同,穿越工程可分为7种组合,其中,既有地下结构力学响应有V,U,W 3种模式。(4)严格控制新建隧道开挖面积,不留或少留间隔土,尽可能选择W型穿越模式,以此减小对既有地下结构的扰动。     

板式基础托换法

板式基础托换法是既有建筑物地下空间开发的有效方法。它先施工拟建地下室的部分顶板,依靠板下土体支撑已有建筑物的荷载,同时开挖其余部分的土方。土方开挖后,施工该区域的柱或墙等竖向构件以及底板;然后依靠这部分底板支撑上部荷载,完成剩余的土方开挖和顶板、底板的施工。与传统地下托换相比,这种用楼板作托换构件的方法节省了托换梁和灌注桩的费用,为改进逆作法创造了条件。     

上海中山公园1号门地下空间方案设计

上海中山公园1号门地下空间对提升中山公园商圈影响力意义重大。提出地下空间"核心景观区域暗挖、既有地下室盖挖加层"的整体方案,即利用盖挖加层法实现既有地下室的竖向拓展、采用并列箱涵托换结合盖挖加层法实现软土高水位地区限制开挖条件下的大断面地下空间开发。方案研究与制定真正体现"以人为本、和谐环境、充分挖掘、安全可靠"的设计理念,已被确定为项目的实施方案。     

2012年“华夏建设科学技术奖”获奖项目(二等奖) 动荷载作用下轻轨桥梁墩柱主动托换技术研究

一、立项背景城市在走向大型化和现代化的进程中,为缓解交通压力,世界各地大量兴建轨道交通和地下工程。这些地下建筑往往要穿越部分既有建(构)筑物或重要的历史建筑物,这就需要对既有建筑物的基础进行托换加固,以满足新建轨道交通或地下隧道的使用功能。这种托换工程一般由托换大梁和托换桩基两部分组成,通常称为功能性托换。     

室内地下空间基础补偿原理初探

讨论将补偿基础用于室内建造地下空间的原理与方法,提出考虑活荷载影响的室内地下空间补偿原理及相应的活荷载地基应力影响系数,根据该原理,增建地下室新增荷载将被基坑开挖移去的土重和以地坪活荷载影响为主的先期固结压力的一部分所补偿。初步研究和应用实例显示,将补偿法应用于既有建筑室内地下空间开发是可行的,适当控制开挖深度和新增荷载,室内基坑开挖和地下空间建造引起的地基扰动和变形可以被控制在较小范围内,从而降低对既有建筑造成损害的风险。     

邻近历史建筑的复杂地下空间改扩建施工技术

介绍伦敦银禧线威斯敏斯特车站扩建时为满足使用需求所采用的地下空间布局及主要施工技术.对于横穿车站深箱结构的D&CL现有车站采用基础托换等技术,保证施工过程中车站的正常运营.为保护邻近的知名历史建筑大本钟安全,采用逆作法开挖、地下连续墙底部设置横撑和补偿注浆等施工技术,成功将大本钟倾斜值控制在允许范围内.     

地下托换技术

地下托换技术在城市土木建设中起着越来越重要的角色。简要说明地下托换技术的基本特点．介绍日本通常采用的地下托换技术，其中包括托换形式、设计施工特点以及需要注意的问题。     

空间受限条件下地下连通道建造与保护建筑基础加固同步设计施工技术研究

结合上海某既有保护建筑加固及地下通道工程,对空间受限条件下的地下连通道建造与保护建筑基础加固同步实施的施工技术进行了介绍。通过在既有保护建筑结构与基础加固的同时,克服老建筑结构形式薄弱、障碍物众多等难题,在老建筑山墙之间空间受限条件下营造出了大断面地下连通道,总结的经验可供类似工程参考。