后增結構柱豎向變形控制結構制作方法與流程

本發明涉及建筑物地下增層施工領域，具體涉及一種后增結構柱豎向差異變形控制結構制作方法。

背景技術：
隨著城市化進程的不斷發展，城市土地資源和空間發展的矛盾和問題日益突出，地下空間的利用不斷立體化，城市建設呈現出地上—地下表層—深度地下的發展趨勢。合理開發和利用城市既有建筑地下室以下空間，是當前解決城市土地資源和空間發展矛盾的有效途徑之一。增建地下室施工中，在開挖土方至設計基底標高并施工新的基礎承臺和底板后，需要進行地下增層結構托換體系施工。而在豎向支承體系托換中，由于工程樁不在結構柱軸線位置，需要將由工程樁承擔的全部荷重轉移至新增地下室內的后增結構柱上。另外，由于新增地下室凈高的要求，需要將原地下室承臺切除部分，使原地下室承臺的底面與保留的原基礎梁底齊平。目前增層地下室的豎向支承體系托換中，一般采用在增層地下室的底板與原建筑物結構柱之間澆筑混凝土柱，形成增層地下室內的后增結構柱；然后將增層地下室內的工程樁切除，將由工程樁承擔的荷重轉移至后增結構柱上。目前增層地下室的豎向支承體系托換中，增層地下室內的后增結構柱在全樓重力荷載作用下將產生一定的壓縮差異變形，這將導致柱與柱之間、柱與剪力墻之間差異變形，并引起在既有上部結構（包括原地下結構）產生不同程度的附加內力和變形，對上部結構將產生不利影響。另一方面，在長期使用過程中柱混凝土本身的收縮徐變效應也將進一步增大其壓縮變形，進一步增大這種不利影響。

技術實現要素：
本發明的目的是為了克服現有技術中存在的不足，提供一種可以有效解決目前增層地下室內的后增結構柱在托換過程中以及后期使用過程中會產生一定的壓縮差異變形，導致柱與柱之間、柱與剪力墻之間差異變形，并引起在既有上部結構產生不同程度的附加內力和變形，對上部結構將產生不利影響的問題的后增結構柱豎向變形控制結構制作方法。本發明的技術方案是：一種后增結構柱豎向變形控制結構制作方法包括建筑物的豎向結構柱、建筑物的原地下室底板、原地下室承臺、位于原地下室承臺下方的工程樁及往下開挖并在原地下室底板下方形成的增層地下室，后增結構柱包括設置在增層地下室內的鋼筋混凝土柱及位于鋼筋混凝土柱內的柱內型鋼柱，后增結構柱豎向變形控制結構制作方法依次包括以下步驟：A：澆筑增層地下室的增層地下室底板，并在豎向結構柱下方的增層地下室底板的上表面預埋焊接支撐底板；B：將柱內型鋼柱置于焊接支撐底板與豎向結構柱之間，所述柱內型鋼柱的下部設有型鋼柱下支撐板；C：在型鋼柱下支撐板與焊接支撐底板之間放置頂緊裝置；接著，通過頂緊裝置將柱內型鋼柱頂起，使柱內型鋼柱的上端頂緊在豎向結構柱上；再接著，頂緊裝置繼續向上加載使柱內型鋼柱承擔建筑物的部分重力荷載；D：將柱內型鋼柱的下端與焊接支撐底板焊接相連；E：頂緊裝置卸載，然后將頂緊裝置取出；F：進行鋼筋混凝土柱的澆筑。本方案的后增結構柱首先通過頂緊裝置及柱內型鋼柱預先轉移需要拆除的工程樁承擔的大部分重力荷載；然后在柱內型鋼柱的下端與焊接支撐底板焊接相連后再將頂緊裝置卸載取出；從而達到預先將工程樁承擔的大部分重力荷載轉移到柱內型鋼柱上的目的。由于在增層地下室內的工程樁切除之前，工程樁所承擔的大部分重力荷載已經預先轉移到柱內型鋼柱上；因而可以有效控制增層地下室內的工程樁切除后（即增層地下室的豎向支承體系托換中），在全樓重力荷載作用下后增結構柱產生壓縮變形的問題；從而有效解決目前增層地下室內的后增結構柱在托換過程中會產生一定的壓縮差異變形，導致柱與柱之間、柱與剪力墻之間差異變形，并引起在既有上部結構產生不同程度的附加內力和變形，對上部結構將產生不利影響的問題。另一方面，利用型鋼柱無后期徐變的特點；從而有效解后期使用過程中后增結構柱產生壓縮變形的問題，以達到有效控制地下室增層結構柱豎向變形，確保地下增層結構的安全。作為優選，原地下室底板內具有建筑物的原基礎梁，所述原地下室承臺的下表面位于原基礎梁的下方；所述F步驟中的鋼筋混凝土柱的澆筑工藝依次包括以下步驟：F1：將鋼筋混凝土柱由增層地下室底板往上澆筑至原地下室承臺下表面下方L米位置，形成鋼筋混凝土柱的一次混凝澆筑段；F2：將增層地下室內、位于原基礎梁下方的原地下室承臺切除，使增層地下室內剩余的原地下室承臺的下表面與原基礎梁的下表面齊平；F3：將鋼筋混凝土柱由F1步驟中的一次混凝澆筑段的上端繼續往上澆筑至原地下室承臺的下表面，形成鋼筋混凝土柱的二次混凝澆筑段。雖然在增層地下室內的工程樁切除之前，工程樁所承擔的大部分重力荷載已經預先轉移到柱內型鋼柱上；但在原地下室承臺切除過程中原地下室承臺內的工程樁也將被一同切除，因而在原地下室承臺切除后仍就有部分的重力荷載會轉移到柱內型鋼柱上，而柱內型鋼柱的長度與其承載能力是成反比的；并且柱內型鋼柱在沒有被混凝土柱加固前所經歷的時間越長，柱內型鋼柱發生失穩的風險越大；為了有效降低后增結構柱的柱內型鋼柱發生失穩的風險，同時保證后增結構柱頂部混凝土的澆筑質量，本方案采用二次混凝澆工藝來施工后增結構柱的鋼筋混凝土柱。本方案在工程樁所承擔的大部分重力荷載已經預先轉移到柱內型鋼柱上后，首先將鋼筋混凝土柱由增層地下室底板往上澆筑至原地下室承臺下表面下方L米位置，形成鋼筋混凝土柱的一次混凝澆筑段；這樣可以在短時間內將柱內型鋼柱的由下往上的大部分型鋼柱通過混凝土柱加加強，共同承擔豎向荷載，極大的提高柱內型鋼柱的整體承載能力；然后再將原基礎梁下方的原地下室承臺切除，這樣可以有效避免因原地下室承臺切除后仍就有部分的重力荷載會轉移到柱內型鋼柱上，而導致柱內型鋼柱發生失穩的問題。同時，由于一次混凝澆筑段的上端與原地下室承臺下表面之間留有間隙，這樣可以便于原地下室承臺切除操作，同時，可以方便鋼筋混凝土柱的二次混凝澆筑段的澆筑施工，并更好的確保有限空間內二次混凝澆筑段的澆筑質量。作為優選，柱內型鋼柱包括主型鋼柱及位于主型鋼柱上方的上型鋼柱，上型鋼柱的壁厚大于主型鋼柱的壁厚，且上型鋼柱的長度大于L米。由于鋼筋混凝土柱的一次混凝澆筑段位于原地下室承臺下方的L米位置，因而柱內型鋼柱上端往下的L米內的柱內型鋼柱并未被一次混凝澆筑段加固，為了進一步避免在原地下室承臺內切除過程中以及二次混凝澆筑段施工過程中，柱內型鋼柱上端往下的L米內的柱內型鋼柱發生失穩，因而本方案加厚上型鋼柱的厚度（上型鋼柱的長度大于L米），增大上型鋼柱的強度和剛度；這樣可以在降低型鋼柱用材成本的前提下，保證柱內型鋼柱混凝土澆筑前不發生失穩。作為優選，F2步驟與F3步驟之間還包括如下步驟：F21：在原地下室承臺的下表面的下方的豎向結構柱上安裝柱頂鋼套箍；所述豎向結構柱位于柱頂鋼套箍內，柱頂鋼套箍包括左半套箍及右半套箍，左半套箍及右半套箍焊接相連后通過螺栓安裝在豎向結構柱上。本方案結構可以有效提高因原基礎梁下方的原地下室承臺切除，而裸露出的豎向結構柱的強度，進一步提高后增結構柱的整體強度。作為優選，F21步驟中還包括：在原地下室承臺的下表面上安裝鋼支撐板，且鋼支撐板緊貼在原地下室承臺的下表面上；所述鋼支撐板上具有與柱內型鋼柱相對應的避讓口。本方案的鋼支撐板可以加強原承臺部分切除后的承臺下表面區域。作為優選，柱內型鋼柱包括主型鋼柱及位于主型鋼柱下方的下型鋼柱，所述型鋼柱下支撐板位于主型鋼柱與下型鋼柱之間，且主型鋼柱的下端與型鋼柱下支撐板相連接，下型鋼柱的上端與型鋼柱下支撐板相連接。本發明的有益效果是：可以有效解決目前增層地下室內的后增結構柱在托換過程中以及后期使用過程中會產生一定的壓縮差異變形，導致柱與柱之間、柱與剪力墻之間差異變形，并引起在既有上部結構產生不同程度的附加內力和變形，對上部結構將產生不利影響的問題；以達到有效控制地下室增層結構柱豎向變形，確保地下增層結構的安全。附圖說明圖1是本發明的后增結構柱豎向變形控制結構制作方法在施工過程中的一種結構示意圖。圖2是圖1中A-A處的一種剖面結構示意圖。圖3是圖1中B-B處的一種剖面結構示意圖。圖4是本發明的后增結構柱豎向變形控制結構制作方法在施工柱頂鋼套箍過程中的一種結構示意圖。圖中：原地下室底板1，原基礎梁2，豎向結構柱3，原地下室承臺4，工程樁5，頂緊裝置6，增層地下室底板7，柱內型鋼柱8、型鋼柱端板81、上型鋼柱82、型鋼柱上支撐板83、主型鋼柱84、型鋼柱下支撐板85、下型鋼柱86、焊接支撐底板87，柱頂鋼套箍9，鋼支撐板10。具體實施方式下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：如圖1、圖2、圖3所示，一種后增結構柱豎向變形控制結構制作方法包括建筑物的豎向結構柱3、建筑物的原地下室底板1、原地下室承臺4、位于原地下室承臺下方的工程樁5及往下開挖并在原地下室底板下方形成的增層地下室。原地下室底板內具有建筑物的原基礎梁2。原地下室承臺的下表面位于原基礎梁的下方。本實施例的原地下室底板是指建筑物最底層的地下室的底板。后增結構柱包括設置在增層地下室內的鋼筋混凝土柱及位于鋼筋混凝土柱內的柱內型鋼柱8。柱內型鋼柱豎直設置。柱內型鋼柱包括主型鋼柱84、位于主型鋼柱上方的上型鋼柱82及位于主型鋼柱下方的下型鋼柱86。上型鋼柱的上的設有型鋼柱端板81。主型鋼柱與上型鋼柱之間設有型鋼柱上支撐板83。主型鋼柱及上型鋼柱與型鋼柱上支撐板之間通過焊接相連。上型鋼柱的壁厚大于主型鋼柱的壁厚。上型鋼柱的長度大于L米（本實施例中L取值為0.5，即上型鋼柱的長度大于0.5米）。柱內型鋼柱的下部設有型鋼柱下支撐板85，具體說是，型鋼柱下支撐板位于主型鋼柱與下型鋼柱之間。主型鋼柱的下端與型鋼柱下支撐板相連接，下型鋼柱的上端與型鋼柱下支撐板相連接。后增結構柱豎向變形控制結構制作方法依次包括以下步驟：A：澆筑增層地下室的增層地下室底板7，并在豎向結構柱下方的增層地下室底板的上表面預埋焊接支撐底板87。B：將柱內型鋼柱8置于焊接支撐底板與豎向結構柱3之間。C：如圖1、圖2所示，在型鋼柱下支撐板85與焊接支撐底板之間放置頂緊裝置6；接著，通過頂緊裝置將柱內型鋼柱頂起，使柱內型鋼柱的上端頂緊在豎向結構柱上；再接著，頂緊裝置繼續向上加載使柱內型鋼柱承擔建筑物的部分重力荷載。本實施例的頂緊裝置為液壓千斤頂。D：將柱內型鋼柱的下端與焊接支撐底板焊接相連，具體說是，下型鋼柱86的下端與焊接支撐底板焊接相連。E：頂緊裝置卸載，然后將頂緊裝置取出。F：進行鋼筋混凝土柱的澆筑；該步驟中的鋼筋混凝土柱的澆筑工藝依次包括以下步驟：F1：將鋼筋混凝土柱由增層地下室底板往上澆筑至原地下室承臺下表面下方L米位置（本實施例中L取值為0.5），形成鋼筋混凝土柱的一次混凝澆筑段。F2：如圖4所示，將增層地下室內、位于原基礎梁2下方的原地下室承臺4切除，使增層地下室內剩余的原地下室承臺的下表面與原基礎梁的下表面齊平；同時，將增層地下室內的工程樁切除。F21：如圖4所示，在原地下室承臺的下表面的下方的豎向結構柱上安裝柱頂鋼套箍9；所述豎向結構柱位于柱頂鋼套箍內，柱頂鋼套箍包括左半套箍及右半套箍，左半套箍及右半套箍焊接相連后通過螺栓安裝在豎向結構柱上；在原地下室承臺的下表面上安裝鋼支撐板10，且鋼支撐板緊貼在原地下室承臺的下表面上；所述鋼支撐板上具有與柱內型鋼柱相對應的避讓口。F3：將鋼筋混凝土柱由F1步驟中的一次混凝澆筑段的上端繼續往上澆筑至原地下室承臺的下表面，形成鋼筋混凝土柱的二次混凝澆筑段。