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摘要：随着城市的发展，人口过飽和、交通堵塞、建筑空间拥挤等现象越来越严重。地下加层作为一个扩大建筑空间的加固改造方案，可以有效解决市中心用地紧张，停车空间难等问题。本文通过比较分析韩国应用于地下加层的三个工程实例，讨论地下加层施工方法的施工特点，并进行地下加层的工程可行性分析。
关键词：地下加层；基础托换；微型钢管桩
一、前言
随着城市的发展，人口过饱和、交通堵塞、建筑空间拥挤等现象越来越严重，而加固改造作为解决建筑物的老化，保护历史文化建筑的重要手段，其市场需求日益增大。地下加层作为一个扩大建筑空间的加固改造方案，不仅可以减少既有建筑物的结构加固成本，而且能有效解决人防安全、停车空间等问题，将是一个加固改造的必然趋势。地下加层工程须先把上部结构的荷载作用先传递到新基础上，因此基础托换是整个工程的关键环节。目前基础托换大多用于提高抗震性能或防止沉降等，应用于地下加层的实例很少。国内应用地下加层技术的工程有北京中山音乐堂改扩建工程，该项目通过转换托梁和人工挖孔灌注桩把上部荷载转移到地基并新建6.5m的地下室[1]。本文主要通过比较分析韩国应用于地下加层的三个工程实例，讨论地下加层的施工特点，并进行地下加层工程的可行性分析。
二、地下加层施工方法工程实例比较
地下加层施工方法根据荷载转移结构的种类可分成LTST（Load Transfer Structure by Truss），LTSB（Load Transfer Structure by Beam），NLTS（Non-Load Transfer Structure）等三种类型[2]。本文将讨论S百货店，首尔市厅以及H百货店等地下加层工程实例，三个工程分别采用NTST，LTSB，NLTS工法。
1.LTST工法
S百货店位于首尔市中心，是始建于1930年的地下一层，地上六层的文化保护建筑，通过加固改造把原地下一层的层高从2.3m扩建到3.5m，并局部新建了13m左右的二层地下室[3]。该工程采用H型钢桁架和微型钢管桩把原底层柱所受的荷载传到持力层后再进行下挖扩建。因原底层柱承载力不够采用了钢板加固，设置水平支撑来固定H型钢桁架。该施工方法采用H型钢桁架作为荷载转移结构，故可称为LTST工法。
2.LTSB工法
首尔市厅始建于1926年的地上四层，属于历史文化保护建筑[4]。该工程通过千斤顶支架（Jack Bracket），千斤顶（Jack），顶梁（Jacking Beam），帽梁（Cap Beam）及微型钢管桩（Micropile）等传力构件把原底层柱的荷载转移到持力层，然后往下挖23m左右，并新建地下4层。其中用千斤顶预加载反向荷载并通过实时位移监控来实现上部荷载的逐渐转移和沉降位移的精确控制。该施工方法采用千斤顶和一些水平构件等作为荷载转移结构，故可称为LTSB工法。
3.NLTS工法
H百货位于首尔江南区，是地下四层地上十层的建筑，通过加固改造从地下四层扩建到地下五层[5]。该工程利用PR（Pile Reaction）静压桩先把原建筑物基础的荷载转移到持力层，然后进行下挖并新建地下结构层。该施工方法除了预压桩没有采用额外的荷载转移结构，故可称为NLTS工法。
4.三种工法比较分析
三种工法都是利用钢管桩和荷载转移结构实现上部结构的荷载转移，然后进行挖土、新建地下结构层、拆除临时支撑等施工顺序来实现地下加层。当原底层梁柱或基础承载力不满足要求时须先进行加固处理。根据比较LTST工法因没有预压千斤顶，所以当切断原结构柱时上部结构的荷载会瞬间转移到地基，产生较大的沉降；而LTSB工法和NLTS工法都采用千斤顶预加载反力荷载来实现上部荷载的逐渐转移，所以整个施工过程中沉降量较小。因LTST工法和LTSB工法都采用微型钢管桩，所以较NLTS工法设置托换桩的施工过程中震动、噪音较大；而且基坑开挖较深时应该设置支撑来防止屈曲变形。新建地下结构层后拆除该防屈曲支撑时因支撑的布置较密且离新建的柱距离较近，所以狭小的施工空间给施工带来不少麻烦。三种工法的施工特点及施工过程的异同比较如表1。
表1 三种工法比较
施工方法
分类 LTST LTSB NLTS
上部荷载转移区域 柱 柱 基础
千斤顶 无 有 有
预加载荷载 无 有 有
设置桩施工噪音 较大 较大 较小
拆除原结构时沉降量 较大 较小 较小
新建地下层柱 施工难 施工难 施工较难
拆除临时支撑 施工难 施工难 施工较难
三、结论
通过三个地下加层工程实例的比较分析，得出以下结论。
（1）根据现场条件，采用LTST或LTSB工法时需对原有底层柱进行加固处理，而NLTS工法只需要对基础进行加固处理。
（2）LTSB工法、NTLS工法通过千斤顶进行预加载反向荷载，所以能减少施工沉降；而LTST工法在转移荷载及下挖施工过程中沉降量较大。
（3）三种工法荷载转移结构均设置在原结构体的附近，所以开挖及新建地下结构层柱时施工空间狭小，施工难度大，需合理考虑结构稳定性和施工空间设计防屈曲支撑。
参考文献：
[1]刘国柱，梁新利，“北京市音乐堂改建工程基础托换与结构加固技术，”建筑技术，Vol.15，No.6，1999.
[2]Jouko Lehtonen，Ville-Veikko Hyypp?，“Classification of Micropile Underpinning Methods Exemplified by Projects in Turku，” ELGE，Vol.15，pp.295-310，2010.
[3]Kim SungBae，Lee WonRok，Lee ChangNam，Kwon YongJoo，“Application of Under Pinning Method in Remodeling，” Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection，Vol.11，No.2，pp.23-31，2007.
[4]Kang SeungHo，Jeo Young-Youl，Park DongSoon，Oh HoungYoung，“Seoul City Hall Main Building Structural System and Concrete Durability Study，” KCI Concrete Journal，Vol.22，No.5，pp.64-67，2010.
[5]Byun HangRyong，Kim JunSeong，Byun SooMin，“The New Construction Method of Parking Zone Under the Building on the Soil Ground，” Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection，Vol.12，No.5，pp.23-30，2008.
关键词：地下加层；基础托换；微型钢管桩
一、前言
随着城市的发展，人口过饱和、交通堵塞、建筑空间拥挤等现象越来越严重，而加固改造作为解决建筑物的老化，保护历史文化建筑的重要手段，其市场需求日益增大。地下加层作为一个扩大建筑空间的加固改造方案，不仅可以减少既有建筑物的结构加固成本，而且能有效解决人防安全、停车空间等问题，将是一个加固改造的必然趋势。地下加层工程须先把上部结构的荷载作用先传递到新基础上，因此基础托换是整个工程的关键环节。目前基础托换大多用于提高抗震性能或防止沉降等，应用于地下加层的实例很少。国内应用地下加层技术的工程有北京中山音乐堂改扩建工程，该项目通过转换托梁和人工挖孔灌注桩把上部荷载转移到地基并新建6.5m的地下室[1]。本文主要通过比较分析韩国应用于地下加层的三个工程实例，讨论地下加层的施工特点，并进行地下加层工程的可行性分析。
二、地下加层施工方法工程实例比较
地下加层施工方法根据荷载转移结构的种类可分成LTST（Load Transfer Structure by Truss），LTSB（Load Transfer Structure by Beam），NLTS（Non-Load Transfer Structure）等三种类型[2]。本文将讨论S百货店，首尔市厅以及H百货店等地下加层工程实例，三个工程分别采用NTST，LTSB，NLTS工法。
1.LTST工法
S百货店位于首尔市中心，是始建于1930年的地下一层，地上六层的文化保护建筑，通过加固改造把原地下一层的层高从2.3m扩建到3.5m，并局部新建了13m左右的二层地下室[3]。该工程采用H型钢桁架和微型钢管桩把原底层柱所受的荷载传到持力层后再进行下挖扩建。因原底层柱承载力不够采用了钢板加固，设置水平支撑来固定H型钢桁架。该施工方法采用H型钢桁架作为荷载转移结构，故可称为LTST工法。
2.LTSB工法
首尔市厅始建于1926年的地上四层，属于历史文化保护建筑[4]。该工程通过千斤顶支架（Jack Bracket），千斤顶（Jack），顶梁（Jacking Beam），帽梁（Cap Beam）及微型钢管桩（Micropile）等传力构件把原底层柱的荷载转移到持力层，然后往下挖23m左右，并新建地下4层。其中用千斤顶预加载反向荷载并通过实时位移监控来实现上部荷载的逐渐转移和沉降位移的精确控制。该施工方法采用千斤顶和一些水平构件等作为荷载转移结构，故可称为LTSB工法。
3.NLTS工法
H百货位于首尔江南区，是地下四层地上十层的建筑，通过加固改造从地下四层扩建到地下五层[5]。该工程利用PR（Pile Reaction）静压桩先把原建筑物基础的荷载转移到持力层，然后进行下挖并新建地下结构层。该施工方法除了预压桩没有采用额外的荷载转移结构，故可称为NLTS工法。
4.三种工法比较分析
三种工法都是利用钢管桩和荷载转移结构实现上部结构的荷载转移，然后进行挖土、新建地下结构层、拆除临时支撑等施工顺序来实现地下加层。当原底层梁柱或基础承载力不满足要求时须先进行加固处理。根据比较LTST工法因没有预压千斤顶，所以当切断原结构柱时上部结构的荷载会瞬间转移到地基，产生较大的沉降；而LTSB工法和NLTS工法都采用千斤顶预加载反力荷载来实现上部荷载的逐渐转移，所以整个施工过程中沉降量较小。因LTST工法和LTSB工法都采用微型钢管桩，所以较NLTS工法设置托换桩的施工过程中震动、噪音较大；而且基坑开挖较深时应该设置支撑来防止屈曲变形。新建地下结构层后拆除该防屈曲支撑时因支撑的布置较密且离新建的柱距离较近，所以狭小的施工空间给施工带来不少麻烦。三种工法的施工特点及施工过程的异同比较如表1。
表1 三种工法比较
施工方法
分类 LTST LTSB NLTS
上部荷载转移区域 柱 柱 基础
千斤顶 无 有 有
预加载荷载 无 有 有
设置桩施工噪音 较大 较大 较小
拆除原结构时沉降量 较大 较小 较小
新建地下层柱 施工难 施工难 施工较难
拆除临时支撑 施工难 施工难 施工较难
三、结论
通过三个地下加层工程实例的比较分析，得出以下结论。
（1）根据现场条件，采用LTST或LTSB工法时需对原有底层柱进行加固处理，而NLTS工法只需要对基础进行加固处理。
（2）LTSB工法、NTLS工法通过千斤顶进行预加载反向荷载，所以能减少施工沉降；而LTST工法在转移荷载及下挖施工过程中沉降量较大。
（3）三种工法荷载转移结构均设置在原结构体的附近，所以开挖及新建地下结构层柱时施工空间狭小，施工难度大，需合理考虑结构稳定性和施工空间设计防屈曲支撑。
参考文献：
[1]刘国柱，梁新利，“北京市音乐堂改建工程基础托换与结构加固技术，”建筑技术，Vol.15，No.6，1999.
[2]Jouko Lehtonen，Ville-Veikko Hyypp?，“Classification of Micropile Underpinning Methods Exemplified by Projects in Turku，” ELGE，Vol.15，pp.295-310，2010.
[3]Kim SungBae，Lee WonRok，Lee ChangNam，Kwon YongJoo，“Application of Under Pinning Method in Remodeling，” Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection，Vol.11，No.2，pp.23-31，2007.
[4]Kang SeungHo，Jeo Young-Youl，Park DongSoon，Oh HoungYoung，“Seoul City Hall Main Building Structural System and Concrete Durability Study，” KCI Concrete Journal，Vol.22，No.5，pp.64-67，2010.
[5]Byun HangRyong，Kim JunSeong，Byun SooMin，“The New Construction Method of Parking Zone Under the Building on the Soil Ground，” Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection，Vol.12，No.5，pp.23-30，2008.