济南融汇济南老商埠片区增设三层地下停车场加固改造设计-加固改造设计



    1. 工程概况
    济南皮肤病医院位于济南市中山公园东老商埠一期地块内,历时百年,为仿德式历史风貌建筑。该建筑物为单层带局部地下室的砌体结构,建筑面积约165.08平方米,其南立面见图8。山东融汇建设开发有限公司在对该地块开发的同时,本着保护文物传承文化的目的,拟对该建筑原址保护,并在其下方增设三层地下停车场。


     
    图8  建筑物南立面
    2. 前期的科研工作
    针对大量既有建筑缺少地下停车场而出现的停车难等问题,山东建大工程鉴定加固研究院自2005年申请了国家自然科学基金、山东省科技攻关计划和建设部科技计划等对既有建筑地下增层课题进行科技攻关,攻克了基础托换构件设计、地基沉降变形控制等技术难题,研发了地下增层的工艺、设备和工具。共发表论文30 篇,申请国家发明专利6 项 ,编制技术规程1部,获得教育部技术发明一等奖和建设部华夏建设科学技术奖二等奖各一项。

    3.工程设计
    工程设计由山东建大工程鉴定加固研究院承担,在地下加层设计之前,先进行了既有建筑物的检测、鉴定和水文、地质勘查。为提高其建筑物抗震性能,在石砌外墙内侧浇筑混凝土板墙加固。原木屋架更换为钢结构屋架,对破损的瓦屋面进行返修,尽可能建筑物原有风貌。



    图9  泥浆护壁成孔示意图

    在既有建筑物下方兴建地下室时,需要增设新的桩基础支撑上部建筑物,才可开挖建筑物下方的土方,最后施工地下室。本工程采用泥浆护壁灌注桩钻孔,采用了48根直径146mm,壁厚12mm的无缝钢管作为建筑物的支撑。钢管长度约24-26m,进入风化岩5m左右。为保证钢管稳定性,每开挖2.5m焊接拉结支撑一道。该地下增层方法在国内尚属首例,并申请了国家专利。

    4. 工程施工和监测
    工程施工由具有丰富施工经验的山东建固特种专业有限公司承担。施工单位克服了气温低、工期紧的困难,顺利完成了钢管桩下管和托换梁浇筑等关键工序。为保证钢管桩顺利插入,钻孔的垂直度偏差严格控制在1%以内,为同类工程施工积累了经验。
    为深入研究地下增层获取钢管桩应力等关键技术数据,采用了最先进的光纤光栅应变测试技术对4个钢管桩24个监测点进行施工全过程的应力监测。同时,为保障托换结构安全提供了依据。