本发明涉及逆作法工程与桩基础工程技术领域，特别涉及一种逆作桩柱一体化竖向支承体系及其施工方法。
背景技术：
逆作法本质是利用主体地下结构的全部或者一部分作为支护结构，自上而下施工地下结构并与基坑开挖交替施工的工法。一经推出，该工法就以节约工期、节省工程造价、施工时对周边环境保护较好等优势迅速在城市地下空间开发领域得到推广。随着城市化进程的发展，城市地下空间开发由粗放型的大拆大建逐渐向精细化施工转变，城市核心区域的微扰动开发正在成为主流。传统的逆作法因其支撑刚度大，对周边建筑群保护效果好的自身优势逐渐成为了医疗建筑扩容、老旧建筑地下空间开发的金钥匙。
周边环境空旷、施工空间宽裕的情况下，逆作竖向支承立柱桩可采用gps型钻机地面原位施工。gps桩架长宽高分别为5×2.9×10.9m，因此该工艺若想顺利实施，必须保证施工空间满足gps钻机桩架的要求，即净宽不应小于2.9m，净高不应小于10.9m。竖向支撑立柱采用拼装角钢格构柱或钢管柱，一般钢立柱随立柱桩钢筋笼同步下方入预钻孔。钢立柱吊装工艺要求净空高度不得小于钢立柱全长 吊装操作空间。
而城市核心区域老旧建筑密度超大，一般老旧建筑净距及老厢房的净高均不满足常规立柱桩及钢立柱施工净空要求。而上述老旧建筑设计文物或历史保护的要求，不允许拆除重建或原位复原，故常规施工工艺无法完成高密度保护建筑群下方竖向支承体系的施工。
技术实现要素：
为了解决逆作法施工过程中，在高密度历史、文物保护建筑群内部净高、净空严重受限的条件下，竖向支承体系无法施工的难题，本发明提供一种逆作桩柱一体化竖向支承体系及其施工方法。
本发明的一种逆作桩柱一体化竖向支承体系的技术方案如下：
一种逆作桩柱一体化竖向支承体系，包括埋入开挖面以下土体的下部桩结构、暴露于开挖面以上的上部柱结构，所述上部柱结构位于下部桩结构上部并延伸至地面高度，所述下部桩结构以及上部柱结构通过混凝土浇筑为一体，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系内部设置钢筋笼，所述上部柱结构沿纵向间隔设置若干预留节点，各个预留节点分别与对应楼层的结构板连接。
本发明的一种逆作桩柱一体化竖向支承体系，将桩柱结构结合形成整体，结构一次成型，不仅在工程前期即可承担较大的上部结构荷载，桩基垂直度也不易受到后期施工荷载的影响。相对于传统工艺，采用逆作桩柱一体化竖向支承体系后，桩与柱的体系转换大大减少，省去了上部格构柱结构的二次换托工序，缩短施工工期，并减少了建筑垃圾的产生。
进一步的，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系中，为了能在较为狭小的空间内进行施工，所述钢筋笼包括若干依次连接的分段钢筋笼。
进一步的，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系中，所述上部柱结构外包混凝土层。开挖暴露出的上部柱结构可同步或后期外包混凝土作为永久立柱与下部桩结构一并作为竖向支承体系，共同承担上部荷载。
本发明还提供一种上述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法，包括如下步骤：
s1，施工基坑围护结构；
s2，在围护结构范围内钻桩孔至设计深度；
s3，将沿纵向间隔设置若干预留节点的钢筋笼下放至桩孔内，并向桩孔内浇筑混凝土，开挖面以下的部分形成下部桩结构，开挖面以上的部分形成上部柱结构，下部桩结构与上部柱结构整体形成逆作桩柱一体化竖向支承体系；
s4，由上至下逐层开挖基坑；
s5，开挖基坑至第n层楼层的结构板位置深度，逆作桩柱一体化竖向支承体系露出对应的预留节点；
s6，浇筑第n层楼层的结构板，并将第n层楼层的结构板与露出的预留节点连接；
s7，重复s5至s6，直至最后一层楼层的结构板与对应的预留节点连接；
s8，浇筑底板，形成地下整体结构体系。
本发明的一种上述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法，将钻孔灌注的桩顶标高向上延伸至结构柱顶标高，随地下土体开挖暴露出的上部柱结构直接作为立柱，开挖面以下的下部桩结构作为立柱桩承担上部结构所传递的荷载。由于结构一次成型，逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法不仅在工程前期即可承担较大的上部结构荷载，桩基垂直度也不易受到后期施工荷载的影响。相对于传统工艺，采用逆作桩柱一体化竖向支承体系后，桩与柱的体系转换大大减少，省去了上部格构柱结构的二次换托工序，缩短施工工期，并减少了建筑垃圾的产生。
进一步的，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法中，s2中，采用低净空钻孔灌注桩工艺钻桩孔。利用其低净空、小面积施工的成桩特性，无需大面积的施工区域与高净空的条件，可在城市的密集建筑群中或者老旧建筑内部进行施工。
进一步的，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法中，为了能在较为狭小的空间内进行施工，s3中，钢筋笼分段下放。
进一步的，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法中，还包括s9，上部柱结构外包混凝土作为永久立柱。开挖暴露出的上部柱结构可同步或后期外包混凝土作为永久立柱与下部桩结构一并作为竖向支承体系，共同承担上部荷载。
附图说明
图1是本发明的逆作桩柱一体化竖向支承体系的示意图；
图2是本发明的逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法的s1的示意图；
图3是本发明的逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法的s2至s3的示意图；
图4是本发明的逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法的s4至s7的示意图；
图5是本发明的逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法的s8的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1：
参考图1，本实施例提供一种逆作桩柱一体化竖向支承体系，包括埋入开挖面以下土体的下部桩结构1、暴露于开挖面以上的上部柱结构2，所述上部柱结构2位于下部桩结构1上部并延伸至地面高度，所述下部桩结构1以及上部柱结构2通过混凝土浇筑为一体，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系内部设置钢筋笼4，所述上部柱结构2沿纵向间隔设置若干预留节点3，各个预留节点3分别与对应楼层的结构板a连接。
本实施例的一种逆作桩柱一体化竖向支承体系，将桩柱结构结合形成整体，结构一次成型，不仅在工程前期即可承担较大的上部结构荷载，桩基垂直度也不易受到后期施工荷载的影响。相对于传统工艺，采用逆作桩柱一体化竖向支承体系后，桩与柱的体系转换大大减少，省去了上部格构柱结构的二次换托工序，缩短施工工期，并减少了建筑垃圾的产生。
作为较佳的实施方式，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系中，为了能在较为狭小的空间内进行施工，所述钢筋笼4包括若干依次连接的分段钢筋笼。
作为较佳的实施方式，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系中，所述上部柱结构2外包混凝土层。开挖暴露出的上部柱结构2可同步或后期外包混凝土作为永久立柱与下部桩结构1一并作为竖向支承体系，共同承担上部荷载。
实施例2：
参考图2至图5，本实施例提供一种实施例1所述的逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法，包括如下步骤：
s1，施工基坑围护结构b；
s2，在围护结构b范围内钻桩孔c至设计深度；
s3，将沿纵向间隔设置若干预留节点3的钢筋笼4下放至桩孔c内，并向桩孔c内浇筑混凝土，开挖面以下的部分形成下部桩结构1，开挖面以上的部分形成上部柱结构2，下部桩结构1与上部柱结构2整体形成逆作桩柱一体化竖向支承体系；
s4，由上至下逐层开挖基坑；
s5，开挖基坑至第n层楼层的结构板a位置深度，逆作桩柱一体化竖向支承体系露出对应的预留节点3；
s6，浇筑第n层楼层的结构板a，并将第n层楼层的结构板a与露出的预留节点3连接；
s7，重复s5至s6，直至最后一层楼层的结构板a与对应的预留节点3连接；
s8，浇筑底板d，形成地下整体结构体系。
本实施例的一种上述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法，将钻孔灌注的桩顶标高向上延伸至结构柱顶标高，随地下土体开挖暴露出的上部柱结构2直接作为立柱，开挖面以下的下部桩结构1作为立柱桩承担上部结构所传递的荷载。由于结构一次成型，逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法不仅在工程前期即可承担较大的上部结构荷载，桩基垂直度也不易受到后期施工荷载的影响。相对于传统工艺，采用逆作桩柱一体化竖向支承体系后，桩与柱的体系转换大大减少，省去了上部格构柱结构的二次换托工序，缩短施工工期，并减少了建筑垃圾的产生。
作为较佳的实施方式，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法中，s2中，采用低净空钻孔灌注桩工艺钻桩孔c。利用其低净空、小面积施工的成桩特性，无需大面积的施工区域与高净空的条件，可在城市的密集建筑群中或者老旧建筑内部进行施工。
作为较佳的实施方式，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法中，为了能在较为狭小的空间内进行施工，s3中，钢筋笼4分段下放。
作为较佳的实施方式，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法中，还包括s9，上部柱结构2外包混凝土作为永久立柱。开挖暴露出的上部柱结构2可同步或后期外包混凝土作为永久立柱与下部桩结构1一并作为竖向支承体系，共同承担上部荷载。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
1.一种逆作桩柱一体化竖向支承体系，其特征在于，包括埋入开挖面以下土体的下部桩结构(1)、暴露于开挖面以上的上部柱结构(2)，所述上部柱结构(2)位于下部桩结构(1)上部并延伸至地面高度，所述下部桩结构(1)以及上部柱结构(2)通过混凝土浇筑为一体，所述逆作桩柱一体化竖向支承体系内部设置钢筋笼(4)，所述上部柱结构(2)沿纵向间隔设置若干预留节点(3)，各个预留节点(3)分别与对应楼层的结构板(a)连接。
2.如权利要求1所述的逆作桩柱一体化竖向支承体系，其特征在于，所述钢筋笼(4)包括若干依次连接的分段钢筋笼。
3.如权利要求1所述的逆作桩柱一体化竖向支承体系，其特征在于，所述上部柱结构(2)外包混凝土层。
4.一种逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1，施工基坑围护结构(b)；
s2，在围护结构(b)范围内钻桩孔(c)至设计深度；
s3，将沿纵向间隔设置若干预留节点(3)的钢筋笼(4)下放至桩孔(c)内，并向桩孔(c)内浇筑混凝土，开挖面以下的部分形成下部桩结构(1)，开挖面以上的部分形成上部柱结构(2)，下部桩结构(1)与上部柱结构(2)整体形成逆作桩柱一体化竖向支承体系；
s4，由上至下逐层开挖基坑；
s5，开挖基坑至第n层楼层的结构板(a)位置深度，逆作桩柱一体化竖向支承体系露出对应的预留节点(3)；
s6，浇筑第n层楼层的结构板(a)，并将第n层楼层的结构板(a)与露出的预留节点(3)连接；
s7，重复s5至s6，直至最后一层楼层的结构板(a)与对应的预留节点(3)连接；
s8，浇筑底板(d)，形成地下整体结构体系。
5.如权利要求4所述的逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法，其特征在于，s2中，采用低净空钻孔灌注桩工艺钻桩孔(c)。
6.如权利要求4所述的逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法，其特征在于，s3中，钢筋笼(4)分段下放。
7.如权利要求4所述的逆作桩柱一体化竖向支承体系的施工方法，其特征在于，还包括s9，上部柱结构(2)外包混凝土作为永久立柱。
技术总结