隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，許多既有建筑物受到當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和建筑技術(shù)的制約，使用功能和結(jié)構(gòu)形式已不能滿足時(shí)代需要，如原建筑物層高較低，未設(shè)計(jì)無(wú)地下室、停車庫(kù)等，若因此將整個(gè)建筑物拆除，重新建設(shè)，需消耗大量人力，物力，造成不必要的浪費(fèi)，且建筑拆除后，產(chǎn)生大量無(wú)法重復(fù)利用的建筑垃圾，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。

如果采用增層改造的方法，在既有建筑物下增層，在不增加建筑占地面積的情況下，增加了建筑物有效使用面積，而且增層改造實(shí)施和拆除后新建相比，建設(shè)周期短，投資小，這樣即可以節(jié)省國(guó)家資源，保護(hù)生活環(huán)境，又可以滿足其使用功能。

2、地下增層適用條件和設(shè)計(jì)要點(diǎn)  
　　既有建筑是否滿足增層改造的條件，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)已使用年限、結(jié)構(gòu)體系、水文地址條件等情況綜合考慮，地下增層還需仔細(xì)考慮下部開挖土體對(duì)周邊建筑物的影響。  
　　增層改造設(shè)計(jì)時(shí)，首先要分析該建筑增層改造的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)計(jì)的可行性、施工的可操作性，在確定可以進(jìn)行增層改造后，應(yīng)明確改造后各構(gòu)件的受力狀況、對(duì)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，確定基礎(chǔ)及上部構(gòu)件是否滿足承載力要求、并對(duì)不滿足要求構(gòu)件進(jìn)行加固處理，保證整個(gè)過(guò)程安全可靠。 
　 3、工程實(shí)例  
　　3．1工程概況  
　　某 3層花園別墅位于深圳市港中旅花園別墅區(qū)，建于2002年，設(shè)計(jì)使用年限50年，建筑面積 約360㎡，為現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu) ，抗震設(shè)防烈度7度，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓為0.75KN/㎡，結(jié)構(gòu)采用淺基礎(chǔ)，其埋深為1.5m，有兩根柱與相鄰一側(cè)建筑物公用基礎(chǔ)，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，下部土層依次為：素填土（平均深度4.8m）、粘土（平均深度1.3m）、礫砂（平均深度1.1m）、礫質(zhì)粘土（平均深度11.0m）、全分化粗?；◢弾r（平均深度3.3m）、強(qiáng)風(fēng)化粗?；◢弾r（平均深度2.0m）、地下水位位于室外地面5.5m以下，本工程基礎(chǔ)以粘土層做為持力層，建筑物填充墻體材料為粘土磚，建筑物自建成起，正常使用至今。

現(xiàn)應(yīng)業(yè)主要求，在建筑物下部新增地下一層，層高3.3m，作為活動(dòng)室使用。本工程設(shè)計(jì)采用了各種特種技術(shù)及措施，突破常規(guī)建筑上部增層的理念，安全可靠地完成了地下增層的實(shí)施。

3．2地下增層改造設(shè)計(jì)

3.2.1基礎(chǔ)部分

原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用淺基礎(chǔ)，但為了地下增層下一步工作的實(shí)施，需將下部土方進(jìn)行開挖，并將首層柱往下接長(zhǎng)，這就涉及到原有柱托換及接長(zhǎng)柱基礎(chǔ)類型的選擇，目前常用的托換類型有鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、頂承式鋼管靜壓樁、打入式微型鋼管樁、樹根樁 (微型鉆孔灌注樁 ) 等,這些樁型在設(shè)計(jì)及施工中總是存在一些難以克服的缺陷,如小直徑存在承載力低, 需布置的托換數(shù)較多, 易造成布樁困難;大直徑樁雖然承載力高,但在施工時(shí)易引起建筑物的附加沉降。此工程采用一種樁徑小、承載力高、施工簡(jiǎn)便、引起附加下沉微小的新樁型—微型鉆孔嵌巖鋼管灌注樁 。它采用小型鉆機(jī)成孔入巖層至設(shè)計(jì)深度后,通長(zhǎng)放置鋼管,然后灌注細(xì)石砼而成，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于舊建筑物基礎(chǔ)加固及托換中。

3.2.2上部結(jié)構(gòu)部分

原建筑結(jié)構(gòu)的水平向位移，整體穩(wěn)定性、抗震驗(yàn)算及構(gòu)造要求等均滿足相關(guān)要求，但增層改造后，建筑物總高度、首層層高、結(jié)構(gòu)受力體系均發(fā)生變化，這就要求依據(jù)改造后的結(jié)構(gòu)模型重新進(jìn)行整體復(fù)核驗(yàn)算，對(duì)不滿足要求構(gòu)件進(jìn)行加固處理。

3.2.3建筑物周圍土體支護(hù)及地下水處理

由于建筑物底部新增結(jié)構(gòu)的層數(shù)、新增結(jié)構(gòu)每層的層高不同，對(duì)下部土體開挖深度也有所不同，當(dāng)增層建筑物下部地質(zhì)情況較好，開挖深度較淺，且對(duì)相鄰建筑物、周邊市政影響較小時(shí)，可采用放坡開挖，這樣即可以節(jié)約投資，也可滿足安全要求。

但當(dāng)?shù)叵滤桓邩?biāo)高于開挖土體頂面標(biāo)高時(shí)，若保證土體開挖正常實(shí)施，需抽取開挖區(qū)域內(nèi)地下水，這樣以來(lái)導(dǎo)致建筑物周邊地基土地下水位標(biāo)高下降，以至于土體應(yīng)力發(fā)生重分布，最終有可能導(dǎo)致所改造建筑物及相鄰建筑物基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，帶來(lái)不必要的麻煩。為避免此種情況的發(fā)生，需在開挖前進(jìn)行止水帷幕及支護(hù)處理，本工程采用直徑500mm旋噴樁止水，要求樁與樁之間要求有一定的咬合區(qū)域（詳見旋噴樁平面布置圖），止水后開挖土體邊坡采用鋼筋混凝土錨噴支護(hù)。

3.3 地下增層改造施工

3.3.1 地下增層改造施工總流程

放線→定位→障礙物拆除→嵌巖鋼管灌注樁施工→抱柱式托換鋼梁體系制安→支護(hù)體系施工→預(yù)應(yīng)力反壓、臨時(shí)鎖樁→土方開挖至地下室增層所需標(biāo)高→鑿除原柱基礎(chǔ)承臺(tái)→土建施工（地下室擋土墻、底板、永久托換承臺(tái)、托換柱）→拆除抱柱式托換鋼梁體系及部分樁體→清理收尾

3.3.2托換預(yù)頂

當(dāng)下部土體開挖時(shí)，柱下的基礎(chǔ)土體由于失去承載能力，從而使上部建筑物可能發(fā)生沉降變形，為了控制建筑物的沉降變形，通過(guò)對(duì)新加柱下樁基礎(chǔ)的樁頭進(jìn)行主動(dòng)預(yù)頂，使新增的托換梁柱體系上抬，微型嵌巖鋼管樁完成下沉，從而控制建筑物的沉降變形。

具體實(shí)施方法為：上部托換體系完成后，通過(guò)建筑物自身反力對(duì)微型嵌巖鋼管樁實(shí)施預(yù)頂施工，樁達(dá)到設(shè)計(jì)承載力后，再鎖定樁頭。

為保證每根微型嵌巖鋼管樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)滿足微型嵌巖鋼管樁上頂荷載不大于柱軸向荷載的要求，樁頭主動(dòng)托換預(yù)頂施工為：（1）在托換柱旁先選擇一對(duì)稱樁位，同時(shí)架設(shè)主壓樁架，利用千斤頂回頂樁頭，樁達(dá)到設(shè)計(jì)承載力后，檢驗(yàn)了樁的承載能力及下沉是否滿足要求后卸荷，然后重復(fù)未壓的樁頭按前面步驟進(jìn)行。（2）在該托換柱所有樁位位置安裝主壓樁架型鋼梁及垂直主壓樁架方向安裝型鋼梁鎖定裝置，各千斤頂按照設(shè)計(jì)值進(jìn)行同步初級(jí)加載和分級(jí)加載。上抬1～2mm即為加載完成。當(dāng)加載完成至預(yù)定值后,穩(wěn)壓保持15min后，若預(yù)頂裝置穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)體系監(jiān)測(cè)值均在控制值以內(nèi)時(shí)，立即對(duì)所有樁頭進(jìn)行封閉（澆筑混凝土）。同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。（3）卸除千斤頂、主壓樁架，型鋼梁鎖定裝置不動(dòng)，待樁頭砼達(dá)到足夠強(qiáng)度后，再卸除型鋼梁鎖定裝置。

3.3.3施工監(jiān)測(cè)

在整個(gè)施工過(guò)程中，為保證所用施工操作安全，可靠，需對(duì)建筑物整體變形（整體傾斜，不均勻沉降等）、構(gòu)件變形（梁撓度變形）、及各構(gòu)件裂縫情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)建筑物傾斜通過(guò)傾角儀可完成，監(jiān)測(cè)鄰近原柱的沉降監(jiān)測(cè)和裂縫監(jiān)測(cè)，沉降監(jiān)測(cè)設(shè)備為光柵尺，裂縫監(jiān)測(cè)通過(guò)裂縫寬度測(cè)量?jī)x完成。

總之，既有房屋的地下增層改造工程，比新建工程更為復(fù)雜，必須嚴(yán)格按規(guī)范及相關(guān)規(guī)定，做好改造前的調(diào)查研究和方案比較，精心設(shè)計(jì)，精心施工，在施工過(guò)程中必須做好各項(xiàng)監(jiān)測(cè)及監(jiān)控，保證整個(gè)增層改造過(guò)程及今后的使用安全、可靠、耐久。
　　

4、結(jié)論  
　　地下增層技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)有應(yīng)用到，但使用范圍經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)城市，隨著各地經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，人口日益增多，這種技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛，這對(duì)增加或改變建筑使用功能，緩解建設(shè)用地緊張具有積極意義。