盾構(gòu)穿越既有樁基的預(yù)制樁-板托換結(jié)構(gòu)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬巖土及地下工程的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種盾構(gòu)穿越既有粧基的預(yù)制粧-板托換結(jié)構(gòu)及施工方法，尤其適用于地基承載力不足且對(duì)上部結(jié)構(gòu)變形要求嚴(yán)格時(shí)的既有粧基托換及其。
【背景技術(shù)】
[0002]城市地下交通系統(tǒng)的建立對(duì)緩解日益緊張的城市交通擁堵起到至關(guān)重要的作用。2015年I月，國(guó)家發(fā)改委正式批準(zhǔn)濟(jì)南市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃，至此，中國(guó)用了50多年的時(shí)間讓所有直轄市和副省級(jí)城市都與地鐵結(jié)緣。然而，隨著城市軌道交通線網(wǎng)的不斷完善，施工環(huán)境變得日益復(fù)雜，施工中穿越既有橋梁、建筑物粧基的情況越來(lái)越多。
[0003]中國(guó)專利CN101936167B公開了一種橋梁托換結(jié)合盾構(gòu)施工穿越橋梁粧基的施工方法，其方法在盾構(gòu)穿越施工前，將橋梁的粧基礎(chǔ)托換成擴(kuò)大的板式基礎(chǔ)，并對(duì)擴(kuò)大基礎(chǔ)底板下的土基進(jìn)行了加固，當(dāng)既有粧基周圍地層為軟土且軟土層較厚時(shí)，地基加固深度必然增加導(dǎo)致工程造價(jià)增加，且無(wú)法有效防止新建板式基礎(chǔ)沉降。
[0004]中國(guó)專利CN101761068A公開了一種隧道穿越河流上方橋梁粧基的箱一筏承壓式基礎(chǔ)托換及施工加固方法，其方法對(duì)橋面垂直投影范圍內(nèi)進(jìn)行旋噴粧滿堂加固，并對(duì)擴(kuò)大基礎(chǔ)底板下的土基進(jìn)行注漿加固，此方法中的土基加固以及旋噴粧滿堂加固必然帶來(lái)成本的顯著增加。
[0005]中國(guó)專利CN102418531B開了一種盾構(gòu)直接截除立交橋群粧掘進(jìn)施工方法，其方法通過在各個(gè)橋粧上植筋，閥板與注漿聯(lián)合進(jìn)行粧基托換，其方法中的閥板基礎(chǔ)亦不能很好的適用于厚軟土地層且盾構(gòu)直接截粧施工風(fēng)險(xiǎn)大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明創(chuàng)造了一種盾構(gòu)穿越既有粧基的粧-板基礎(chǔ)托換方案，尤其適用于厚軟土等地基承載力不足時(shí)進(jìn)行既有粧基托換，本方法不用對(duì)地層進(jìn)行加固處理，節(jié)約了成本，且能有效防止新建基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降。本發(fā)明所用的粧為預(yù)制構(gòu)件，極大地縮短了工期，且能保證構(gòu)件質(zhì)量。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案。
[0008]—種盾構(gòu)穿越既有粧基的預(yù)制粧-板基礎(chǔ)托換，其特征在于，包括在既有粧基周圍打設(shè)的4根預(yù)制粧以及與既有承臺(tái)和既有粧基澆筑為一體的轉(zhuǎn)換層板;所述的預(yù)制粧打設(shè)于既有粧外側(cè);預(yù)制粧的粧頂預(yù)留鋼筋，所述的粧頂預(yù)留鋼筋與轉(zhuǎn)換層板鋼筋籠焊接為整體，所述的轉(zhuǎn)換層板鋼筋籠還與既有承臺(tái)和既有粧的植筋焊接連接;所述的轉(zhuǎn)換層板頂部與既有承臺(tái)上表面平齊。
[0009]所述的預(yù)制粧打設(shè)于既有粧外側(cè)一定距離，保證其不伸入盾構(gòu)掘進(jìn)范圍并與盾構(gòu)開挖范圍留有一定安全距離。
[0010]所述的轉(zhuǎn)換層板頂部與既有承臺(tái)上表面平齊，在施做前，先在既有承臺(tái)和既有粧相應(yīng)位置打鉆空洞、植入鋼筋、注入膠水，然后在轉(zhuǎn)換層板范圍內(nèi)圍繞既有承臺(tái)和既有粧布設(shè)鋼筋籠，待植筋與既有承臺(tái)和既有粧基完全粘接牢固后，將植筋與鋼筋籠焊接為整體，最后饒筑轉(zhuǎn)換層板混凝土。
[0011]—種上述盾構(gòu)穿越既有粧基的預(yù)制粧-板基礎(chǔ)托換施工方法，包括以下步驟:
(一)在施工場(chǎng)地外進(jìn)行預(yù)制粧的預(yù)制
預(yù)制粧的預(yù)制步驟為:制作預(yù)制粧的模板，綁扎鋼筋籠，預(yù)制粧粧頂處預(yù)留后期與轉(zhuǎn)換層板鋼筋籠連接的鋼筋，澆灌混凝土粧身，養(yǎng)護(hù)，拆除模板；
(二)既有橋墩周圍基坑開挖，將預(yù)制粧壓入設(shè)計(jì)要求的位置
(1)在既有粧周圍小放坡開挖基坑至設(shè)計(jì)深度，平整基坑底部，進(jìn)行基坑支護(hù)；
(2)在基坑底部利用壓粧機(jī)將預(yù)制粧壓入設(shè)計(jì)要求的位置，預(yù)制粧頂與基坑底部平齊；
(三)施做粧基轉(zhuǎn)換層
(1)在既有承臺(tái)和既有粧相應(yīng)位置打鉆空洞、植入鋼筋、注入膠水；
(2)在轉(zhuǎn)換層板范圍內(nèi)，圍繞既有承臺(tái)和既有粧布設(shè)鋼筋籠，鋼筋籠與預(yù)制粧粧頂預(yù)留的鋼筋焊接為一體；
(3)待植筋與既有承臺(tái)和既有粧完全粘接牢固后，將植筋與鋼筋籠焊接為整體；
(4)轉(zhuǎn)換層板支模，現(xiàn)澆混凝土，使轉(zhuǎn)換層板與既有承臺(tái)和既有粧基成為一體的剛性結(jié)構(gòu)，混凝土養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆模；
(四)盾構(gòu)推進(jìn)及既有粧切除
(1)轉(zhuǎn)換層板施作完成后，切除既有粧；
(2)受力轉(zhuǎn)換完成后，盾構(gòu)推進(jìn)至既有粧基處，正常掘進(jìn)。
[0012]較優(yōu)的，當(dāng)對(duì)既有結(jié)構(gòu)的變形要求極其嚴(yán)格時(shí)，可利用千斤頂補(bǔ)償既有結(jié)構(gòu)的變形。該盾構(gòu)穿越既有粧基的預(yù)制粧-板基礎(chǔ)托換的另一種方案為:
包括在既有粧基周圍打設(shè)的4根預(yù)制粧以及與既有承臺(tái)和既有粧基澆筑為一體的轉(zhuǎn)換層板，安置于既有承臺(tái)和轉(zhuǎn)換層板中間的4個(gè)千斤頂;所述的預(yù)制粧打設(shè)于既有粧外側(cè);預(yù)制粧的粧頂預(yù)留鋼筋，所述的粧頂預(yù)留鋼筋與轉(zhuǎn)換層板鋼筋籠焊接為整體，所述的轉(zhuǎn)換層板鋼筋籠還與既有承臺(tái)和既有粧的植筋焊接連接;所述的4個(gè)千斤頂安置于既有承臺(tái)和轉(zhuǎn)換層板中間空隙的既有粧粧間位置。
[0013]所述的轉(zhuǎn)換層板頂部位于既有承臺(tái)下表面一定距離，此距離等于所使用的千斤頂?shù)母叨取?br>[0014]—種上述的盾構(gòu)穿越既有粧基的預(yù)制粧-板基礎(chǔ)托換施工方法，包括以下步驟:
(一)在施工場(chǎng)地外進(jìn)行預(yù)制粧的預(yù)制
預(yù)制粧的預(yù)制步驟為:制作預(yù)制粧的模板，綁扎鋼筋籠，預(yù)制粧粧頂處預(yù)留后期與轉(zhuǎn)換層板鋼筋籠連接的鋼筋，澆灌混凝土粧身，養(yǎng)護(hù)，拆除模板；
(二)既有橋墩周圍基坑開挖，將預(yù)制粧壓入設(shè)計(jì)要求的位置
(1)在既有粧周圍小放坡開挖基坑至設(shè)計(jì)深度，平整基坑底部，進(jìn)行基坑支護(hù)；
(2)在基坑底部利用壓粧機(jī)將預(yù)制粧壓入設(shè)計(jì)要求的位置，預(yù)制粧頂與基坑底部平齊；
(三)施做粧基轉(zhuǎn)換層
(1)在既有粧相應(yīng)位置打鉆空洞、植入鋼筋、注入膠水；
(2)在轉(zhuǎn)換層板范圍內(nèi)，圍繞既有粧布設(shè)鋼筋籠，鋼筋籠與預(yù)制粧粧頂預(yù)留的鋼筋焊接為一體；
(3)待植筋與既有粧完全粘接牢固后，將植筋與鋼筋籠焊接為整體；
(4)轉(zhuǎn)換層板支模，現(xiàn)澆混凝土，使轉(zhuǎn)換層板與既有承臺(tái)和既有粧基成為一體的剛性結(jié)構(gòu)，混凝土養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆模；
(5)將4個(gè)千斤頂分別安置于既有承臺(tái)和轉(zhuǎn)換層板中間空隙的既有粧粧間位置；
(四)既有粧切除及盾構(gòu)推進(jìn)
(1)轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換層板施作完成后，切除既有粧；
(2)切除既有粧時(shí)，嚴(yán)格監(jiān)測(cè)既有結(jié)構(gòu)變形，當(dāng)變形超過警戒值時(shí)，利用千斤頂補(bǔ)償變形；
(2)受力轉(zhuǎn)換完成后，盾構(gòu)推進(jìn)至既有粧基處，正常掘進(jìn)。
[0015]所述的既有承臺(tái)與轉(zhuǎn)換層板之間為0.3-0.8米。具體可以以千斤頂?shù)某叽鐬橐罁?jù)，進(jìn)行合理設(shè)置。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
1、粧-板基礎(chǔ)托換將既有粧基上部荷載轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)換層板轉(zhuǎn)換層，又通過預(yù)制粧傳力至地層深部穩(wěn)定基巖，本發(fā)明不必對(duì)地基加固處理，且能有效防止托換過程中及托換后既有建筑產(chǎn)生沉降、位移。
[0017]2、本發(fā)明所使用的粧采用工廠預(yù)制，僅轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換層板需要現(xiàn)澆混凝土，有效縮短了工期，且能夠保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為盾構(gòu)穿越既有粧立面圖；
圖2為盾構(gòu)穿越既有粧平面圖；
圖3為完成受力轉(zhuǎn)換再切除粧基時(shí)的立面圖；
圖4為千斤頂布置圖。
[0019]圖中，I為既有橋墩;2為既有承臺(tái)；3為既有粧;4為盾構(gòu)隧道;5為預(yù)制粧;6為轉(zhuǎn)換層板;7為千斤頂。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
一種盾構(gòu)穿越既有粧基的預(yù)制粧-板基礎(chǔ)托換，包括在既有粧3基周圍打設(shè)的4根預(yù)制粧5以及與既有承臺(tái)2和既有粧3基澆筑為一體的轉(zhuǎn)換層板6;所述的預(yù)制粧5打設(shè)于既有粧3外側(cè)，所述的預(yù)制粧打設(shè)于既有粧外側(cè)一定距離，保證其不伸入盾構(gòu)掘進(jìn)范圍并與盾構(gòu)開挖范圍留有一定安全距離。
[0022]預(yù)制粧5的粧頂預(yù)留鋼筋，所述的粧頂預(yù)留鋼筋與轉(zhuǎn)換層板6鋼筋籠焊接為整體，所述的轉(zhuǎn)換層板6鋼筋籠還與既有承臺(tái)2和既有粧3的植筋焊接連接;所述的轉(zhuǎn)換層板6頂部與既有承臺(tái)2上表面平齊。
[0023]所述的轉(zhuǎn)換層板6頂部與既有承臺(tái)2上表面平齊，在施做前，先在既有承臺(tái)2和既有粧3相