一种过河段穿桥桩隧道注浆支护结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种过河段穿桥桩隧道注浆支护结构,其包括：连接原有待施工浅埋暗挖隧道上方地质层的各个桩基结构的托换梁,其用于承载所述桩基结构承载的载荷；若干连接并支撑所述托换梁的托换柱，其用于承载所述托换梁承载的载荷；以及设置于待施工浅埋暗挖隧道的拱顶层的深孔注浆加固层。本实用新型专利技术通过托换梁将被托换桩基结构的荷载转移到托换梁上，再通过托梁传递到托换柱上，以实现不降低原有桩基结构上部结构承载力和整体刚度的前提下进行施工；同时加设深孔注浆加固层进一步提高桩基的承载能力；本实用新型专利技术具有节省空间、造价低、施工周期短、不影响上部交通、安全可靠、减少环境污染等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及隧道设计与施工技术,具体的说是涉及一种浅埋暗挖隧道用支护结构，特别是过河段穿桥桩隧道注浆支护结构。
技术介绍
在我国城市向大型化和现代化方向发展时，大量高层建筑、地下隧道修建于人口高度集中的城市，因此对于交通、商业及其人民生活设施的修建提出了更高的要求。在修建地下铁道、商场和其他许多地下他设施中，往往要穿越部分高层建筑、桥梁结构或重要历史建筑物，这就需要对原有建(构)筑物的基础进行托换或加固处理；加之建(构)筑所需托换的数量繁多，原有建(构)筑物需进行改建、加层或加大使用荷载时，也同样需要采用托换技术；如在城市复杂环境中，若直接采用浅埋地铁隧道微爆开挖则会直接对隧道上方的桥桩产生扰动，进而对桥结构产生破坏以及对城市交通车辆日常通行产生很大影响。因此如何实现在不更改隧道线路、不拆除上部桥梁结构以及不出现重大安全事故的情况下，有效解决浅埋隧道暗挖施工引起地层移动和地表下沉的问题，进而防止地表及周边既有建筑物发生过量变形与破坏则是当前隧道设计与施工技术的重要研究课题。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本技术的目的是要提供一种过河段穿桥桩隧道注浆支护结构，该支护结构特别适用于隧道过河段穿桥桩隧道，其具有使原有桩基整体受力，减小了隧道上部桩基的荷载，进而减小局部应力集中，使浅埋暗挖隧道可以安全通过桥梁段,且能够提高地基土的强度、消除湿陷性及防渗堵漏等。为了实现上述目的,本技术的技术方案：一种过河段穿桥桩隧道注浆支护结构,其特征在于：包括连接原有待施工浅埋暗挖隧道上方地质层的各个桩基结构的托换梁,该托换梁用于承载各所述桩基结构承载的载荷；若干连接并支撑所述托换梁的托换柱，该托换柱用于承载所述托换梁承载的载荷；以及设置于待施工浅埋暗挖隧道的拱顶层的深孔注浆加固层。进一步的，所述托换梁与各所述桩基结构通过梁抱柱结构连接，所述梁抱柱结构是指各所述桩基结构分别自所述托换梁内部穿过，且各自通过若干植筋与所述托换梁固定为一体。优选的，所述植筋自所述桩基结构边缘圆周方向均匀布设，且沿着所述桩基结构的径向方向均匀布设多层。进一步的，所述托换柱通过若干均匀布设于所述托换柱与所述托换梁接触面的纵筋连接所述托换梁。进一步的，所述深孔注浆加固层是以待施工浅埋暗挖隧道的拱顶层的开挖基线为基准线，分别向基准线两端延伸设置。进一步的，所述深孔注浆加固层的加固深度以探测到待施工浅埋暗挖隧道的拱顶层内的卵石层的距离为准。进一步的，所述深孔注浆加固层上设置若干超前探孔，以便于使得所述深孔注浆加固层的加固深度通过在待施工浅埋暗挖隧道的拱顶层的开挖掌子面上设置若干超前探孔的探测结果进行校准调整。与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术在不拆除原有桩基结构基础上，通过托换梁将被托换桩基结构的荷载转移到托换梁上，再通过托梁传递到托换柱上，以替代原来的桩基承受其上部的荷载，以实现不降低原有桩基结构上部结构承载力和整体刚度的前提下进行施工；同时加设深孔注浆加固层进一步提高地基土的强度、消除湿陷性，从而提高桩基的承载能力；因此本技术具有节省空间、造价低、施工周期短、不影响上部交通、安全可靠、减少环境污染等优点。附图说明图1为本技术所述桩基结构、托换梁及托换柱连接结构示意图；图2为本技术所述托换梁与所述桩基结构连接结构示意图；图3为图2剖面结构示意图；图4为本技术所述托换梁及托换柱连接结构示意图；图5为本技术所述桩基结构、托换梁及托换柱连接剖面结构示意图；图6为本技术所述深孔注浆加固层断面结构示意图；图7a为本技术所述的施工实施例的施工前原有结构示意图；图7b为本技术所述的施工实施例的桩基托换结构开挖基槽施工示意图；图7c为本技术所述的施工实施例的桩基托换结构灌注托换桩施工示意图；图7d为本技术所述的施工实施例的桩基托换结构灌注托换梁施工示意图；图7e为本技术所述的施工实施例的桩基托换结构回填施工完成示意图。图中：1、原有待施工浅埋暗挖隧道上方地质层，2、桩基结构，3、托换梁，4、托换柱，5、植筋，6、纵筋，7、深孔注浆加固层，8、注浆孔，9、开挖基线。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。本技术所述的支护结构适用于浅埋暗挖隧道中临近建(构)筑物、地面条件限制、开挖影响桩底承载力、端承桩桩基侵入隧道拱顶、地层构造复杂、周围环境复杂、富水条件下的暗挖地下工程施工或类似工程施工等施工场合使用。本技术主要设计要点包括：1.从桩基稳定性辅助结构进行设计：当浅埋暗挖隧道穿越桥梁时，如图1、图5，设计了桩基托换结构以实现在不拆除原有桩基结构，不降低其上部结构承载力和整体刚度，进行荷载转移，及实现对上部结构的改造。同时所述桩基托换结构承担桥梁大部分荷载，从而减少桥桩底部荷载，使得隧道下穿桩基底时对上部桥梁的扰动减少。所述桩基托换结构包括连接原有待施工浅埋暗挖隧道上方地质层1的各个桩基结构2,用于承载所述桩基结构2承载的载荷的托换梁3；以及连接并支撑所述托换梁3，用于承载所述托换梁3承载的载荷的托换柱4；所述托换梁3分别与所述桩基结构2通过梁抱柱结构连接，如图2所示，所述梁抱柱结构是指所述桩基结构2自所述托换梁3内部穿过，且通过若干植 筋5与所述托换梁3固定为一体。优选的，如图3所示，所述植筋5自所述桩基结构2边缘圆周方向均匀布设，且沿着所述桩基结构的径向方向均匀布设多层植筋，使得所述托换梁3与所述桩基结构2紧固为一体式结构。其中，托换梁3具体的结构分布特点是在原有待施工浅埋暗挖隧道上方地质层的原有桥桩(即所述桩基结构)之间建立起来一个横式梁构架，并与托换桩形成一个整体，用以承担其上部荷载，同时通过所述桩基结构，与所述桩基结构的植入式钢筋相结合，将所述桩基结构围绕在托换梁内，当上部荷载传递到所述桩基结构时，所述桩基结构将荷载转换到托换梁上，因此就形成了一个梁抱柱的工艺。进一步的，如图4所示，所述托换柱4通过若干纵筋6连接所述托换梁3，所述纵筋6均匀布设于所述托换柱4与所述托换梁3接触面；即在所述托换梁上设置若干通孔，在通孔设置若干纵筋；同时在接触面(托换柱对应于托换梁的位置)打通孔，将托换梁的纵筋穿过所述托换柱并用化学植筋胶封孔。所述托换柱采用灌注混凝土，提前根据设计定点、打孔、下钢筋笼、灌注混凝土。托换梁的形成将托换柱与被托换柱连接成为整体，使桩基整体受力，减小了隧道上部桩基的荷载，减小局部应力集中，使浅埋暗挖隧道可以安全通过桥梁段。其具体施做技术为：首先根据勘探以及设计要求，在现场进行定点打孔，由于钻孔灌注桩施工过程对原有桩承载力具有消弱作用，因此需要通过经验公式：来验算其承载力，其中d、D分别为待施工浅埋暗挖隧道内各个桩基结构桩径和托换桩的桩径。需要说明的是：本技术在施工过程中需要先完成托换桩的施工后再进行托换梁的施工，同时为保证柱轴力的传递顺利，应使托换梁和待施工浅埋暗挖隧道上方的各个桩基结构连为一体，即托换梁与各所述桩基结构连接形式采用梁抱柱的形式。为保证施工中不会使柱发生破坏，在打孔时应遵循随打随锚的原则，打孔完成后将孔内碎渣吹尽，立即锚入钢筋并注胶，待胶体强度达到100％时才能进行下一个钻孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过河段穿桥桩隧道注浆支护结构,其特征在于：连接原有待施工浅埋暗挖隧道上方地质层的各个桩基结构的托换梁,该托换梁用于承载各所述桩基结构承载的载荷；若干连接并支撑所述托换梁的托换柱，该托换柱用于承载所述托换梁承载的载荷；以及设置于待施工浅埋暗挖隧道的拱顶层的深孔注浆加固层。

【技术特征摘要】
1.一种过河段穿桥桩隧道注浆支护结构,其特征在于：连接原有待施工浅埋暗挖隧道上方地质层的各个桩基结构的托换梁,该托换梁用于承载各所述桩基结构承载的载荷；若干连接并支撑所述托换梁的托换柱，该托换柱用于承载所述托换梁承载的载荷；以及设置于待施工浅埋暗挖隧道的拱顶层的深孔注浆加固层。2.根据权利要求1所述的过河段穿桥桩隧道注浆支护结构，其特征在于：所述托换梁与各所述桩基结构通过梁抱柱结构连接，所述梁抱柱结构是指各所述桩基结构分别自所述托换梁内部穿过，且各自通过若干植筋与所述托换梁固定为一体。3.根据权利要求2所述的过河段穿桥桩隧道注浆支护结构，其特征在于：所述植筋自所述桩基结构边缘圆周方向均匀布设，且沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑世杰，张涛，郭树勋，姜谙男，武洪海，谭振，孙敏，
申请(专利权)人：中交隧道工程局有限公司，大连海事大学，
类型：新型
国别省市：北京;11