一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构及方法，属于桩基托换技术领域，包括托换桩，托换桩顶部与托换大梁固定连接；所述托换桩由上至下分为首段、中段和尾段，托换桩在首段和中段设有钢筋笼，尾段设置多根通底主筋以支撑钢筋笼；所述托换大梁设有托换大梁主筋，托换大梁主筋布置于托换大梁梁底和梁顶，托换大梁梁底和梁顶之间布置托换大梁分布筋，托换大梁主筋和托换大梁分布筋通过托换大梁拉筋绑扎。其能够为大扰动盾构隧道穿越既有桥桩提供更精细的托换桩配筋方案，且保证该结构强度高，构件与构件之间连接性强。构件与构件之间连接性强。构件与构件之间连接性强。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构及方法


[0001]本专利技术属于桩基托换
，具体涉及一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构及方法。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]随着地下空间开发的不断深入，浅层地下可利用空间也逐渐减小，因此有的地铁隧道会选择叠落式建造。而已有的城市立交桥桥桩经常会侵入地铁规划路线当中，此时就需要对已有桥桩进行托换桩基工程。由于上下叠落式结构对周边地层及结构的扰动要远大于单线隧道，且受力情况复杂难以精确预测岩土体应力变化，因此对于托换桩基础的配筋就有更高的要求。而由于进行托换桩基础工程时应避免对周边现有结构的扰动。
[0004]目前现有托换桩基础的结构及施工方法主要存在以下不足：1、钢筋笼未进行特别设计，没有针对大扰动区域进行加密配筋；2、现有托换桥桩只适用于单线隧道等扰动较小的工程，而不适用于叠落隧道等大扰动情况的工程；3、现有常规矩形托换大梁设计应用局限性大，无法适应城市地面的狭小空间。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构及方法，能够为大扰动盾构隧道穿越既有桥桩提供更精细的托换桩配筋方案，且保证该结构强度高，构件与构件之间连接性强，同时结合周边环境设计的异形托换大梁，在满足强度需求的同时，减小了对已有地面、地下结构的扰动，节省了材料资源。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构，包括托换桩，托换桩顶部与托换大梁固定连接；所述托换桩由上至下分为首段、中段和尾段，托换桩在首段和中段设有钢筋笼，尾段设置多根通底主筋以支撑钢筋笼；所述托换大梁设有托换大梁主筋，托换大梁主筋布置于托换大梁梁底和梁顶，托换大梁梁底和梁顶之间布置托换大梁分布筋，托换大梁主筋和托换大梁分布筋通过托换大梁拉筋绑扎。
[0008]作为进一步的技术方案，所述托换大梁主筋、托换大梁分布筋和托换大梁拉筋形成钢筋骨架，在托换桩的钢筋笼和托换大梁的钢筋骨架内浇筑混凝土。
[0009]作为进一步的技术方案，所述钢筋笼采用分段配筋，其包括多根纵向主筋，纵向主筋外侧设置外层螺旋箍筋，纵向主筋内侧设置内层环箍筋。
[0010]作为进一步的技术方案，所述中段纵向主筋之间的距离大于首段纵向主筋之间的距离。
[0011]作为进一步的技术方案，所述钢筋笼中段尾部向内收拢。
[0012]作为进一步的技术方案，所述纵向主筋、外层螺旋箍筋、内层环箍筋均采用螺纹钢筋；托换大梁主筋以横向和纵向交叉布置成网格状；托换大梁拉筋按照梅花形布置，托换大
梁拉筋之间构造成钢筋网；托换大梁主筋、托换大梁分布筋均为螺纹钢筋；托换大梁拉筋采用光圆钢筋。
[0013]作为进一步的技术方案，所述托换大梁将既有承台嵌入其中，且上部托换大梁主筋侵入既有承台，托换大梁分布筋也侵入既有承台，托换大梁主筋侵入既有承台的长度大于托换大梁分布筋侵入既有承台的长度。
[0014]第二方面，本专利技术还提出一种如上所述的适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构的施工方法，包括以下步骤：
[0015]在预定位置进行桩孔开挖作业；将注浆管与钢筋笼固定，并下放进入桩孔，并在首段、中段、尾段同时开始注浆，形成新建桥桩，并预留钢筋接头及顶升施工空间；
[0016]放坡开挖，暴露既有承台与既有桥桩，既有承台钻孔，在孔内塞满结构粘结胶，开始植筋作业；
[0017]铺设托换大梁梁底主筋，设置临时支撑并在此层钢筋之上铺设托换大梁分布筋，待分布筋铺设完成后，铺设托换大梁梁顶主筋；布置托换大梁拉筋，绑扎主筋与分布筋，预留桥桩连接筋，形成钢筋骨架；
[0018]在钢筋骨架灌注混凝土，并在既有承台边缘埋设振捣棒；在承台基底处预埋注浆管，待新建承台结构强度达到70％时，对承台底进行填充注浆，形成新建承台；
[0019]继续向下开挖基坑，安装顶升装置，对承台结构进行预顶升作业；
[0020]将托换桩首段钢筋与托换大梁中预留钢筋进行连接，灌注混凝土使桥桩与托换大梁形成新的托换桩基础；
[0021]对既有桥桩进行截桩作业；回填基坑，拆除地面支撑。
[0022]作为进一步的技术方案，钢筋骨架完成后，在承台内布设三层冷却管，其中第一、二层冷却管采用第一冷却管，以蛇形布设并绕过既有承台，第三层冷却管采用第二冷却管，以蛇形布设并绕过既有桥桩；混凝土灌注完毕，表面初凝后开始通入冷却水；当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇注浆，或调低浆液水灰比。
[0023]作为进一步的技术方案，既有承台钻孔采用跳钻作业，植筋作业避免损伤原钢筋；在桩顶和承台底设置钢垫板，且用锚筋锚入桩或承台内固定；钢垫板开有出气孔，以保证钢垫板下混凝土浇筑密实。
[0024]上述本专利技术的有益效果如下：
[0025]本专利技术的桩基础结构，托换桩钢筋笼采用分段配筋，针对叠落盾构隧道穿越的大扰动地区，采用加密配筋，提高了盾构通过时，桥桩的稳定型和安全性。
[0026]本专利技术的桩基础结构，地面区域考虑了周边实际可使用环境，在保证支撑稳定性的同时节约空间；地下区域保证了叠落隧道穿越该区段时的大扰动对新建桩基的破坏，保证了托换桩基础的稳定性。
[0027]本专利技术的桩基础结构，托换大梁在已有建筑物的限制之下，为适应具体施工地区现状，采用异形设计，设计为多边菱形梁，在满足托换桩强度需求的同时，尽可能的避免对周边已有地面、地下结构的扰动，且相较于常规设计可以节省资源，降低工程造价。
[0028]本专利技术的施工方法，能大幅度减少混凝土达到预定强度的时间，且强度更高。
[0029]本专利技术的施工方法，桥桩与托换大梁之间的连接性大大提高，力学物理性能具有连续性。
附图说明
[0030]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0031]图1为本专利技术下部分段配筋托换桩剖视图；
[0032]图2为本专利技术下部分段配筋托换桩加密配筋区域俯视图；
[0033]图3为本专利技术上部托换大梁俯视图；
[0034]图4为本专利技术上部托换大梁长边剖视图；
[0035]图5为本专利技术托换大梁主筋、分布筋侵入既有承台示意图；
[0036]图6为本专利技术新建承台内第一冷却管分布图；
[0037]图7为本专利技术新建承台内第二冷却管分布图；
[0038]图8为本专利技术实施例钢垫板大样图；
[0039]图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
[0040]其中，1.纵向主筋，2.外层螺旋箍筋，3.内层环箍筋，4.首段，5.中段，6.尾段，7.通底主筋，8.既有承台，9.既有桥桩，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构，其特征是，包括托换桩，托换桩顶部与托换大梁固定连接；所述托换桩由上至下分为首段、中段和尾段，托换桩在首段和中段设有钢筋笼，尾段设置多根通底主筋以支撑钢筋笼；所述托换大梁设有托换大梁主筋，托换大梁主筋布置于托换大梁梁底和梁顶，托换大梁梁底和梁顶之间布置托换大梁分布筋，托换大梁主筋和托换大梁分布筋通过托换大梁拉筋绑扎。2.如权利要求1所述的适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构，其特征是，所述托换大梁主筋、托换大梁分布筋和托换大梁拉筋形成钢筋骨架，在托换桩的钢筋笼和托换大梁的钢筋骨架内浇筑混凝土。3.如权利要求1所述的适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构，其特征是，所述钢筋笼采用分段配筋，其包括多根纵向主筋，纵向主筋外侧设置外层螺旋箍筋，纵向主筋内侧设置内层环箍筋。4.如权利要求3所述的适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构，其特征是，所述中段纵向主筋之间的距离大于首段纵向主筋之间的距离。5.如权利要求1所述的适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构，其特征是，所述钢筋笼中段尾部向内收拢；所述托换大梁的横向截面为多边菱形。6.如权利要求1所述的适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构，其特征是，所述纵向主筋、外层螺旋箍筋、内层环箍筋均采用螺纹钢筋；托换大梁主筋以横向和纵向交叉布置成网格状；托换大梁拉筋按照梅花形布置，托换大梁拉筋之间构造成钢筋网；托换大梁主筋、托换大梁分布筋均为螺纹钢筋；托换大梁拉筋采用光圆钢筋。7.如权利要求1所述的适用于叠落隧道桩基托换的桩基础结构，其特征是，所述托换大梁将既有承台嵌入其中，且上部托换大梁主筋侵入既有承台，托换大梁分布筋也侵入既有承台，托换大梁主筋侵入既有承台的长度大于托换大梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁万涛，文毅然，曹凯，刘斌，张凤凯，张琦，刘宇婷，徐天婧，黄兴行，
申请(专利权)人：哈尔滨地铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：