地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法与流程

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法。

背景技术：

随着科技的迅速发展和城市规模的日益扩大，地铁轨道交通成为城市内人们出行的主要交通方式之一。特别对于上海这类超大型国际城市，地铁隧道纵横交错，贯穿连通着各类中心城区、老城区等，给人们的生活带来极大的便捷，与此同时地铁轨道交通运行过程中造成的环境振动也正在引起人们的广泛关注。

对于城市地铁隧道正上方的既有建筑物，其周边建(构)筑物、地下结构情况较复杂，不仅需要降低环境振动对其造成的不利影响，还要保证原有结构及周边结构的稳定和正常使用，这就对隔振设计施工方法提出了更高的要求，要求在进行隔振设计施工过程中对既有建筑物基础进行整体托换，为既有建筑物的浅基础隔振设计及相关地下工程创造条件。而在下穿地铁隧道的情况下，传统的锚杆静压桩托换方式，极有可能会触碰到其下方的地铁隧道结构，这就要求在进行基础整体托换过程中，避免对下方的地铁隧道结构造成不利影响。此外，对于既有的浅基础建筑物来说，基础下方实际的施工空间较小，整体托换过程需要保证既有建筑物结构的稳定性以及实际施工可行性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法，能够实现城市地铁隧道正上方的既有建筑物浅基础隔振，以解决中心城区、老城区等区域既有建筑物受地铁隧道振动影响的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法，用于为地铁正上方既有建筑物设置隔振支座，所述既有建筑物包含基础承台，包括如下步骤：

在所述基础承台上方设置托换梁；

从每个所述托换梁表面向下挖至指定深度，以形成第一分块区域，并在所述第一分块区域内形成第一下承台及若干第一托换立柱，所述第一下承台覆盖所述第一分块区域底部，所述第一托换立柱位于所述第一下承台上；

凿除所述基础承台以形成第二分块区域，所述第二分块区域与相邻的所述第一分块区域连通，并在所述第二分块区域内形成第二下承台及若干第二托换立柱，所述第二下承台覆盖所述第二分块区域底部，所述第二托换立柱位于所述第二下承台上；

将所述第一下承台及所述第二下承台浇筑形成基础底板，并在所述基础底板上形成若干隔振支座，所述隔振支座位于每个所述基础承台原位置处；

拆除所述第一托换立柱及所述第二托换立柱。

可选的，在所述基础承台上方设置托换梁之前，所述地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法还包括：对所述既有建筑物进行临时处理和加固。

可选的，所述第一分块区域及所述第二分块区域开挖的指定深度相等，且所述开挖的指定深度介于2m-2.2m。

可选的，所述第一下承台与所述第二下承台的厚度相等，以使形成的所述基础底板的表面齐平。

可选的，所述第一下承台与所述第一托换立柱均位于所述第一分块区域在所述开挖的指定深度范围内；所述第二下承台与所述第二托换立柱均位于所述第二分块区域在所述开挖的指定深度范围内。

可选的，所述第一托换立柱及所述第二托换立柱均为混凝土立柱。

可选的，所述隔振支座的顶部和底部分别与所述托换梁和所述基础底板连接。

可选的，所述隔振支座包括弹簧隔振器。

可选的，采用无震动直线切割方式或人工凿除的方式拆除所述第一托换立柱及所述第二托换立柱。

可选的，所述既有建筑物的原基础为下穿地铁隧道的浅基础。

本发明通过采用第一托换立柱及第二托换立柱作为临时支撑，实现既有建筑物原基础的整体托换，可以有效避免传统锚杆静压桩托换方式对下方地铁隧道结构的不利影响，并充分利用天然地基承载力，较传统托换方式更加经济合理；进一步，采用分块开挖的方式，施工第一托换立柱及第二托换立柱，以解决既有建筑物浅基础下方施工空间小的问题；在对地铁隧道正上方的既有建筑物浅基础采用整体托换技术的基础上，通过设置隔振支座，实现地铁隧道附近天然地基浅基础隔振的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法流程图；

图2为本发明实施例的对既有建筑物进行临时处理和加固示意图；

图3为本发明实施例的设置既有建筑物浅基础的托换梁示意图；

图4a为本发明实施例的分块开挖第一分块区域示意图；

图4b为本发明实施例的施工第一托换立柱及第一下承台示意图；

图4c为本发明实施例的施工第二托换立柱及基础底板示意图；

图5为本发明实施例的设置隔振支座示意图；

图6为本发明实施例的拆除第一托换立柱及第二托换立柱示意图；

图中：1-既有建筑物；2-基础承台；3-加固组件；4-托换梁；5a-第一分块区域；5b-第二分块区域；6a-第一下承台；6b-第二下承台；7a-第一托换立柱；7b-第二托换立柱；8-基础底板；9-隔振支座。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，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。

本发明提出了一种地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法，应用于城市地铁隧道正上方的既有建筑物浅基础的隔振设计施工，从而实现地铁隧道正上方的既有建筑物浅基础隔振，解决既有建筑物受地铁隧道振动不利影响的问题。

为了实现地铁正上方既有建筑物浅基础隔振的目的，需要在既有建筑物原基础下增设隔振支座；为了确保既有建筑物结构的稳定和安全使用，以及既有建筑物原基础的安全承重，必须对既有建筑物的原基础进行整体托换，使既有建筑物的原基础逐步退出工作，上部结构的荷载逐步转换到新增的隔振支座上，因此既有建筑物基础的整体托换是地铁正上方既有建筑物浅基础隔振施工过程中的重要部分。

如图1所示，本发明提出的一种地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法，用于为地铁正上方既有建筑物1设置隔振支座9，所述既有建筑物1包含基础承台2，包括如下步骤：

s1：在所述基础承台2上方设置托换梁4；

s2：从每个所述托换梁4表面向下挖至指定深度，以形成第一分块区域5a，并在所述第一分块区域5a内形成第一下承台6a及若干第一托换立柱7a，所述第一下承台6a覆盖所述第一分块区域5a底部，所述第一托换立柱7a位于所述第一下承台6a上；

s3：凿除所述基础承台2以形成第二分块区域5b，所述第二分块区域5b与相邻的所述第一分块区域5a连通，并在所述第二分块区域5b内形成第二下承台6b及若干第二托换立柱7b，所述第二下承台6b覆盖所述第二分块区域5b底部，所述第二托换立柱7b位于所述第二下承台6b上；

s4：将所述第一下承台6a及所述第二下承台6b浇筑形成基础底板8，并在所述基础底板8上形成若干隔振支座9，所述隔振支座9位于每个所述托换梁4下方；

s5：拆除所述第一托换立柱7a及所述第二托换立柱7b。

根据大量既有建筑物基础隔振的工程经验，本发明提出的地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法，是在对既有建筑物进行临时处理和加固基础上，设置用于既有建筑物原基础整体托换的托换梁，并采用分块开挖的方式设置天然地基浅基础的托换立柱及下承台，实现基础整体托换；在此基础上，在相应位置设置隔振支座；最终切除托换立柱，实现既有建筑物浅基础隔振的目的。

进一步的，在所述基础承台2上方设置托换梁4之前，所述地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法还包括：对所述既有建筑物1进行临时处理和加固。具体的，可以通过对既有建筑物1的关键部位设置加固组件3以进行加固处理，参阅图2，其为本发明实施例的对既有建筑物1进行临时处理和加固示意图，本实施例中，通过对地铁正上方既有建筑物1进行检测与评定的基础上，对既有建筑物1的外墙、楼梯间等关键部位进行临时处理和加固，可以在关键部位设置加固组件3(例如螺杆和槽钢)进行加固处理。

进一步的，在所述基础承台2上方设置托换梁4；具体的，参阅图3，其为本发明实施例的设置既有建筑物浅基础的托换梁示意图，在对既有建筑物1进行临时处理和加固的基础上，在所述既有建筑物1的基础承台2上设置用于既有建筑物1原基础整体托换的托换梁4，且既有建筑物1的每个基础承台2周围以“井”字形布置四个托换梁4，即托换梁4布置于既有建筑物1的横向及纵向方向上，所述托换梁4与既有建筑物1的基础承台2可靠连接。

进一步的，在所述托换梁4的下方执行分块开挖至指定深度以形成第一分块区域5a，并在所述第一分块区域5a内施工形成第一下承台6a及若干第一托换立柱7a，所述第一下承台6a覆盖所述第一分块区域5a底部，若干所述托换立柱7位于所述第一下承台6a上，并与所述托换梁4连接。由于下穿城市地铁隧道的存在，常规采用的锚杆静压桩托换方法会对地铁隧道结构造成不利影响，因此设置托换立柱作为整体托换过程的竖向支撑体系；且既有建筑物1的原基础下方实际施工空间较小，可以通过采用分块开挖的方式设置托换立柱。如图4a所示，先开挖既有建筑物1之间的托换梁4下方的区域至指定深度，即将既有建筑物1之间的托换梁4下方的地基土分块开挖，直至设定深度，以形成若干第一分块区域5a，且所述第一分块区域5a应避开基础承台2。第一分块区域5a可以按照原基础底板区域、横向托换梁下区域、纵向托换梁下区域、原基础承台下区域的顺序进行挖掘，并且，每挖掘一个第一分块区域5a，即浇筑施工该区域内的第一下承台6a，并在所述第一下承台6a上设置若干第一托换立柱7a。参阅图4b，在所述第一分块区域5a内施工第一下承台6a，在所述第一下承台6a上设置若干第一托换立柱7a作为临时支撑，从而逐步将上部荷载转移到第一下承台6a上。

下一步，凿除所述既有建筑物1的基础承台2。即在保证所述第一托换立柱7a能够安全工作的前提下，凿除所述既有建筑物1的基础承台2。

进一步的，凿除所述基础承台2后继续开挖所述第一分块区域5a以外的区域以形成第二分块区域5b，所述第二分块区域5b与相邻的所述第一分块区域5a连通，并在所述第二分块区域5b内施工形成第二下承台6b及若干第二托换立柱7b，所述第二下承台6b覆盖所述第二分块区域5b底部，所述第二托换立柱7b位于所述第二下承台6b上。具体的，参阅图4c，其为本发明实施例的施工第二托换立柱及基础底板示意图，待各个第一分块区域5a中的第一托换立柱7a及第一下承台6a施工完成后，需开挖第二分块区域5b至指定深度，即开挖基础承台2周围的区域，并在形成的第二分块区域5b中施工第二下承台6b，将所述第一下承台6a及所述第二下承台6b整浇为一体，形成基础底板8，之后在所述基础底板8上施工若干第二托换立柱7b，本实施例中，既有建筑物1下方可以设置2个或4个第二托换立柱7b。

进一步的，所述第一分块区域5a及所述第二分块区域5b开挖的指定深度相等，且所述开挖的指定深度介于2m-2.2m。本实施例中，所述第一分块区域5a及所述第二分块区域5b开挖的面积为2～4m²。

所述第一下承台6a与所述第二下承台6b的厚度相等，以使形成的所述基础底板8的表面齐平。所述第一下承台6a与所述第一托换立柱7a均位于所述第一分块区域5a在所述开挖的指定深度范围内；所述第二下承台6b与所述第二托换立柱7b均位于所述第二分块区域5b在所述开挖的指定深度范围内。

进一步的，所述第一托换立柱7a及所述第二托换立柱7b均为混凝土立柱。施工过程中需要确保所述第一托换立柱7a及所述第二托换立柱7b与托换梁4之间可靠连接。

进一步的，在所述基础底板8上形成若干隔振支座9，所述隔振支座9位于每个所述基础承台2原来所在位置处。具体的，参阅图5，其为本发明实施例的设置隔振支座的示意图，在对既有建筑物1浅基础进行可靠的整体托换方案的前提下，在所述既有建筑物1下方原先设置基础承台2的位置处设置隔振支座9，所述隔振支座9的顶部和底部分别与所述托换梁4和所述基础底板8连接，并且，本实施例中，所述隔振支座9采用弹簧隔振器。

进一步的，参阅图6，在保证所述隔振支座9安装完成并正常工作的前提下，拆除所述第一托换立柱7a及所述第二托换立柱7b。拆除过程中需要尽量避免对上部结构造成不利影响，可以采用无震动直线切割设备对第一托换立柱7a及所述第二托换立柱7b进行切割，部分部位可以采用人工凿除的方式进行。

进一步的，所述既有建筑物的原基础为下穿地铁隧道的浅基础。所述既有建筑物1为下穿地铁隧道的浅基础建筑物。本发明主要用于对地铁正上方既有建筑物浅基础的隔振。

综上，在本发明实施例提供的一种地铁正上方既有建筑物隔振设计施工方法中，通过采用第一托换立柱及第二托换立柱作为临时支撑，实现既有建筑物原基础的整体托换，可以解决传统锚杆静压桩托换方式对下方地铁隧道结构的不利影响，并充分利用天然地基承载力，较传统托换方式更加经济合理；进一步，采用分块开挖的方式，施工第一托换立柱及第二托换立柱，以解决既有建筑物浅基础下方施工空间小的问题；在对地铁隧道正上方的既有建筑物浅基础采用整体托换技术的基础上，通过在原基础下设置隔振支座，实现地铁隧道附近天然地基浅基础隔振的目的。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。