桥梁桩基的U型结构托换转移系统的制作方法

本发明涉及一种桥梁桩基的托换转移系统，特别涉及一种桥梁桩基的托换转移系统及其施作方法。

背景技术：

桥梁桩基是承载桥梁荷载的基础单元，桥梁的荷载通过台身、承台传递给桩基。在既有桥梁桩基区域新建构筑物时，需要对既有桥梁桩基进行保护处理，以实现新建构筑物的构建。现有技术有两种，一种是先拆除既有桥梁，并拔除桩基，然后进行新构筑物的施工，再复建桥梁。存在投资大、工期长、并对周边环境影响大的缺陷，特别是在城市中心，交通繁忙，管线密布，紧邻建筑物，无法对桥梁采用拆除复建的施工方法。另一种施工方法是：采用主动换桩的方式，即将原桥梁桩基的受力体系转移到新建桩基体系上，采用这种方法，桥梁受力体系的转移是一次性完成的，容易在受力转移过程中，使原桥梁上部结构遭到破坏，造成桥身倾斜、桥面开裂，导致即有桥梁不能正常使用。在城市地铁施工中，会遇到盾构区间只穿越既有桥梁桩基的少部分桩基，在盾构过程中，只需要对设置在盾构区间上的少部分即有桥梁桩基进行割除，若采用上述主动换桩方式，会使不在盾构区间上的既有桥梁桩基的作用不能再发挥，造成现有资源的浪费，另外，一次性受力体系转移的换桩施工，存在不确定性风险大的缺陷，难以保证既有桥梁的不间断通行使用。

技术实现要素：

本发明提供了一种桥梁桩基的U型结构托换转移系统，解决了将原桥梁桩基的受力体系转移到新建桩基体系上时一次性受力体系转移风险性大的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种桥梁桩基的U型结构托换转移系统，包括在既有桥梁两侧施作的围堰，在既有桥梁的既有桩基周边及围堰内河床上施作有高压旋喷桩，既有桥梁的既有桩基是由保留的既有桥梁桩基和预切除的既有桥梁桩基组成的，预切除的既有桥梁桩基是设置在盾构区间上的，在高压旋喷桩的顶部施作有级配碎石褥垫层，在级配碎石褥垫层上设置有素混凝土垫层，在既有桥梁的桥桩基承台的内侧面上施作有承台植筋，在既有桥梁的桥桩基桥台的内侧面上施作有桥台植筋，在既有桥梁的桥桩基承台的内侧、既有桥梁的桥桩基桥台的内侧及素混凝土垫层之间施作有现浇U型结构筏板，在现浇U型结构筏板的顶面与既有桥梁的桥板的底面之间形成有4厘米的缝隙。

在现浇U型结构筏板的顶面与既有桥梁的桥板的下底面之间所形成的4厘米的缝隙中设置有2厘米厚的弹性垫。

一种桥梁桩基的U型结构托换转移系统施作方法

第一步、在既有桥梁两侧施工围堰，抽排围堰内积水，在既有桥梁的既有桩基周边及围堰内河床上施作高压旋喷桩，在高压旋喷桩的顶部施作级配碎石褥垫层，形成复合地基；

第二步、在既有桥梁的桥桩基承台的内侧面上，施作承台植筋，同时，在既有桥梁的桥桩基桥台的内侧面上，施作桥台植筋；

第三步、在第一步完成的复合地基上，施作素混凝土垫层，在素混凝土垫层上施作现浇U型结构筏板，使现浇U型结构筏板的顶面与既有桥梁的桥板的底面之间形成4厘米的缝隙，并使现浇U型结构筏板两侧侧墙与既有桥梁的桥台内侧面紧密贴合在一起，既有桥梁的桥桩承台的受力，通过承台植筋和桥台植筋传递到现浇U型结构筏板上；

第四步、在缝隙中垫入2厘米厚的弹性垫；

第五步、启动设置在盾构区间上的预切除的既有桥梁桩基前侧的盾构机，对河床中的盾构上行线和下行线进行盾构施工，盾构切除盾构区间上的预切除的既有桥梁桩基；

第六步、既有桥梁桩基被切除后，既有桥梁会发生缓慢沉降，慢慢与缝隙中垫入的2厘米厚的弹性垫贴合在一起，使现浇U型结构筏板与保留的既有桥梁桩基共同承载既有桥梁的重量。

本发明大大节约了换桩成本，并规避了换桩过程中由于桥梁荷载受力点的转移而引起的不确定风险。施工造价低，并能保证既有桥梁在施工过程中安全、畅通。

附图说明

图1是本发明在主视方向上的结构示意图；

图2是本发明在侧视方向上的结构示意图；

图3是本发明的既有桥梁的既有桩基及围堰内河床上施作高压旋喷桩6的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种桥梁桩基的U型结构托换转移系统，包括在既有桥梁两侧施作的围堰，在既有桥梁的既有桩基周边及围堰内河床上施作有高压旋喷桩6，既有桥梁的既有桩基是由保留的既有桥梁桩基2和预切除的既有桥梁桩基12组成的，预切除的既有桥梁桩基12是设置在盾构区间上的，在高压旋喷桩6的顶部施作有级配碎石褥垫层15，在级配碎石褥垫层15上设置有素混凝土垫层7，在既有桥梁的桥桩基承台3的内侧面上施作有承台植筋9，在既有桥梁的桥桩基桥台4的内侧面上施作有桥台植筋10，在既有桥梁的桥桩基承台3的内侧、既有桥梁的桥桩基桥台4的内侧及素混凝土垫层7之间施作有现浇U型结构筏板8，在现浇U型结构筏板8的顶面与既有桥梁的桥板5的底面之间形成有4厘米的缝隙11。

在现浇U型结构筏板8的顶面与既有桥梁的桥板5的下底面之间所形成的4厘米的缝隙11中设置有2厘米厚的弹性垫。

一种桥梁桩基的U型结构托换转移系统施作方法

第一步、在既有桥梁两侧施工围堰，抽排围堰内积水，在既有桥梁的既有桩基周边及围堰内河床上施作高压旋喷桩6，在高压旋喷桩6的顶部施作级配碎石褥垫层15，形成稳定的复合地基；

第二步、在既有桥梁的桥桩基承台3的内侧面上，施作承台植筋9，同时，在既有桥梁的桥桩基桥台4的内侧面上，施作桥台植筋10；

第三步、在第一步完成的复合地基上，施作素混凝土垫层7，在素混凝土垫层7上施作现浇U型结构筏板8，使现浇U型结构筏板8的顶面与既有桥梁的桥板5的底面之间形成4厘米的缝隙11，并使现浇U型结构筏板8两侧侧墙与既有桥梁的桥台内侧面紧密贴合在一起，既有桥梁的桥桩承台3的受力，通过承台植筋9和桥台植筋10传递到现浇U型结构筏板8上；

第四步、在缝隙11中垫入2厘米厚的弹性垫，使既有桥梁的桥板5下沉时得到缓冲；

第五步、启动设置在盾构区间上的预切除的既有桥梁桩基12前侧的盾构机16，对河床1中的盾构上行线13和下行线14进行盾构施工，盾构切除盾构区间上的预切除的既有桥梁桩基12；由于预切除的既有桥梁桩基12对既有桥梁的荷载已通过承台植筋9和桥台植筋10转移到现浇U型结构筏板8上，并由现浇U型结构筏板8下的被高压旋喷桩6改良后的土体承载，形成了既有桥梁桩基12对既有桥梁的荷载由现浇U型结构筏板8和预切除的既有桥梁桩基12共同承载；

第六步、既有桥梁桩基12被切除后，由于预切除的既有桥梁桩基12对既有桥梁的荷载完全通过承台植筋9和桥台植筋10转移到现浇U型结构筏板8上，既有桥梁会发生缓慢沉降，这个过程是缓慢地分步转移的，既有桥梁的桥板5慢慢与缝隙11中垫入的2厘米厚的弹性垫贴合在一起，从而避免了现有换桩方法所存在的受力转移的一次性和迅速性，避免了换桩中经常会发生的既有桥梁桥面的开裂等现象的发生；实现了现浇U型结构筏板8与保留的既有桥梁桩基2共同承载既有桥梁的重量，实现了在整个切除既有桥梁桩基12过程中，尽量保持既有桥梁受力点的不改变，保证了既有桥梁的受力稳定。

本方法在不改变既有桥梁承力点的前提下，将既有桥梁的部分承载分别通过承台植筋9、桥台植筋10及弹性垫分步转移到现浇U型结构筏板8上，并由现浇U型结构筏板8下的被高压旋喷桩6改良后的土体承载。在盾构掘进过程中，只需要切除既有桥梁的部分桩基，而该桥桩位于市中心地区，地上建筑及景观绿化较为完善，周边环境复杂，既有桥梁的交通通过量大，封闭施工会造成重大经济损失和严重影响市民生活，可采用本发明的施工方法。

本发明也探索出一条在原桥梁桩基部分损坏的情况下，无需拆除桥梁，进行桥梁加固的一种新的施工方法，充分发挥了未破坏原桥桩的承载功能，大大节约了工程投资造价，缩短了施工周期，很好地规避了常规换桩所带来的不确定的风险，具有广泛的推广应用价值和社会效益。