隧道下穿既有建筑被动托换桩基体系的制作方法

本实用新型属于桩基托换技术领域。具体地，涉及一种隧道下穿既有建筑被动托换桩基体系。

背景技术：

桩基托换技术可分为被动托换技术和主动托换技术。被动托换技术是指原桩基在卸载的过程中，其上部结构荷载随托换结构的变形，被动地转换到新桩基，托换前后对上部结构的变形无法进行调控，一般用于托换荷载较小或结构变形控制要求不甚高的托换工程，相对可靠性较低。主动托换技术是指原桩基在卸载之前对新桩基和托换结构施加荷载，以部分消除托换体系长期变形的时空效应，并在上部结构荷载转换过程中对托换结构及上部结构的变形可以运用顶升装置进行动态调控，一般用于托换荷载大或结构变形要求高的托换工程，相对可靠性较高。

根据调研结果，在软土地层中，目前的桩基托换技术为，一般先通过现浇横梁连接植入的新桩基，再截断原有桩基，通过横梁转移原有桩基承受的上部荷载到新桩基的方式实现桩基托换。该方法虽然可以有效地实现桩基托换，但其对施工现场干扰极大，施工成本较高，施工周期也较长，难以适应对环境、成本及工期要求高的工程。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有桩基托换技术存在难以满足工程需要的问题，提供一种隧道下穿既有建筑被动托换桩基体系。该桩基托换体系无需现浇横梁的，对施工现场干扰更小，施工周期大大缩短。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种隧道下穿既有建筑被动托换桩基体系，包括在既有建筑地下室设置的，若干个用于承受既有桩基拔除后相应荷载的锚杆静压桩，锚杆静压桩的反力架与地下室底板通过锚杆连接，锚杆静压桩沿隧道拟经过区域的边缘布置；还包括在地下室顶板开设的，若干个用于拔除既有桩基的孔洞，孔洞位于隧道拟经过区域内既有桩基上方。本实用新型的桩基托换技术是通过在位于软土地层中的基础的一侧植入锚杆静压桩，再直接拔除需托换的桩基，通过新植入的锚杆静压桩承受拔除的既有桩基的部分荷载，实现桩基托换。该技术可大幅度地降低施工成本，加快了施工进程，且对环境干扰较传统方法小。

作为优选方案，还包括用于将既有桩基打断成若干段的双套管全螺旋回转钻机，双套管全螺旋回转钻机包括用于回转压入既有桩基混凝土内的套管，用于在套管压入中后期对套管施加压力的液压油缸，以及插在套管与既有桩基之间缝隙的倒三角锤。

作为优选方案，还包括用于拔除既有桩基的履带吊车，履带吊车包括用于将套管内混凝土块排出的抓斗，以及用于抵紧连接在吊车与双套管全螺旋回转钻机之间的反力板。

作为优选方案，地下室顶板上部，架设有钢支撑，铺设有钢平台，以形成满足拔桩设备通行荷载的作业平台。

作为优选方案，既有桩基拔除后的孔洞内，底部回填有水泥土；地下室底板底面以下45-55cm至底板底面以上5-15cm回填有素混凝土。

作为优选方案，在地下室底板孔洞内，素混凝土的上部浇筑有微膨胀混凝土，微膨胀混凝土与孔洞侧壁之间涂刷有界面剂；孔洞内种植有与底板既有钢筋直径相等的钢筋，钢筋浇筑在微膨胀混凝土中。

作为优选方案，素混凝土内预埋有，用于盾构通过后进行补浆，以填充地下室底板下方空隙的注浆管。

作为优选方案，水泥掺量重量比在8％以内。

综上所述，由于采用了上述技术方案，相比于现有技术，本实用新型的有益效果是：

本实用新型要解决的技术问题是在软土地层中隧道下穿高层建筑物桩基侵入隧道内的桩基被动托换。首先在靠近地下室一侧植入锚杆静压桩，然后再拔除隧道穿越区内软土地层中的桩基，再加固建筑物基础，最后隧道顺利穿越。

在软土地层中隧道下穿正常使用的高层建筑，既要降低施工对大厦的影响，保证大厦的正常运营，还要保证施工的进度，尽量降低工程成本，需要在地下室狭小空间中植入锚杆静压桩，再通过在地下室顶板开洞搭设作业平台拔除需要托换的桩基实现桩基托换。国内外文献均未见软土地层中下穿高层建筑通过植入锚杆静压桩，拔除托换桩基的方式实现桩基被动托换的报道。

本实用新型的有益效果是简便合理地实现了隧道在软土地层下穿高层建筑物桩基被动托换，有效解决了长期困扰本技术领域的技术难题。是一种软土地层高层建筑下的大轴重桩基被动托换技术，软土地层桩基被动托换技术。

附图说明

图1是实施例的平面示意图。

图2是实施例的静压桩施工示意图。

图3是实施例的拔桩示意图。

附图中示出部位、构件所对应的标记：11-既有桩基、12-需拔除桩基、13-新植入锚杆静压桩；21-桩架大梁、22-大梁、23-千斤顶、24-铜垫头、25-锚杆静压桩；31-履带吊车、32-抓斗、33-拔除的灌注桩、34-双套管全螺旋回转钻机、35-反力板、36-套管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例公开了一种隧道下穿既有建筑被动托换桩基体系，如图1-3所示，包括在既有建筑地下室设置的，若干个用于承受既有桩基拔除后相应荷载的锚杆静压桩，锚杆静压桩的反力架与地下室底板通过锚杆连接，锚杆静压桩沿隧道拟经过区域的边缘布置；还包括在地下室顶板开设的，若干个用于拔除既有桩基的孔洞，孔洞位于隧道拟经过区域内既有桩基上方。

具体地，如图1-3所示，本实施例还包括用于将既有桩基打断成若干段的双套管全螺旋回转钻机，双套管全螺旋回转钻机包括用于回转压入既有桩基混凝土内的套管，用于在套管压入中后期对套管施加压力的液压油缸，以及插在套管与既有桩基之间缝隙的倒三角锤。还包括用于拔除既有桩基的履带吊车，履带吊车包括用于将套管内混凝土块排出的抓斗，以及用于抵紧连接在吊车与双套管全螺旋回转钻机之间的反力板。地下室顶板上部，架设有钢支撑，铺设有钢平台，以形成满足拔桩设备通行荷载的作业平台。

具体地，如图1-3所示，既有桩基拔除后的孔洞内，底部回填有水泥土；地下室底板底面以下45-55cm至底板底面以上5-15cm回填有素混凝土；本实施例下限定为50cm，上限定为10cm。在地下室底板孔洞内，素混凝土的上部浇筑有微膨胀混凝土，微膨胀混凝土与孔洞侧壁之间涂刷有界面剂；孔洞内种植有与底板既有钢筋直径相等的钢筋，钢筋浇筑在微膨胀混凝土中。素混凝土内预埋有，用于盾构通过后进行补浆，以填充地下室底板下方空隙的注浆管。水泥掺量重量比在8％以内，本实施例定为8％。

本实施例的软土地层高层建筑桩基被动托换技术，包括锚杆静压桩施工、拔桩平台搭设、拔桩回填及底板恢复四个施工步骤：

①在隧道影响区域外侧沿地铁线路植入一排(10根)锚杆静压桩，桩径壁厚10mm，桩长31m，承受主楼钻孔灌注桩拔除后的相应荷载；所述步骤①在位于软土地层的高层建筑地下室内进行锚杆静压桩施工，作业空间狭小。

②通过在地下室顶板开洞，架设钢支撑，铺设钢平台的方法形成拔桩施工作业平台，以满足拔桩施工的大型机械设备必须在地下室顶板上通行的荷载要求。

③采用双套管全螺旋回转钻机(CD机)拔除侵入隧道开挖范围的10根灌注桩，并采用水泥土回填，预留注浆管，待盾构通过后及时补浆，填充底板下方可能形成的空隙；所述步骤②、③先对地下室顶板开孔并加固，再采用双套管全螺旋回转钻机(CD机)拔除侵入桩体。

④桩孔回填水泥土至底板下50cm左右时，开始浇筑素混凝土，素混凝土浇筑至比原底板面高约10cm后停止，随后下入钢套管内，对钢筋混凝土切割面进行凿锚并种植与底板钢筋直径相等的钢筋，涂刷一道界面剂后浇筑微膨胀混凝土。所述步骤④在软土地层中分层回填恢复底板结构。

图2和图3是本实施例的关键步骤，具体阐述如下：

参照图2，固定大梁于较高的初始位置，用葫芦将桩段吊起扶直就位，检查桩位符合设计要求后，使用千斤顶进行压桩作业，通过降低大梁高度不断压入桩段至设计深度，用葫芦将大梁吊起接入新桩段，反复进行压桩和接桩直到压至设计标高，施工过程中严格控制压桩垂直度和入土深度，并做好压桩数据记录。

参照图3，拔桩施工：①利用回转钻机将套管强行回转下压穿越钢筋混凝土，通过抓斗排出进入套管内的混凝土块。②在套管在插入初期，应利用套管自重压入，在套管压入中后期，启动液压油缸逐渐加压压入。③在套管下沉至设计标高后，在套管与原有灌注桩之间的缝隙插入倒三角锤，使套管与灌注桩紧密结合，回转套管，正反方向来回转动套管，使灌注桩疲劳断裂，并通过履带吊分段取出。④旧桩拔除完成后，桩孔需立即进行回填，回填料使用素土、水泥，水泥掺量控制在8％以内，用挖机将其翻拌均匀填入孔内。

本申请人成功地将本实施例的软土地层高层建筑桩基被动托换技术应用于上海地铁13号线隆德路-武宁路站区间隧道下穿天福大厦施工过程中。该工程面临以下技术难题：在确保天福大厦的正常运营情况下，在软土地层对天福大厦实现桩基托换，由于周边建筑密集、地质条件差、施工作业空间狭小，施工难度极大。通过在大厦基础底板上开口植入10根直径377mm长31m的静压桩；依次拔除10根侵入盾构隧道的既有灌注桩，及时采用水泥土回填，并预留注浆管，待盾构通过后及时补浆，顺利地实现了大厦桩基被动托换。施工中各建筑变形指标均处于控制范围内，未影响周边建筑物的结构安全和正常使用，优质地实现了天福大厦的桩基托换，并大幅度地降低施工成本，加快了施工进程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。