一种隧道穿越构筑物钢管隔离桩地层加固体系的制作方法

本实用新型属于隧道工程技术领域，具体涉及一种隧道穿越构筑物钢管隔离桩地层加固体系。

背景技术：

对于目前国内各大城市的轨道交通工程，随着地铁线网的不断加密，后续地铁线路建设时，受已建地铁线路与周边环境的影响，在线路走向与铺设方式、空间关系与结构型式、以及施工方法与工程措施等方面的要求更加严格。当隧道穿越既有构筑物时，受空间距离与地下管线的影响，常规钻孔灌注桩型式的隔离桩可能无实施条件。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种隧道穿越构筑物钢管隔离桩地层加固体系，在复杂环境下通过钢管桩的隔离效果与袖阀管的跟踪注浆作用，可实现隧道穿越构筑物期间，构筑物基础承载力基本不受影响。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种隧道穿越构筑物钢管隔离桩地层加固体系，其特征在于：

于既有构筑物地下室与下穿隧道之间成排设置钢管隔离桩，钢管隔离桩斜向或垂直打入，钢管隔离桩顶部通过桩顶冠梁连成整体。

钢管隔离桩与构筑物地下室之间成排设置袖阀管。

钢管隔离桩由钢管和钢管内的钢筋骨架通过灌注混凝土形成，钢筋骨架包括插筋与环状布置的箍筋。

钢管隔离桩顶部伸入桩顶冠梁，钢管隔离桩桩顶部位设置有开口向外的U型钢筋，钢管与U型钢筋牢固焊接；

U型钢筋上焊接有与其垂直的冠梁钢筋。

钢管隔离桩底部深入隧道拱底以下至少2m，钢管隔离桩顶部的桩顶冠梁顶面与地表平齐；

钢管隔离桩与水平面夹角≥30°；

钢管隔离桩的纵向间距不小于0.5m。

袖阀管底部深入构筑物地下室底板以下至少3m，顶部与地表平齐；

袖阀管与水平面夹角≥30°；

袖阀管的纵向间距不小于0.5m。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型在地表打设钢管桩、袖阀管，在钢管桩内插入钢筋笼、压注微膨胀水泥、在桩顶浇筑冠梁，形成钢管隔离桩加固体系，涉及的钢材、水泥砂浆、以及钢管桩打设所用的机械设备等均为常规材料（设备），其相应尺寸为常规类型，便于加工制造；且钢管桩、袖阀管长度可根据隧道与构筑物埋深进行调整，钢管桩、袖阀管的平面布置可根据地下管线分布情况、隧道与构筑物的相对位置关系进行调整，钢管桩刚度可根据内部充填的微膨胀混凝土等级、钢筋笼与钢管自身刚度情况综合确定，钢管桩、袖阀管的数量、打设角度可根据被加固构筑物的需要进行调整。通过钢管隔离桩的隔离效应、袖阀管的跟踪注浆效果，可确保隧道穿越构筑物期间周边环境的安全，达到既能满足周边环境苛刻与占地面积小，又能达到地层加固的要求，可避免常规钻孔灌注桩实施期间，噪音大、占地大、同时还可能需要进行地下管线迁改的不利影响。具有较高的经济效益和社会效益，在城市轨道交通、铁路、公路等工程中有广泛的应用前景。

附图说明

图1为钢管隔离桩加固示意图。

图2为钢管隔离桩内插筋大样图。

图3为钢管顶部短筋焊接示意图。

图中，1-既有构筑物，2-构筑物地下室，3-隧道，4-钢管隔离桩，5-袖阀管，6-桩顶冠梁，7-冠梁钢筋，8-U型钢筋，9-插筋，10-箍筋。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及的隧道穿越构筑物钢管隔离桩地层加固体系，于既有构筑物1的构筑物地下室2与下穿的隧道3之间成排设置钢管隔离桩4，钢管隔离桩4斜向或垂直打入，钢管隔离桩4顶部通过水平的桩顶冠梁6连成整体。钢管隔离桩4与既有构筑物1有一定水平距离，以保证加固措施实施期间既有构筑物1的安全。钢管隔离桩4与构筑物地下室2之间设置成排布置的袖阀管5。

既有构筑物1可能包含各种基础类型、结构型式，构筑物地下室2一般按3层以内考虑；隧道3可以是类圆形或马蹄形矿山法隧道、圆形盾构隧道，或者矩形明挖隧道。

钢管隔离桩4由钢管和钢管内的钢筋骨架通过灌注混凝土形成，钢筋骨架包括插筋9以及环状布置的箍筋10。钢管隔离桩4顶部伸入桩顶冠梁6一定距离，钢管隔离桩4桩顶部位设置有开口向外的U型钢筋8，钢管与U型钢筋8焊接连接；U型钢筋8上焊接有与其垂直的冠梁钢筋7。钢管隔离桩4的底部深入隧道3底部以下一定距离（不小于2m），以确保隔离效果，钢管隔离桩4顶部冠梁6顶面与地面平齐；钢管隔离桩4与水平面夹角≥30°；钢管隔离桩4的纵向间距不小于0.5m。

袖阀管5底部深入构筑物地下室2底板以下一定距离（不小于3m），顶部与地面平齐；袖阀管5与水平面夹角≥30°；袖阀管5的纵向间距不小于0.5m。

上述隧道穿越构筑物钢管隔离桩地层加固体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：在既有构筑物1与下穿隧道3之间进行测量放样，根据设计坐标，标出钢管隔离桩4与袖阀管5在地表对应坐标点位置；

步骤二：安装定位装置，根据设计角度，采用锚杆机或其它钻机成孔，成孔直径略大于钢管隔离桩3直径，为确保成孔效果，采用跟管钻进工艺，成孔过程中需严格控制钻机角度，确保沿设计方向高精度钻进；

步骤三：在成孔过程中，根据成孔深度及时放入钢管，每段钢管长度按3～5m考虑，钢管接头采用丝扣牢固连接；成孔结束后，将钢管隔离桩3与成孔孔壁间的空隙，采用水泥砂浆回填密实；

步骤四：待钢管按要求放置到指定位置之前，按要求将钢管内的插筋9与箍筋10焊接成整体钢筋骨架，随后将钢筋骨架放入钢管内，最后按要求灌注微膨胀混凝土，形成具有一定抗弯刚度的钢管隔离桩4；

步骤五：待钢管隔离桩4全部实施到位后，将桩顶挖开，在桩顶部位焊接U型钢筋8，随后绑扎冠梁钢筋6，并将U型钢筋8与冠梁钢筋6按要求焊接，随后浇筑混凝土，形成冠梁6；

步骤六：根据袖阀管5放样坐标再次采用锚杆机或其它钻机成孔，成孔直径略大于袖阀管直径，成孔过程中需严格控制钻机角度，确保沿设计方向高精度钻进；

步骤七：待袖阀管成孔结束后，按要求预埋袖阀管5，袖阀管5底部深入被保护构筑物地下室2底板以下3m；

步骤八：隧道穿越构筑物期间，根据监测情况，及时进行袖阀管5跟踪注浆，将隧道开挖引起的地层沉降在构筑物1底部的影响，通过袖阀管注浆进行有效弥补。

钢管隔离桩与袖阀管相结合的构筑物保护措施具有灵活多变、适应性强、安全可靠等特点。钢管桩平面位置与打设角度可根据需要进行调整，这是本实用新型的基本特征，桩顶冠梁、钢管桩内插入的钢筋笼与微膨胀混凝土是确保其整体隔离效果的基本措施，再加上袖阀管的跟踪注浆作用，可确保隧道穿越构筑物期间的环境安全。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。