专利名称：桩基的地下托换方法
技术领域：
本发明涉及一种桩基的地下托换方法。
背景技术：
目前国内的建、构筑物桩基托换方法主要是在地面、建筑物首层内或地下室内进行。其原理是利用新加的托换桩和托换梁，组成相应的托换体系，对建、构筑物的原有桩基础进行荷载传递。地面桩基托换主要施工步骤如下(1)进行建筑物一层或地下室居民、设备的搬迁，对于高架桥、立交桥等建筑物需要封闭部分道路作为施工场地；(2)清理施工场地，破除建筑物地下室底板或既有路面，进行管线迁改，铺设临时通道供居民通行；(3)开挖基槽并进行支护处理，施工托换桩，对建、构筑物原有桩基进行界面处理，施工托换梁，并视工程需要进行预顶和截桩作业，完成原有基础的荷载传递；(4)恢复建筑物一层或地下室原状，对于高架桥或立交桥，还需恢复原有交通，完成桩基托换。
现有的地面桩基托换方法在施工过程中存在以下问题①需要进行建、构筑物一层或地下室居民、设备的搬迁工作；②管线迁改工作难以避免；③噪音、污水、废气、粉尘等污染物较多，难以控制；④对于高架桥、立交桥等建筑物，需要进行交通疏解方可施工；⑤无法解决环境复杂条件下的桩基托换施工；⑥在地铁工程中，限制了地铁线路曲线半径，导致曲线半径过小；等等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的建筑物桩基的地下托换方法，该方法可以更加灵活地布置施工场地，减少施工对居民生活及交通的影响。
本发明提供的一种桩基的地下托换方法，其主要思路是采用施工竖井及地下导洞群构成地下托换空间体系，在地下导洞群内进行桩、梁托换体系作业。实现在地下对既有建筑物的桩基础进行加固或托换。该方法中，施工竖井是施工和材料运输通道，导洞群由主导洞和支导洞组成，主导洞是施工和材料运输的公共通道，支导洞是各托换桩、梁的托换施工作业通道。
本发明提供的一种桩基的地下托换方法，包括如下施工步骤(1)竖井、导洞群施工对既有建、构筑物进行桩基托换时，根据建、构筑物的周边环境条件，合理选择竖井井位和导洞群的布置方式；清理施工场地，开挖施工竖井，并在竖井底部横向开挖地下导洞群，导洞群由主导洞和支导洞组成，为桩基托换提供施工空间，；(2)桩梁托换体系施工竖井及导洞群施工完成后，在支导洞内施工托换体系构件，托换体系构件包括托换桩、桩顶承台以及托换梁，并通过桩顶承台上布置的千斤顶和安全装置，对既有建、构筑物桩基础进行预顶，然后锁定千斤顶油压表及安全装置，完成原有基础的荷载传递；(3)回填恢复施工场地地下桩基托换施工完成后，对竖井及导洞群进行回填，并恢复施工场地原有状态。
上述步骤(1)中，导洞群的开挖视地质条件可采用跳挖作业；涉及的施工工艺参数包括桩基托换施工竖井1个，竖井内净空3×4～5×7米(矩形)，或者直径2～7米(圆形)；主导洞1个，主导洞内净空高度3～5米，宽度2.5～5米；支导洞若干个，支导洞内净空高度3米～7米，宽度2.5～5米；竖井断面形式为矩形或圆形，主导洞断面形式为拱形直墙平底形。
本发明的应用范围较广，既可应用于对既有建、构筑物单根或多根桩基础进行桩基托换；也可对需要加层改造或桩基局部缺陷，原桩基础承载力不能满足要求的建、构筑物进行桩基补强。与现有技术相比，本发明具有以下优点(1)灵活布置竖井及导洞群，减少或避免了居民、设备的搬迁；(2)合理选择竖井井位，减少或避免了管线迁改；(3)在地下进行托换施工，环境污染小；(4)合理布置竖井及导洞群，尽可能避免交通疏解；(5)应用于地铁工程时，可减少或避免地面桩基托换难以实施造成的地铁线路强制调整，保证了线路设置和车站站位布置的科学性和合理性，降低了地铁运营成本，提高了乘客的舒适度。
下面结合附图及具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
图1为本发明施工方法的平面示意图；
图2为本发明施工方法的剖面示意图；图3为施工竖井的横断面示意图；图4为主导洞及支导洞的断面示意图。
具体实施例方式
以下实施例用于说明本发明，但本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
1、工程概况广州地铁五号线杨箕站～五羊邨站～珠江新城站区间采用盾构法施工，区间隧道下穿五羊邨过街楼。五羊邨过街楼是一栋建筑面积约4600平方米的四层框架结构，基础为φ1200mm的人工挖孔灌注桩，单桩最大承载力900t。该建筑物地处市区繁华地段，地面一层为行车道，双向八车道由中间绿化带隔开，车流量较大；中间绿化带下方有一容积约3000立方米的压力水池，该水池供水覆盖周边众多高层建筑物。经过对建筑物桩基础坐标及桩底标高的调查和实测，五羊邨过街楼共有6根桩基础侵入地铁区间隧道，需要进行桩基托换。
2、桩基地下托换方法在本工程的实施情况本工程采用1个临时施工竖井、1个主导洞和6个支导洞对五羊邨过街楼的6#、17#、25#、26#、31#、39#桩基进行地下桩基托换。临时施工竖井设置于压力水池西侧的绿化带内，竖井内净空3×5m，通过施工竖井开挖主导洞，并在主导洞内进行支导洞的开挖作业，支导洞施工时为了防止地面沉降过大，采用了跳跃间隔式施工方法，相邻支导洞施工间隔在8m以上。采用在支导洞内施工托换桩、桩顶承台和托换梁等托换体系构件，实现了对过街楼被托换桩基础的荷载传递，同时通过在托换支导洞内开挖截桩孔，对侵入地铁区间隧道的桩基础进行截除，保证了地铁盾构区间隧道的正常施工。图1-4中，1.既有建筑物；2.施工竖井；3.托换主导洞；4.托换支导洞；5.既有建筑物桩基础(被托换桩)；6.托换桩；7.托换梁；8.导洞群。
3、桩基地下托换方法在本工程的施工效果本工程实施过程中采用不间断的监测方法，工程实施完成后的监测数据表明，建筑物被托换桩基础最大沉降8mm、最小沉降1mm，同时地表沉降及过街楼、压力水池的沉降和倾斜均在规范规定的范围内；本工程采用桩基地下托换方法，取得了良好的技术效果，具体如下
(1)现有桩基托换技术需临时拆除3000立方米的地下压力水池，中断周边居民日常供水，临时改迁加压泵站，对一层商铺进行搬迁；而本发明方法无需进行居民、设备的搬迁，保证了居民的日常生活。
(2)现有桩基托换技术需对行车道及道路两侧管线进行改迁，改迁过程中需占用部分行车道；而本发明方法通过竖井井位的合理选择，避免了管线迁改工作，保障了供水、供电以及交通的照常进行。
(3)现有桩基托换技术施工中产生的噪音、污水、废气、粉尘等污染物将很大程度上影响周边居民的正常生活；而本发明方法在地下进行桩基托换，将施工对周边环境的影响降到最低程度。
(4)现有桩基托换技术施工中需要占用至少4个行车道，交通疏解难度极大；而本发明方法通过将竖井及施工场地布置于中间绿化带内，避免了交通疏解。
(5)现有桩基托换技术难以适应本工程复杂的周边环境条件，势必引起地铁区间线路的强制调整，区间线路不得不采用急转弯小曲线半径，造成地铁建设费用以及后期运营费用的大幅提高；而本发明方法避免了地铁线路的强制调整，采用了合理的曲线半径，保证了线路选型的科学性和合理性，同时也降低了地铁后期运营成本，提高了乘客的舒适度。
权利要求
1.一种桩基的地下托换方法，该方法包括如下施工步骤(1)竖井、导洞群施工对既有建、构筑物进行桩基托换时，根据建、构筑物的周边环境条件，合理选择竖井井位和导洞群的布置方式；清理施工场地，开挖施工竖井，并在竖井底部横向开挖地下导洞群，导洞群由主导洞和支导洞组成，为桩基托换提供施工空间；(2)桩梁托换体系施工竖井及导洞群施工完成后，在支导洞内施工托换体系构件，托换体系构件包括托换桩、桩顶承台以及托换梁，并通过桩顶承台上布置的千斤顶和安全装置，对既有建、构筑物桩基础进行预顶，然后锁定千斤顶油压表及安全装置，完成原有基础的荷载传递；(3)回填恢复施工场地地下桩基托换施工完成后，对竖井及导洞群进行回填，并恢复施工场地原有状态。
2.根据权利要求1所述的桩基的地下托换方法，其特征在于步骤(1)中导洞群的开挖视地质条件采用跳挖间隔作业。
3.根据权利要求1或2所述的桩基的地下托换方法，其特征在于步骤(1)中涉及的施工工艺参数包括桩基托换施工竖井1个，竖井内净空3×4～5×7米或者直径2～7米；主导洞1个，主导洞内净空高度3～5米，宽度2.5～5米；支导洞若干个，支导洞内净空高度3米～7米，宽度2.5～5米。
4.根据权利要求3所述的桩基的地下托换方法，其特征在于步骤(1)中竖井断面形式为矩形或圆形，主导洞断面形式为拱形直墙平底形。
全文摘要
本发明公开了一种桩基的地下托换方法，该方法采用施工竖井及地下导洞群构成地下托换空间体系，在地下导洞群内进行桩、梁托换体系作业，实现在地下对既有建、构筑物的桩基础进行加固或托换。该方法中，施工竖井是施工和材料运输通道，导洞群由主导洞和支导洞组成，主导洞是施工和材料运输的公共通道，支导洞是各托换桩、梁的托换施工作业通道。与现有技术相比，该方法可以更加灵活地布置施工场地，减少施工对居民生活、地下管线及交通的影响。
文档编号E02D5/64GK1818233SQ20061003415
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月8日 优先权日2006年3月8日
发明者吕剑英, 薛煌, 魏玉省, 张先锋, 肖广智, 朱世友, 张军 申请人:中铁隧道勘测设计院有限公司