一种下穿既有桩基建筑物的隧道支护结构的制作方法

本实用新型涉及一种下穿既有桩基建筑物的隧道支护结构，属于隧道工程支护领域，适用于城市下隧道支护工程。

背景技术：

随着城市建设的快速发展，极大地带动了城市地下隧道的建设，由于在规划设计时会不可避免的遇到下穿既有建筑物的情况，尤其是在下穿既有桩基的建筑物时需对部分既有桩体进行拆除，使得桩基承载能力下降，导致既有建筑物的安全与稳定无法保障。同时，当隧道下穿既有建筑物后，隧道支护结构也会承受既有建筑物施加的附加荷载，导致隧道工程存在着许多的不安全因素。因此，亟需寻求一种既能保证既有建筑物的安全性和功能的正常运行，又能保证隧道工程项目安全顺利进行的隧道支护结构，使其适用于下穿既有桩基建筑物的城市隧道支护工程。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种下穿既有桩基建筑物的隧道支护结构，该隧道支护结构能够同步保障既有建筑物的安全稳定与隧道工程安全性能。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：一种下穿既有桩基建筑物的隧道支护结构，包括既有建筑物及既有桩体；其特征在于：还包括承载置换桩、托梁、微型钢管桩与L型钢板；沿掘进方向隧道的左、右外侧对称设置承载置换桩，托梁固定于承载置换桩桩顶，微型钢管桩底端搭接在托梁上表面，L型钢板的底面板与微型钢管桩顶端固定连接，L型钢板的侧面板与既有桩体通过膨胀螺栓连接。

承载置换桩为人工挖孔的钢筋混凝土灌注桩，托梁为钢筋混凝土灌注梁；承载置换桩桩顶与托梁左右两端预留的钢筋绑扎并浇筑形成整体门式支撑构筑物；微型钢管桩包括管壁均布设有梅花形出浆孔的微型钢管，微型钢管内灌注有水泥浆，微型钢管桩底端搭接在托梁上形成隧道支护结构。

本实用新型结构简单，保证既有建筑和隧道的安全性，适用于下穿既有桩基建筑物的城市隧道工程。其主要优点如下：（1）通过L型钢板将微型钢管桩与既有桩体相连，将既有桩体上部的既有建筑物作用在既有桩体上的荷载有效转移到承载置换桩上，既有效的提供了桩体承载力，保证了既有建筑物的安全性和功能的正常运行，又可以减小隧道顶部所承受的上部荷载，提高隧道的稳定性、安全性；（2）施工承载置换桩时，采用两侧对称人工挖孔，减小施工对土体的扰动，同时承载置换桩既能承受上部荷载，又能起到抵抗隧道周边土体应力的作用；（3）通过向微型钢管内压力注浆，浆液透过出浆孔渗入周边土体，可以有效改善土体性能，提高土体承载能力和整体性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为微型钢管桩与既有桩体的纵向连接示意图；

图3为微型钢管桩与既有桩体的横向连接示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为微型钢管的结构示意图。

图中：1—承载置换桩，2—托梁，3—微型钢管桩，4—L型钢板，5—既有桩体，6—工作井，7—接收井，8—膨胀螺栓，9—微型钢管，10—出浆孔，11—既有建筑物，12—隧道，B—微型钢管桩与既有桩体水平中心间距，W—L型钢板底面板的宽度，H—L型钢板底面板的厚度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明，如图1至图4所示：本实用新型提供的一种下穿既有桩基建筑物的隧道支护结构，包括既有建筑物11及既有桩体5；还包括承载置换桩1、托梁2、微型钢管桩3与L型钢板4；沿掘进方向隧道12的左、右外侧对称设置承载置换桩1，托梁2固定于承载置换桩1桩顶，微型钢管桩3位于既有桩体5的外围，微型钢管桩3底端搭接在托梁2上表面，L型钢板4的底面板与微型钢管桩3顶端固定连接，L型钢板4的侧面板与既有桩体5通过膨胀螺栓8连接。

L型钢板4底面板与微型钢管桩3顶端焊接相连；承载置换桩1为人工挖孔的钢筋混凝土灌注桩，托梁2为钢筋混凝土灌注梁；承载置换桩1桩顶部的钢筋与托梁2左右两端预留的钢筋绑扎并浇筑形成整体门式支撑构筑物。

参见图5：微型钢管桩3包括管壁均布设有梅花形出浆孔10的微型钢管9，微型钢管9内灌注有水泥浆，微型钢管桩3底端搭接在托梁2上形成隧道支护结构。

承载置换桩1为圆柱状，其直径为0.8m～1m，承载置换桩1的纵向间距按照既有桩体5的间距布置，桩长到持力层为止。

参见图1、图4：托梁2长度比隧道横向长2m～3m；托梁2为圆柱状，其直径为0.8m～1m，并且比微型钢管桩3直径至少大0.5m。

参见图3：L型钢板底面板的宽度W为0.8m～1m，L型钢板底面板的厚度H为25mm～40mm。

如图3、图4所示：微型钢管桩与既有桩体水平中心间距B为0.4m～0.5m。

参见图5：微型钢管9直径为0.15m～0.3m，壁厚为15mm～30mm，出浆孔10的直径为8mm～10mm。

下穿既有桩基建筑物的隧道支护结构的施工方法，其步骤为：

（1）预制所需构件：根据工程设计要求，确定L型钢板4、膨胀螺栓8、微型钢管9的直径、长度、厚度及数量；

（2）放线及定位：根据设计要求用测量仪器在平行于隧道走向的建筑物两侧进行放线，定位承载置换桩1的位置；

（3）施工承载置换桩：采用人工开挖的方法在与承载置换桩1对应的位置开挖工作井6和接收井7，由中间向两边，两侧对称同时开挖至设计深度，将绑扎完成的制作承载置换桩1的钢筋笼吊入孔内，浇筑混凝土至设计桩顶并养护；

（4）施工托梁：在工作井6地下设计标高处进行横向挖土施工，挖土完成后，在工作井6处下放托梁2的钢筋笼直到接收井7处，将托梁2两端钢筋与承载置换桩1顶部钢筋绑扎，然后浇筑混凝土并养护；

（5）施工微型钢管桩：在既有桩体5周边设计位置开挖孔洞至托梁2处，将微型钢管9吊入其中，然后向微型钢管9内压力注入水泥浆；

（6）安装L型钢板：通过膨胀螺栓8将L型钢板4侧面板与既有桩体5相连，L型钢板4底面板与微型钢管桩3顶端焊接相连；

（7）按照第（2）、（3）、（4）、（5）、（6）的步骤施工下一个支护结构直至完成所有的支护施工；

（8）开挖隧道、拆除部分既有桩体：进行隧道开挖，将影响隧道通向的既有桩体5进行拆除，然后对隧道进行早期支护和二次衬砌。