CN112726657A - 一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了轨道交通技术领域的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法及结构，本发明新建桩基础的深度小于既有桩基础的深度，新建桩基础与扩大桩基础连成一体结构，使得新建桩基础和扩大桩基础在水平面上的投影面积大于既有桩基础在水平面上的投影面积，新建桩基础取缔残留的深基础作为受力基础，因而残留的深基础位于地铁区间的部分可以任意截断取出，这种施工方法无需使用大型设备对深桩基础进行拔出，桩基础转换操作简单快捷，也避免出现拔桩后地面松陷的问题，且还能够原有墩柱，对其进行继续使用，避免了资源浪费；同时桩基础转换该方案，无需进行桥梁主梁的顶升操作，施工安全性更加可靠。

Description

一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法及结构

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体为一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法及结构。

背景技术

在城市轨道交通工程中，地铁区间一般沿市政道路敷设，期间会穿越复杂的地层，遇到市政管线及建(构)筑物，会不可避免的碰到人行天桥、城市立交桥等市政设施，这些设施基本采用机械成孔灌注桩作为基础，桩基础底部埋深往往比较深，桥桩基础和地铁区间经常发生冲突，需要妥善处理桥桩基础与地铁区间之间的关系，确保在地铁施工和运营期间市政设施的安全，当无法通过调线调坡避开市政设施时，必须采取合理可行的技术措施对桥桩基础进行处理。现有技术仅对受影响的桥桩上部结构采用临时支撑进行临时支顶，将上部荷载传递到地面上，未施工形成新的基础，待地铁区间穿越过完成后拆除临时支顶结构，剩余桩基础继续使用，桩基础会将集中荷载传递到地铁区间结构上，对地铁结构产生不利影响，且桥梁剩余桩基础可能会存在承载力不足的问题，导致整体沉降过大，严重影响桥梁使用，对市政设施带来严重安全隐患。

CN202010587580.4公开了一种桥梁的桩基础转换方法及结构。上述桩基础转换方法包括：在既有桩基础的两侧新建扩大桩基础，两个扩大桩基础沿桥梁的宽度方向排列；在扩大桩基础和主梁之间施工临时支撑结构；拆除既有墩柱和既有桩基础；在两个扩大桩基础之间新建桩基础，并在新建的桩基础和主梁之间新建墩柱，新建桩基础和扩大桩基础连成一体。上述桩基础转换方法可在现场地铁穿越前完成，具有施工方便和易于转换的特点，能够将与地铁区间结构相冲突的原桩基础进行破除，避免对地铁结构产生不利影响，同时解决现有桥梁桩基础存在承载力不足的问题。

与现有技术相比，上述方法虽然能够将与地铁区间结构相冲突的原桩基础进行破除，避免对地铁结构产生不利影响，但是上述方法需要将既有桩基础以及墩柱拆除，既有桩基础由于深度大，拔出过程还需要大型设备配合，操作非常不便，且拔出后的孔洞需要补入填充层，而填充层又需要压实处理，否则与周围土壤的紧实度相比较低，不利于后续支撑，同时上述方法中，需要拆除原有墩柱并更换新的墩柱，原有的墩柱不用造成了浪费，而且上述方法中，需要对主梁进行顶升和降低操作，这种升降操作会使得别处的桥梁支撑柱与桥梁主梁之间脱节，千斤顶完全承重桥梁主梁，危险性较大。

基于此，本发明设计了一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法及结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法及结构，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法，所述桥梁包括桩基础、墩柱、横梁和主梁，包括以下步骤：

S1、在既有桩基础的顶部两侧新建扩大桩基础，且两个扩大桩基础沿桥梁的宽度方向排列；

S2、在扩大桩基础与横梁之间施工临时支撑机构；

S3、在墩柱两侧施工临时定位夹持机构，定位夹持机构对既有墩柱进行定位夹持；

S4、截断既有桩基础的上半部分，使得既有墩柱的底端裸露出来，且使得残留既有桩基础的顶端低于扩大桩基础的顶面；

S5、在残留的既有桩基础上施工新建桩基础，将残留既有桩基础覆盖，同时新建桩基础与两侧扩大桩基础连成一体；

S6、在新建桩基础的顶端与既有墩柱的底部之间施工连接支撑件；

S7、拆除施工临时支撑机构和临时定位夹持机构，并在新建的一体化的桩基础上施工铺平泥石层。

优选的，在新建扩大桩基础之前，在既有桩基础的顶部外围开挖一个深度为1m～1.8m的基础槽。

优选的，所述临时支撑机构包括临时墩柱、千斤顶和连接底盘，所述千斤顶设在临时墩柱顶部，通过千斤顶顶升横梁来支撑主梁，所述连接底盘焊接在临时墩柱底端，连接底盘通过长销钉与扩大桩基础固接，在进行千斤顶的同步顶升动作之前，先进行两侧千斤顶的水平调节，使得两侧千斤顶的顶面齐平。

优选的，所述临时定位夹持机构分为相对设置的两组，临时定位夹持机构包括安装架板、套筒、顶杆、弧形夹板和调节螺杆，所述安装架板固定设在地面上，所述套筒固定设在安装架板上，顶杆限位插设在套筒内，所述调节螺杆螺接贯穿安装架板，且调节螺杆延伸线位于套筒的中心线上，所述弧形夹板固定设在顶杆的另一端，且弧形夹板与既有墩柱尺寸契合，在安装时，先使得弧形夹板靠近既有墩柱，然后将安装架板与附近底面固接，最后进行微调，铜锅旋转调节螺杆，使得其顶动顶杆，继而使得弧形夹板压紧既有墩柱的表面。

优选的，截断既有桩基础时，选用高速旋转式切割设备，对既有桩基础的上部进行切断，再利用钻石设备，对切缝下侧的既有桩基础进行凿石处理，待凿石一定长度后，再对截断面上层的残留既有桩基础进行精细处理，直至墩柱底端光滑平整的暴露出来。

优选的，所述连接支撑件包括盘体，盘体顶面中部设有圆环套座，所述盘体顶面环绕圆环套座分布有连接孔，所述圆环套座的直径大于既有墩柱的直径，安装时，将连接支撑件置于既有墩柱正下方，再在连接支撑件的下侧设置悬空支撑件，连接支撑件的高度调节，以既有墩柱底端没入圆环套座内侧一定深度为准，然后在连接支撑件底部悬空部分填充混凝土层，待混凝土层干固后，再通过地销稳固连接支撑件与底部混凝土层的连接，最后往圆环套座内施加混凝土层，直至其干固后，再进行后续步骤。

本方案在转换了桩基础之后，由于下侧的残留桩基础不起支撑作用，此时在地铁区间穿过时，可根据需要截断残留桩基础的位于地铁区间内部的部分桩基础。

一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换结构，包括新建桩基础、扩大桩基础、临时支撑机构、临时定位夹持机构和连接支撑件，在既有桩基础的顶部外围开有基础槽，所述基础槽内位于既有桩基础的两侧设有扩大桩基础，两组扩大桩基础沿桥梁宽度方向设置，所述扩大桩基础上设有临时支撑机构，所述临时支撑机构的顶端抵接横梁，既有墩柱的两侧设置有临时定位夹持机构，所述连接支撑件设在既有墩柱底端与新建桩基础顶面之间。

优选的，所述临时支撑机构包括临时墩柱、千斤顶和连接底盘，所述千斤顶设在临时墩柱顶部，通过千斤顶顶升横梁来支撑主梁，所述连接底盘焊接在临时墩柱底端，连接底盘通过长销钉与扩大桩基础固接。

优选的，所述临时定位夹持机构分为相对设置的两组，临时定位夹持机构包括安装架板、套筒、顶杆、弧形夹板和调节螺杆，所述安装架板固定设在地面上，所述套筒固定设在安装架板上，顶杆限位插设在套筒内，所述调节螺杆螺接贯穿安装架板，且调节螺杆延伸线位于套筒的中心线上，所述弧形夹板固定设在顶杆的另一端，且弧形夹板与既有墩柱尺寸契合。

优选的，所述连接支撑件包括盘体，盘体顶面中部设有圆环套座，所述盘体顶面环绕圆环套座分布有连接孔，所述圆环套座的直径大于既有墩柱的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明新建桩基础的深度小于既有桩基础的深度，新建桩基础与扩大桩基础连成一体结构，使得新建桩基础和扩大桩基础在水平面上的投影面积大于既有桩基础在水平面上的投影面积，新建桩基础取缔残留的深基础作为受力基础，因而残留的深基础位于地铁区间的部分可以任意截断取出，这种施工方法无需使用大型设备对深桩基础进行拔出，桩基础转换操作简单快捷，也避免出现拔桩后地面松陷的问题，且还能够原有墩柱，对其进行继续使用，避免了资源浪费；同时桩基础转换该方案，无需进行桥梁主梁的顶升操作，施工安全性更加可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明工艺流程图；

图2为在既有桩基础两侧施工扩大桩基础、临时支撑机构和临时定位夹持机构的示意图；

图3为在既有桩基础上实施截断处理并施工新建桩基础的示意图；

图4为在新建桩基础与既有墩柱之间施工连接支撑件的示意图；

图5为拆除临时支撑机构和临时定位夹持机构的示意图；

图6为本发明连接支撑件和既有墩柱的连接示意图。

附图标记：

1-桩基础，2-墩柱，3-横梁，4-主梁，5-基础槽，6-扩大桩基础，7-临时墩柱，71-连接底盘，8-千斤顶，9-安装架板，10-顶杆，11-套筒，12-调节螺杆，13-弧形夹板，14-新建桩基础，15-连接支撑件，151-盘体，152-圆环套座，153-连接孔，16-铺平泥石层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～6，本发明提供一种技术方案：一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法，所述桥梁包括桩基础1、墩柱2、横梁3和主梁4，包括以下步骤：

S1、既有桩基础的顶部外围开挖一个基础槽，在既有桩基础1的顶部两侧新建扩大桩基础6，扩大桩基础6均位于基础槽内，扩大桩基础顶面低于基础槽的槽顶面，注意使得两个扩大桩基础6沿桥梁的宽度方向排列；

S2、在扩大桩基础6与横梁3之间施工临时支撑机构，横梁3两侧设有水平的延长边或者在临时支撑机构与横梁3之间设置接触板件，目的是使得两侧的临时支撑机构能够同步支撑横梁3，避免横梁3出现受力不均进而出现支撑倾斜的问题；

S3、在墩柱2两侧施工临时定位夹持机构，定位夹持机构对既有墩柱2进行定位夹持，定位夹持机构设在基础槽的顶端外围，定位夹持机构的定位夹持点靠近墩柱2的下部位置，对既有墩柱进行定位夹持的目的是增加其稳定性，在对既有桩基础进行切断处理时，无法避免的会对墩柱2产生一定的侧边力，定位夹持机构的设置是用于对抗该侧边力的作用，其等同于对墩柱进行扶正保护；

S4、截断既有桩基础1的上半部分，使得既有墩柱2的底端裸露出来，且使得残留既有桩基础的顶端低于扩大桩基础6的顶面；

S5、在残留的既有桩基础上施工新建桩基础14，将残留既有桩基础覆盖，同时新建桩基础14与两侧扩大桩基础6连成一体；

S6、在新建桩基础14的顶端与既有墩柱2的底部之间施工连接支撑件15；

S7、拆除施工临时支撑机构和临时定位夹持机构，并在新建的一体化的桩基础上施工铺平泥石层16。

进一步的，在新建扩大桩基础之前，在既有桩基础的顶部外围开挖一个深度为1m～1.8m的基础槽。

进一步的，所述临时支撑机构包括临时墩柱、千斤顶和连接底盘，所述千斤顶设在临时墩柱顶部，通过千斤顶顶升横梁来支撑主梁，所述连接底盘焊接在临时墩柱底端，连接底盘通过长销钉与扩大桩基础固接，在进行千斤顶的同步顶升动作之前，先进行两侧千斤顶的水平调节，使得两侧千斤顶的顶面齐平，目的是使得两侧的临时支撑机构能够同步支撑横梁，避免横梁出现受力不均进而出现支撑倾斜的问题。

进一步的，所述临时定位夹持机构分为相对设置的两组，临时定位夹持机构包括安装架板、套筒、顶杆、弧形夹板和调节螺杆，所述安装架板固定设在地面上，所述套筒固定设在安装架板上，顶杆限位插设在套筒内，所述调节螺杆螺接贯穿安装架板，且调节螺杆延伸线位于套筒的中心线上，所述弧形夹板固定设在顶杆的另一端，且弧形夹板与既有墩柱尺寸契合，在安装时，先使得弧形夹板靠近既有墩柱，然后将安装架板与附近地面固接，最后进行微调，铜锅旋转调节螺杆，使得其顶动顶杆，继而使得弧形夹板压紧既有墩柱的表面。

进一步的，截断既有桩基础时，选用高速旋转式切割设备，对既有桩基础的上部进行切断，再利用钻石设备，对切缝下侧的既有桩基础进行凿石处理，待凿石一定长度后，再对截断面上层的残留既有桩基础进行精细处理，直至墩柱底端光滑平整的暴露出来。

进一步的，所述连接支撑件包括盘体，盘体顶面中部设有圆环套座，所述盘体顶面环绕圆环套座分布有连接孔，所述圆环套座的直径大于既有墩柱的直径，安装时，将连接支撑件置于既有墩柱正下方，再在连接支撑件的下侧设置悬空支撑件，连接支撑件的高度调节，以既有墩柱底端没入圆环套座内侧一定深度为准，然后在连接支撑件底部悬空部分填充混凝土层，待混凝土层干固后，再通过地销稳固连接支撑件与底部混凝土层的连接，最后往圆环套座内施加混凝土层，直至其干固后，再进行后续步骤，这种操作方法，利用液体混凝土层的流动性，将墩柱与连接支撑件之间缝隙填充满，在液体混凝土层干固后，即可使得墩柱与连接支撑件受力连接，在拆除掉临时支撑机构后，连接支撑件能够直接受力，这种施工方法能够很好的保证，在临时支撑机构拆除后，连接支撑件能够平稳代替其作为受力基础，这种对接方案相比于现有技术而言，也更加简单可靠(现有技术在安装新建墩柱时，不可避免的，墩柱顶端与桥梁主梁之间留有一定缝隙，现有技术对该缝隙的处理，是在缝隙内添加固体填充物，这种方式首先不能完全的填满缝隙，且还需要在高处进行操作，非常不便)。

本方案在转换了桩基础之后，由于下侧的残留桩基础不起支撑作用，此时在地铁区间穿过时，可根据需要截断残留桩基础的位于地铁区间内部的部分桩基础。

一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换结构，包括新建桩基础14、扩大桩基础6、临时支撑机构、临时定位夹持机构和连接支撑件15，在既有桩基础的顶部外围开有基础槽5，基础槽5内位于既有桩基础的两侧设有扩大桩基础6，两组扩大桩基础6沿桥梁宽度方向设置，扩大桩基础6上设有临时支撑机构，临时支撑机构的顶端抵接横梁，既有墩柱的两侧设置有临时定位夹持机构，连接支撑件15设在既有墩柱底端与新建桩基础14顶面之间。

进一步的，临时支撑机构包括临时墩柱7、千斤顶8和连接底盘71，千斤顶8设在临时墩柱7顶部，通过千斤顶8顶升横梁来支撑主梁，连接底盘71焊接在临时墩柱7底端，连接底盘71通过长销钉与扩大桩基础6固接。

进一步的，临时定位夹持机构分为相对设置的两组，临时定位夹持机构包括安装架板9、套筒11、顶杆10、弧形夹板13和调节螺杆12，安装架板9固定设在地面上，套筒11固定设在安装架板9上，顶杆10限位插设在套筒11内，调节螺杆12螺接贯穿安装架板9，且调节螺杆12延伸线位于套筒11的中心线上，弧形夹板13固定设在顶杆10的另一端，且弧形夹板13与既有墩柱尺寸契合。

进一步的，连接支撑件15包括盘体151，盘体151顶面中部设有圆环套座152，盘体151顶面环绕圆环套座152分布有连接孔153，圆环套座152的直径大于既有墩柱的直径。

通过上述结构的设置，可以在不用完全拆除既有深桩基础的前提下转换墩柱的支撑基础，且能够保留原有墩柱继续使用，无需设计另外的墩柱再进行墩柱安装操作，使得桩基础的转换过程变得更加简单快捷。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明进一步实施例只是用于帮助阐述本发明。进一步实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法，所述桥梁包括桩基础、墩柱、横梁和主梁，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在既有桩基础的顶部两侧新建扩大桩基础，且两个扩大桩基础沿桥梁的宽度方向排列；

S2、在扩大桩基础与横梁之间施工临时支撑机构；

S3、在墩柱两侧施工临时定位夹持机构，定位夹持机构对既有墩柱进行定位夹持；

S4、截断既有桩基础的上半部分，使得既有墩柱的底端裸露出来，且使得残留既有桩基础的顶端低于扩大桩基础的顶面；

S5、在残留的既有桩基础上施工新建桩基础，将残留既有桩基础覆盖，同时新建桩基础与两侧扩大桩基础连成一体；

S6、在新建桩基础的顶端与既有墩柱的底部之间施工连接支撑件；

S7、拆除施工临时支撑机构和临时定位夹持机构，并在新建的一体化的桩基础上施工铺平泥石层。

2.根据权利要求1所述的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法，其特征在于，在新建扩大桩基础之前，在既有桩基础的顶部外围开挖一个深度为1m～1.8m的基础槽。

3.根据权利要求1所述的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法，其特征在于：所述临时支撑机构包括临时墩柱、千斤顶和连接底盘，所述千斤顶设在临时墩柱顶部，通过千斤顶顶升横梁来支撑主梁，所述连接底盘焊接在临时墩柱底端，连接底盘通过长销钉与扩大桩基础固接，在进行千斤顶的同步顶升动作之前，先进行两侧千斤顶的水平调节，使得两侧千斤顶的顶面齐平。

4.根据权利要求1所述的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法，其特征在于：所述临时定位夹持机构分为相对设置的两组，临时定位夹持机构包括安装架板、套筒、顶杆、弧形夹板和调节螺杆，所述安装架板固定设在地面上，所述套筒固定设在安装架板上，顶杆限位插设在套筒内，所述调节螺杆螺接贯穿安装架板，且调节螺杆延伸线位于套筒的中心线上，所述弧形夹板固定设在顶杆的另一端，且弧形夹板与既有墩柱尺寸契合，在安装时，先使得弧形夹板靠近既有墩柱，然后将安装架板与附近地面固接，最后进行微调，铜锅旋转调节螺杆，使得其顶动顶杆，继而使得弧形夹板压紧既有墩柱的表面。

5.根据权利要求1所述的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法，其特征在于，截断既有桩基础时，选用高速旋转式切割设备，对既有桩基础的上部进行切断，再利用钻石设备，对切缝下侧的既有桩基础进行凿石处理，待凿石一定长度后，再对截断面上层的残留既有桩基础进行精细处理，直至墩柱底端光滑平整的暴露出来。

6.根据权利要求1所述的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换方法，其特征在于：所述连接支撑件包括盘体，盘体顶面中部设有圆环套座，所述盘体顶面环绕圆环套座分布有连接孔，所述圆环套座的直径大于既有墩柱的直径，安装时，将连接支撑件置于既有墩柱正下方，再在连接支撑件的下侧设置悬空支撑件，连接支撑件的高度调节，以既有墩柱底端没入圆环套座内侧一定深度为准，然后在连接支撑件底部悬空部分填充混凝土层，待混凝土层干固后，再通过地销稳固连接支撑件与底部混凝土层的连接，最后往圆环套座内施加混凝土层，直至其干固后，再进行后续步骤。

7.一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换结构，其特征在于，包括新建桩基础(14)、扩大桩基础(6)、临时支撑机构、临时定位夹持机构和连接支撑件(15)，在既有桩基础的顶部外围开有基础槽(5)，所述基础槽(5)内位于既有桩基础的两侧设有扩大桩基础(6)，两组扩大桩基础(6)沿桥梁宽度方向设置，所述扩大桩基础(6)上设有临时支撑机构，所述临时支撑机构的顶端抵接横梁，既有墩柱的两侧设置有临时定位夹持机构，所述连接支撑件(15)设在既有墩柱底端与新建桩基础(14)顶面之间。

8.根据权利要求7所述的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换结构，其特征在于：所述临时支撑机构包括临时墩柱(7)、千斤顶(8)和连接底盘(71)，所述千斤顶(8)设在临时墩柱(7)顶部，通过千斤顶(8)顶升横梁来支撑主梁，所述连接底盘(71)焊接在临时墩柱(7)底端，连接底盘(71)通过长销钉与扩大桩基础(6)固接。

9.根据权利要求7所述的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换结构，其特征在于：所述临时定位夹持机构分为相对设置的两组，临时定位夹持机构包括安装架板(9)、套筒(11)、顶杆(10)、弧形夹板(13)和调节螺杆(12)，所述安装架板(9)固定设在地面上，所述套筒(11)固定设在安装架板(9)上，顶杆(10)限位插设在套筒(11)内，所述调节螺杆(12)螺接贯穿安装架板(9)，且调节螺杆(12)延伸线位于套筒(11)的中心线上，所述弧形夹板(13)固定设在顶杆(10)的另一端，且弧形夹板(13)与既有墩柱尺寸契合。

10.根据权利要求7所述的一种用于地铁轨道上侧桥梁的桩基础转换结构，其特征在于：所述连接支撑件(15)包括盘体(151)，盘体(151)顶面中部设有圆环套座(152)，所述盘体(151)顶面环绕圆环套座(152)分布有连接孔(153)，所述圆环套座(152)的直径大于既有墩柱的直径。

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