CN113914658A - 一种顶管托换装置及建筑物顶升托换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种顶管托换装置及建筑物顶升托换方法，涉及建筑物移位领域，包括主托换梁、托管和顶升机构，多根主托换梁依次间隔布置，多根托管轴线共面且依次布置形成托换管排，所有主托换梁顶面抵接并承托托换管排底面，顶升机构连接主托换梁，以水平顶升主托换梁及托换管排；针对目前小型建筑物托换结构布置不便的问题，通过托管穿过建筑物下方基础形成托换管排，对其上方的基础土体和建筑物共同支撑，主托换梁通过托换管排实现对建筑物的承托，使建筑物整体脱离下方基础土体，完成托换方便后续进行姿态调整或移位。

Description

一种顶管托换装置及建筑物顶升托换方法

技术领域

本发明涉及建筑物移位领域，具体涉及一种顶管托换装置及建筑物顶升托换方法。

背景技术

对于一些影响规划但不宜拆除的建筑物，通过建筑物移位技术对其进行位置调整，以实现对既有建筑的保护。建筑物移位前需要进行结构托换，利用托换结构承载与基础截断后的上部结构，移动平台通过托换结构进行建筑物位置的调整。

常见托换结构为现浇混凝土制作，浇注混凝土与建筑物承重柱、承重墙等主体结构固连，使得上部结构的负载经过承重结构传递至托换结构。但对于一些无主体承重结构的小型砖瓦建筑，若采用浇注托换结构的方式则需要沿建筑物墙体进行完全布置，难以保证在浇注托换结构过程中建筑物的稳定性，并且浇注施工耗费时间较长；采用全开挖加固建筑物下方基础土体，进行基础土体和建筑物整体挪移的方式工程量较大，并且，不适用于软土基础、沙土基础等土质基础。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种顶管托换装置及建筑物顶升托换方法，通过托管穿过建筑物下方基础形成托换管排，对其上方的基础土体和建筑物共同支撑，主托换梁通过托换管排实现对建筑物的承托，使建筑物整体脱离下方基础土体，完成托换方便后续进行姿态调整或移位。

本发明的第一目的是提供一种顶管托换装置，采用以下方案：

包括主托换梁、托管和顶升机构，多根主托换梁依次间隔布置，多根托管轴线共面且依次布置形成托换管排，所有主托换梁顶面抵接并承托托换管排底面，顶升机构连接主托换梁，以水平顶升主托换梁及托换管排。

进一步地，所有托管轴线平行，所有主托换梁轴线平行，主托换梁轴线与托管轴线垂直。

进一步地，所述托管外圆周面连接有托板，托板所在平面与托管外圆周面相切，托板沿托管轴向延伸至托管两端。

进一步地，所述托板位于托管远离主托换梁的一侧，所有托板共面布置。

进一步地，所述托板上设有弯折部，相邻托板之间通过弯折部配合搭接，所有托管的对应的托板搭接后形成托换面板。

进一步地，所述主托换梁之间连接有辅托换梁，主托换梁与辅托换梁形成框架托换结构。

本发明的第二目的是提供一种建筑物顶升托换方法，包括以下步骤：

对建筑物周围开挖，在建筑物下方基础土体内水平施加多根轴线共面的托管，所有托管形成覆盖建筑物底面的托换管排；

在托换管排端部下方布置主托换梁，使主托换梁抵接并承托托换管排；

顶升主托换梁，将主托换梁、托换管排和建筑物共同水平托起。

进一步地，所述托换管排与建筑物本体底面间隔布置，其之间预留有基础土体。

进一步地，所述托换管排隔离其上方和下方的基础土体，托管轴线垂直于主托换梁轴线。

进一步地，相邻主托换梁之间连接辅托换梁，建筑物外围安装有加固支撑结构。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

(1)针对目前小型建筑物托换结构布置不便的问题，通过托管穿过建筑物下方基础形成托换管排，对其上方的基础土体和建筑物共同支撑，主托换梁通过托换管排实现对建筑物的承托，使建筑物整体脱离下方基础土体，完成托换方便后续进行姿态调整或移位。

(2)多根托管依次布置形成托换管排结构，使得托换管排能够对其上方的基础土体进行承托，从而承托上方的建筑物，相较于传统的直接浇注混凝土能够降低施工难度，以托换管排作为承托结构的一部分，能够逐个施工托管，使托管穿过基础土体，提高施工效率并满足承托要求。

(3)在托换管排承托其上方的基础土体和建筑物后，设置主托换梁和辅托换梁对托换管排进行承托，将托换管排的荷载转移至托换梁，方便顶升机构的布置，提高顶升效率和顶升过程中的同步性、稳定性。

(4)主托换梁对托换管排进行承载，辅托换梁对主托换梁位置进行约束，维持主托换梁与托换管排之间的连接稳定性，提升在顶升、托换和移位等过程中的稳定性，减少对建筑物的损伤。

(5)在托管上连接托板，对相邻托管之间的间隙部分提供承托作用，在托管上方形成一个承托平面，提高托管对其上方基础土体的承载作用，能够满足软土等承载能力较差的土质基础的承托需求，避免承托过程中基础的坍塌。

(6)相邻托板之间通过弯折部配合形成搭接，在托管上方形成完整的托换面板，完全截断其上方和下方基础土体的连接，对其上方基础土体和建筑进行一个完整面的承托，满足沙土等松软土质的承托需求，避免承托过程中托换管排上方土体从托管间隙中落下导致上方基础变形的问题，有效保护建筑物。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1、2中建筑物与顶升机构的相对位置示意图；

图2为本发明实施例1、2中托管与主托换梁的相对位置示意图；

图3为本发明实施例1、2中主托换梁连接辅托换梁的示意图；

图4为本发明实施例1、2中加固结构的示意图；

图5为本发明实施例1、2中外部加固结构的示意图；

图6为本发明实施例1、2中运输车与托换梁相对位置的俯视示意图；

图7为本发明实施例1、2中顶升机构对托换结构顶升时的示意图；

图8为本发明实施例1、2中运输车与托换梁相对位置的侧视示意图；

图9为本发明实施例1、2中托管连接托板的示意图；

图10为本发明实施例1、2中托板弯折部配合搭接的示意图。

图中，1、建筑物，2、垫块，3、顶升机构，4、上方土体，5、托管，6、主托换梁，7、辅托换梁，8、外部加固结构，9、内部加固结构，10、运输车，11、反力板，12、下方土体，13、托板，14、弯折部。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图10所示，给出一种顶管托换装置。

针对目前小型建筑物托换结构布置不便的问题，提供一种顶管托换装置，利用托管5和托换梁结合的而结构，通过托管5穿过建筑物1下方基础形成托换管排，对其上方的基础土体和建筑物1共同支撑，主托换梁6通过托换管排实现对建筑物1的承托，使建筑物1整体脱离下方基础土体，完成托换方便后续进行姿态调整或移位，满足小型建筑物1托换移位等需求。

如图2、图6、图7所示，所述顶管托换装置主要包括托换梁、托管5和顶升机构3，托管5从距离建筑物1底面一定距离的基础土体内穿过，多根托管5依次布置均穿过基础土体，托管5轴线共面共同形成托换管排，托换管排下方设有托换梁，托换梁顶面抵接并承托托换管排底面，在主托换梁6抬升托换管排时，托换管排能够抬升其上方土体4和建筑物1，使得托换管排上方土体4和下方土体12分离，上方土体4和建筑物1的负载整体转移到托换管排上，并传递至托换梁。

如图3所示，托换梁包括主托换梁6和辅托换梁7，主托换梁6和辅托换梁7共同对托换管排进行承托，多根主托换梁6依次间隔布置，主托换梁6之间通过辅托换梁7连接，从而形成一体化的托换梁结构，提高其结构强度，并保证对上方托换管排的稳定支撑。

如图1所示，对于托换梁的提升和下落，通过顶升机构3来实现，顶升机构3下端抵接预设的反力板11，上方抵接主托换梁6，通过主托换梁6对托换管排、上方土体4和建筑物1进行整体提升、下放。

为了满足提升或下放行程的需求，还可以在顶升机构3与反力板11之间设置垫块2，通过垫块2的增减来调节顶升机构3与主托换梁6的间距，使提升和下放过程能够始终在顶升机构3的行程范围内。

如图7、图8所示，可以将多个垫块2进行叠加，改变顶升机构3与反力板11之间的间距，从而对顶升机构3的位置进行调节，以满足顶升需求。

在本实施例中，所有托管5轴线平行，所有主托换梁6轴线平行，主托换梁6轴线与托管5轴线垂直，将主托换梁6布置在托管5轴向两端，形成简支梁结构，对托管5进行稳定支撑。

相应的，辅托换梁7连接主托换梁6后，其轴线方向与托管5方向平行，对主托换梁6之间的上方土体4进行辅助支撑，并维持主托换梁6的相对位置。

在托换管排承托其上方的基础土体和建筑物1后，设置主托换梁6和辅托换梁7对托换管排进行承托，将托换管排的荷载转移至托换梁，方便顶升机构3的布置，提高顶升效率和顶升过程中的同步性、稳定性。

主托换梁6对托换管排进行承载，辅托换梁7对主托换梁6位置进行约束，维持主托换梁6与托换管排之间的连接稳定性，提升在顶升、托换和移位等过程中的稳定性，减少对建筑物1的损伤。

对于托管5，其可以选用相同规格的无缝钢管，中空结构的托管5能够降低整个托换管排的负载；在对托换结构承载力需求较高时，可以选用厚壁的钢管结构，提升其承载能力；也可以选用其他截面形状的托管5，比如矩形钢管、角钢、实心杆等，能够满足上方土体4及建筑物1的承载力需求和整体稳定性需求即可。

可以理解的是，所述的托管可以间隔布置，也可以紧贴布置，根据所需的承载需求和基础土体的土质进行选择，使其能够实现对上方土体和建筑物的稳定承载即可。

顶升机构3对主托换梁6进行顶升后，托换管排将其上方土体4和下方土体12进行分离，在顶升至一定高度后，处理下方土体12，形成供运输车10移动的行走面，使运输车10能够移动到托换梁下方，从而进行后续的移位。

进一步地，对于托管5结构，多根托管5依次布置形成托换管排结构，使得托换管排能够对其上方的基础土体进行承托，从而承托上方的建筑物1，相较于传统的直接浇注混凝土能够降低施工难度，以托换管排作为承托结构的一部分，能够逐个施工托管5，使托管5穿过基础土体，提高施工效率并满足承托要求。

需要指出的是，对于一些特殊土质基础，对托管5的结构进行改进，如图9所示，在托管5外圆周面连接有托板13，托板13所在平面与托管5外圆周面相切，托板13沿托管5轴向延伸至托管5两端。托板13位于托管5远离主托换梁6的一侧，所有托板13共面布置。

在托管5上连接托板13，对相邻托管5之间的间隙部分提供承托作用，在托管5上方形成一个承托平面，提高托管5对其上方基础土体的承载作用，能够满足软土等承载能力较差的土质基础的承托需求，避免承托过程中基础的坍塌。

而对于一些沙土等松软土质基础，对托板13进一步改进，如图10所示，托板13上设有弯折部14，相邻托板13之间通过弯折部14配合搭接，所有托管5的对应的托板13搭接后形成托换面板。

相邻托板13之间通过弯折部14配合形成搭接，在托管5上方形成完整的托换面板，完全截断其上方和下方基础土体的连接，对其上方基础土体和建筑进行一个完整面的承托，满足沙土等松软土质的承托需求，避免承托过程中托换管排上方土体4从托管5间隙中落下导致上方基础变形的问题，有效保护建筑物1。

可以理解的是，对于建筑物1对应的基础土体的土质较差的情况，在建筑物1托换过程中，还需要对建筑物1进行加固，如图5、图4所示，通过外部加固结构8对建筑物1的外墙进行加固，通过内部加固结构9对建筑物1的内墙进行加固，内部加固结构9还可以通过连接件穿过墙体与外部加固结构8固连，从而进一步提升加固支撑结构的强度。

实施例2

本发明的另一个实施例中，如图1-图10所示，给出一种建筑物顶升托换方法。

所述建筑物1顶升托换方法包括以下步骤：

对建筑物1周围开挖，在建筑物1下方基础土体内水平施加多根轴线共面的托管5，所有托管5形成覆盖建筑物1底面的托换管排；

在托换管排端部下方布置主托换梁6，使主托换梁6抵接并承托托换管排；

顶升主托换梁6，将主托换梁6、托换管排和建筑物1共同水平托起。

可以理解的是，在建筑物1顶升托换方法中，可以使用如实施例1中所述的顶管托换装置对建筑物1布置托换结构，具体结构布置如实施例1中所述，在此不再赘述。

在布置托管5管排时，所述托换管排与建筑物1本体底面间隔布置，其之间预留有基础土体，位于托管5管排与建筑物1本体之间的土体为上方土体4，位于托管5管排下方的基础土体为下方土体12。

所述托换管排隔离其上方和下方的基础土体，托管5轴线垂直于主托换梁6轴线。

相邻主托换梁6之间连接辅托换梁7，建筑物1外围安装有加固支撑结构；如图5、图4所示，通过外部加固结构8对建筑物1的外墙进行加固，通过内部加固结构9对建筑物1的内墙进行加固，内部加固结构9还可以通过连接件穿过墙体与外部加固结构8固连，从而进一步提升加固支撑结构的强度。

所述内部加固结构9和外部加固结构8如4、图5所示，其中外部加固结构8可以选择工字钢结合槽钢的方式，形成稳定外部强度的加固架，内部加固结构9采用角钢、槽钢等，维持建筑物1内部框架稳定性。

所述的顶升机构3可以选用油缸，多个油缸布置在基础和托换梁之间。

在托起托换梁、托换管排和建筑物1后，将运输车10移动至托换梁下方，逐渐下放托换梁，将负载从顶升机构3转移至运输车10，由运输车10将建筑物1移位至新址。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顶管托换装置，其特征在于，包括主托换梁、托管和顶升机构，多根主托换梁依次间隔布置，多根托管轴线共面且依次布置形成托换管排，所有主托换梁顶面抵接并承托托换管排底面，顶升机构连接主托换梁，以水平顶升主托换梁及托换管排。

2.如权利要求1所述的顶管托换装置，其特征在于，所有托管轴线平行，所有主托换梁轴线平行，主托换梁轴线与托管轴线垂直。

3.如权利要求1所述的顶管托换装置，其特征在于，所述托管外圆周面连接有托板，托板所在平面与托管外圆周面相切，托板沿托管轴向延伸至托管两端。

4.如权利要求3所述的顶管托换装置，其特征在于，所述托板位于托管远离主托换梁的一侧，所有托板共面布置。

5.如权利要求3所述的顶管托换装置，其特征在于，所述托板上设有弯折部，相邻托板之间通过弯折部配合搭接，所有托管的对应的托板搭接后形成托换面板。

6.如权利要求1所述的顶管托换装置，其特征在于，所述主托换梁之间连接有辅托换梁，主托换梁与辅托换梁形成框架托换结构。

7.一种建筑物顶升托换方法，其特征在于，包括以下步骤：

对建筑物周围开挖，在建筑物下方基础土体内水平施加多根轴线共面的托管，所有托管形成覆盖建筑物底面的托换管排；

在托换管排端部下方布置主托换梁，使主托换梁抵接并承托托换管排；

顶升主托换梁，将主托换梁、托换管排和建筑物共同水平托起。

8.如权利要求7所述的建筑物顶升托换方法，其特征在于，所述托换管排与建筑物本体底面间隔布置，其之间预留有基础土体。

9.如权利要求7所述的建筑物顶升托换方法，其特征在于，所述托换管排隔离其上方和下方的基础土体，托管轴线垂直于主托换梁轴线。

10.如权利要求7所述的建筑物顶升托换方法，其特征在于，相邻主托换梁之间连接辅托换梁，建筑物外围安装有加固支撑结构。

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