CN114396068A - 既有隧道上承台结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种既有隧道上承台结构，包括承台、第一桩柱和第二桩柱，承台间隔设置在既有隧道上方，承台用于承载塔楼；第一桩柱间隔设置在既有隧道的一侧，第一桩柱到既有隧道的外壁的最短距离不小于2m，第一桩柱连接在承台的一端部上，第一桩柱用于设置在塔楼的剪力墙下方；第二桩柱用于间隔设置在既有隧道背向第一桩柱的另一侧，第二桩柱到既有隧道的外壁的最短距离不小于2m，第二桩柱连接在承台远离第一桩柱的另一端部上，第一桩柱的直径大于或等于第二桩柱的直径。第一桩柱能够通过承台支撑起上方塔楼的主要压力载荷。既有隧道上承台结构能够建造在既有隧道两侧至少2m的位置，提高了TOD模式下的土地利用率，充分利用土地资源。

Description

既有隧道上承台结构

技术领域

本发明涉及道路交通建筑技术领域，特别是涉及既有隧道上承台结构。

背景技术

现阶段大部分民用项目均在地铁保护范围外，距离地铁项目的净距离基本在 30m～50m，从而来保证地铁在运营过程中的安全。因此导致了在TOD模式下的土地使用率低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种土地使用率和抗裂性能更高的既有隧道上承台结构。

一种既有隧道上承台结构，包括承台、第一桩柱和第二桩柱，所述承台间隔设置在既有隧道上方，所述承台用于承载塔楼；所述第一桩柱间隔设置在所述既有隧道的一侧，所述第一桩柱到所述既有隧道的外壁的最短距离不小于2m，所述第一桩柱连接在所述承台的一端部上，所述第一桩柱用于设置在所述塔楼的剪力墙下方；所述第二桩柱用于间隔设置在所述既有隧道背向所述第一桩柱的另一侧，所述第二桩柱到所述既有隧道的外壁的最短距离不小于2m，所述第二桩柱连接在所述承台远离所述第一桩柱的另一端部上，所述第一桩柱的直径大于或等于所述第二桩柱的直径。

在一个实施例中，所述第一桩柱的中心轴线和所述塔楼的剪力墙的重心在所述既有隧道长度方向上的间隔距离小于或等于所述第一桩柱直径的0.5倍。

在一个实施例中，所述第一桩柱的数量为至少两个，至少两个所述第一桩柱设置在所述既有隧道的一侧，且沿所述既有隧道的长度方向设置，相邻两个所述第一桩柱间隔设置，每一所述第一桩柱到所述既有隧道的外壁的最短距离不小于2m，且其中至少一个所述第一桩柱用于设置在所述塔楼的剪力墙下方。

在一个实施例中，相邻两个所述第一桩柱的中心轴线间隔距离范围为所述第一桩柱直径的2.5倍至3倍。

在一个实施例中，所述既有隧道的数量为两个，两个所述既有隧道间隔设置，所述第二桩柱位于两个所述既有隧道之间，且所述第二桩柱到其中任一所述既有隧道的外壁的最短距离均不小于2m，所述第一桩柱间隔设置在其中一所述既有隧道背向所述第二桩柱的一侧。

在一个实施例中，所述第二桩柱的数量为至少两个，至少两个所述第二桩柱均位于两个所述既有隧道之间，且沿所述既有隧道的长度方向设置，相邻两个所述第二桩柱间隔设置，每一所述第二桩柱到其中任一所述既有隧道的外壁的最短距离均不小于2m。

在一个实施例中，所述第一桩柱为C35混凝土桩柱；所述第一桩柱的配筋率为0.3％～0.6％。

在一个实施例中，所述第二桩柱为C35混凝土桩柱；所述第二桩柱的配筋率为0.3％～0.6％。

在一个实施例中，所述第一桩柱的直径范围为1.4m～1.8m。

在一个实施例中，所述第二桩柱的直径范围为1m～1.5m。

在一个实施例中，所述第一桩柱的底端和所述既有隧道的底端在重力方向上的距离大于或等于1m。

在一个实施例中，所述第二桩柱的底端和所述既有隧道的底端在重力方向上的距离大于或等于1m。

在一个实施例中，所述承台的纵筋最小配筋率为0.25％～0.3％；所述承台内的钢筋之间的间距小于或等于150mm。

上述既有隧道上承台结构，将第一桩柱和第二桩柱设置在既有隧道的两侧，通过第一桩柱和第二桩柱将承台设置在既有隧道的上方。承台上方承载有塔楼。而第一桩柱的直径大于第二桩柱的直径，第一桩柱能够承受更大的负重。因此，将第一桩柱设置在塔楼的剪力墙对应的下方，使得第一桩柱能够通过承台支撑起上方塔楼的主要压力载荷。第二桩柱能够起到辅助支撑的作用，使得整个承台能够稳定承担载荷。继而使得整个既有隧道上承台结构设计更加合理可靠，提高了既有隧道上承台结构的抗裂性能。同时既有隧道上承台结构能够建造在既有隧道两侧至少2m的位置，提高了TOD模式下的土地利用率，充分利用土地资源，避免了土地浪费。

附图说明

构成本申请的一部分的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。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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为一实施例中的既有隧道上承台结构的结构示意图；

图2为图1实施例中的既有隧道上承台结构的俯视图。

图中各元件标记如下：

10、既有隧道上承台结构；100、承台；200、第一桩柱；300、第二桩柱； 400、既有隧道；500、剪力墙。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1和图2，一实施例中的既有隧道上承台结构10，包括承台100、第一桩柱200和第二桩柱300，承台100间隔设置在既有隧道400上方，承台100 用于承载塔楼；第一桩柱200间隔设置在既有隧道400的一侧，第一桩柱200 到既有隧道400的外壁的最短距离A不小于2m，第一桩柱200连接在承台100 的一端部上，第一桩柱200用于设置在塔楼的剪力墙500下方；第二桩柱300 用于间隔设置在既有隧道400背向第一桩柱200的另一侧，第二桩柱300到既有隧道400的外壁的最短距离A不小于2m，第二桩柱300连接在承台100远离第一桩柱200的另一端部上，第一桩柱200的直径大于或等于第二桩柱300的直径。

将第一桩柱200和第二桩柱300设置在既有隧道400的两侧，通过第一桩柱 200和第二桩柱300将承台100设置在既有隧道400的上方。承台100上方承载有塔楼。而第一桩柱200的直径大于第二桩柱300的直径，第一桩柱200能够承受更大的负重。因此，将第一桩柱200设置在塔楼的剪力墙500对应的下方，使得第一桩柱200能够通过承台100支撑起上方塔楼的主要压力载荷。第二桩柱300能够起到辅助支撑的作用，使得整个承台100能够稳定承担载荷。继而使得整个既有隧道上承台结构10设计更加合理可靠，提高了既有隧道上承台结构10的抗裂性能。同时既有隧道上承台结构10能够建造在既有隧道400两侧至少2m的位置，提高了TOD模式下的土地利用率。相较于目前的大部分民用项目距离地铁项目的净距离基本在30m～50m，本实施例中的既有隧道上承台结构 10能够充分利用土地资源，避免了土地浪费。

在施工过程中，为保证既有隧道400的正常使用，第一桩柱200和第二桩柱 300的采用旋挖钻孔成孔工艺。能够避免在既有隧道上承台结构10施工过程中对既有隧道400产生施工影响，保证了既有隧道上承台结构10能够顺利施工，提高施工效率。

在一个实施例中，第一桩柱200的中心轴线和塔楼的剪力墙500的重心在既有隧道400长度方向D上的间隔距离C小于或等于第一桩柱200直径的0.5 倍。第一桩柱200和塔楼的剪力墙500对应设置。当第一桩柱200位于塔楼剪力墙500的下方时，第一桩柱200能够更加直接地承担来自上方塔楼的载荷。当第一桩柱200和塔楼的剪力墙500存在错位时，应当使第一桩柱200的中心轴线和塔楼的剪力墙500的重心在既有隧道400长度方向D上的间隔距离小于或等于第一桩柱200直径的0.5倍。保证剪力墙500的重心在距离第一桩柱200 的中心轴线0.5倍的直径范围内，使得第一桩柱200能够有效承担起塔楼的负荷。保证既有隧道上承台结构10的稳定性和可靠性。

在一个实施例中，第一桩柱200的数量为至少两个，至少两个第一桩柱200 设置在既有隧道400的一侧，且沿既有隧道400的长度方向D设置，相邻两个第一桩柱200间隔设置，每一第一桩柱200到既有隧道400的外壁的最短距离A 不小于2m，且其中至少一个第一桩柱200用于设置在塔楼的剪力墙500下方。多个第一桩柱200能够进一步保证对承台100和塔楼的支撑，保证既有隧道上承台结构10的稳定性。塔楼的每一个剪力墙500下都应当设置至少一个第一桩柱200，以保证第一桩柱200对塔楼的支撑。继而提供既有隧道上承台结构10 的实用性和安全性。因此，第一桩柱200的数量应当大于或等于塔楼的剪力墙 500的数量。

具体地，相邻两个第一桩柱200的中心轴线间隔距离范围为第一桩柱200 直径的2.5倍至3倍。相邻两个第一桩柱200按照2.5倍至3倍直径的间隔距离进行设置，在保证既有隧道上承台结构10可靠性的同时，还能避免浪费建筑材料，降低建造成本，提高施工效率。在具体实施过程中，应当满足第一桩柱 200对承台100和塔楼剪力墙500的支撑要求后，再按照2.5倍至3倍直径的间隔距离进行设置。

在一个实施例中，既有隧道400的数量为两个，两个既有隧道400间隔设置，第二桩柱300位于两个既有隧道400之间，且第二桩柱300到其中任一既有隧道400的外壁的最短距离A均不小于2m，第一桩柱200间隔设置在其中一既有隧道400背向第二桩柱300的一侧。在本实施例中，既有隧道上承台结构 10的设置环境为双向既有隧道400环境。将第二桩柱300设置在两个既有隧道 400之间，且到其中任一既有隧道400的外壁的最短距离A均不小于2m，进一步保证第二桩柱300对承台100的支撑稳定性。同时保证既有隧道上承台结构 10的土地利用率，避免资源浪费。

在一个实施例中，第二桩柱300的数量为至少两个，至少两个第二桩柱300 均位于两个既有隧道400之间，且沿既有隧道400的长度方向D设置，相邻两个第二桩柱300间隔设置，每一第二桩柱300到其中任一既有隧道400的外壁的最短距离A均不小于2m。由于第二桩柱300对承台100及塔楼是辅助支撑作用，且第二桩柱300的直径小于第一桩柱200的直径，第二桩柱300的承载力小于第一桩柱200，设置至少两个第二桩柱300能够保证承台100支撑的稳定性。同时，第二桩柱300更加靠近承台100在既有隧道400长度方向D上的中心位置，多个第二桩柱300能够进一步保证既有隧道上承台结构10的稳定性和安全性。

具体地，相邻两个第二桩柱300的中心轴线间隔距离范围为第二桩柱300 直径的2.5倍至3倍。进一步地，多个第二桩柱300沿既有隧道400的长度方向D呈多行排列。其中一行中的一个第二桩柱300和相邻一行中的两个第二桩柱300在承台100上的支撑位置能够围成三角形。三角形可以为等边三角形或者等腰三角形。多行第二桩柱300排列可以根据实际两个既有隧道400之间的间距进行调整。可以为两行或者三行，只要能够保证承台100的支撑稳定性即可。同时，相邻三个第二桩柱300能够围成三角形也进一步提高了第二桩柱300对承台100支撑的可靠性和安全性。

在一个实施例中，第一桩柱200为C35混凝土桩柱；第一桩柱200的配筋率为0.3％～0.6％。第二桩柱300为C35混凝土桩柱；第二桩柱300的配筋率为 0.3％～0.6％。进一步地，第一桩柱200的配筋率还可以为0.2％～0.65％；第二桩柱300的配筋率为0.2％～0.65％。

在一个实施例中，第一桩柱200的直径范围为1.4m～1.8m。第二桩柱300 的直径范围为1m～1.5m。具体在本实施例中，第一桩柱200的直径为1.5m，承载力为15000kN。第二桩柱300的直径为1.2m，承载力为9500kN。在其他实施例中，第一桩柱200的直径还可以为1.6m。第二桩柱300的直径还可以为1.4m。在具体施工过程中，第一桩柱和第二桩柱的直径或配筋率都可以根据实际施工要求进行调整。本实施例所提出的直径范围和配筋率范围仅作为其中一种施工环境中的参考，不对其他具体施工标准进行限制。

在一个实施例中，第一桩柱200的底端和既有隧道400的底端在重力方向上的距离B大于或等于1m。第二桩柱300的底端和既有隧道400的底端在重力方向上的距离B大于或等于1m。由此，可以保证第一桩柱200和第二桩柱300 的施工基础更加稳定可靠，避免了既有隧道400对第一桩柱200和第二桩柱300 的稳定性产生影响，也能够保证第一桩柱200和第二桩柱300的承载力要求。

在一个实施例中，承台100的纵筋最小配筋率为0.25％～0.3％；承台100内的钢筋之间的间距小于或等于150mm。由此标准对承台100进行施工能够大幅度提高承台100的抗裂性能。在其他实施例中，承台100的纵筋最小配筋率还可以为0.2％～0.5％；承台100内的钢筋之间的间距小于或等于200mm。承台100 的设置可以综合对既有隧道400的影响和对塔楼的承载能力进行考虑。

目前，华中科技大学李哲(2010)在《TOD模式指导下的城市轨道交通沿线土地利用研究》中系统梳理国内外TOD理论演变和城市轨道交通与土地利用关系研究等相关研究成果，重点分析了深圳市城市轨道交通一期工程线沿线的土地利用情况，并选取其中三种不同类型的站点进行深入分析，最后总结其中存在的问题及问题产生的根源，并提出相应的土地利用模式和规划建议。闫琰、杨新苗、张雄飞(2012)发表在北京规划建设的《北京交通与土地利用关系研究》指出交通问题作为根本的影响因素是城市功能结构与土地利用布局等等，因此，针对“TOD模式下地铁站点地上民用建筑的设计”进行研究，具有现实与理论两方面的意义。现阶段在TOD模式下如何进行高承载桩基础的设计在我国目前还是空白。上述实施例中的既有隧道上承台结构10在该领域具有很强的现实和理论的意义。可解决国内目前与地铁区间距离较近的困境，从而为在地铁区间或既有隧道400上方建设民用建筑提供可靠的依据和支撑。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接抵触，或第一和第二特征通过中间媒介间接抵触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种既有隧道上承台结构，其特征在于，所述既有隧道上承台结构包括：

承台，所述承台间隔设置在既有隧道上方，所述承台用于承载塔楼；

第一桩柱，所述第一桩柱间隔设置在所述既有隧道的一侧，所述第一桩柱到所述既有隧道的外壁的最短距离不小于2m，所述第一桩柱连接在所述承台的一端部上，所述第一桩柱用于设置在所述塔楼的剪力墙下方；及

第二桩柱，所述第二桩柱用于间隔设置在所述既有隧道背向所述第一桩柱的另一侧，所述第二桩柱到所述既有隧道的外壁的最短距离不小于2m，所述第二桩柱连接在所述承台远离所述第一桩柱的另一端部上，所述第一桩柱的直径大于或等于所述第二桩柱的直径。

2.根据权利要求1所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，所述第一桩柱的中心轴线和所述塔楼的剪力墙的重心在所述既有隧道长度方向上的间隔距离小于或等于所述第一桩柱直径的0.5倍。

3.根据权利要求1所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，所述第一桩柱的数量为至少两个，至少两个所述第一桩柱设置在所述既有隧道的一侧，且沿所述既有隧道的长度方向设置，相邻两个所述第一桩柱间隔设置，每一所述第一桩柱到所述既有隧道的外壁的最短距离不小于2m，且其中至少一个所述第一桩柱用于设置在所述塔楼的剪力墙下方。

4.根据权利要求3所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，相邻两个所述第一桩柱的中心轴线间隔距离范围为所述第一桩柱直径的2.5倍至3倍。

5.根据权利要求1所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，所述既有隧道的数量为两个，两个所述既有隧道间隔设置，所述第二桩柱位于两个所述既有隧道之间，且所述第二桩柱到其中任一所述既有隧道的外壁的最短距离均不小于2m，所述第一桩柱间隔设置在其中一所述既有隧道背向所述第二桩柱的一侧。

6.根据权利要求5所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，所述第二桩柱的数量为至少两个，至少两个所述第二桩柱均位于两个所述既有隧道之间，且沿所述既有隧道的长度方向设置，相邻两个所述第二桩柱间隔设置，每一所述第二桩柱到其中任一所述既有隧道的外壁的最短距离均不小于2m。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，所述第一桩柱为C35混凝土桩柱；所述第一桩柱的配筋率为0.3％～0.6％；和/或

所述第二桩柱为C35混凝土桩柱；所述第二桩柱的配筋率为0.3％～0.6％。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，所述第一桩柱的直径范围为1.4m～1.8m；和/或

所述第二桩柱的直径范围为1m～1.5m。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，所述第一桩柱的底端和所述既有隧道的底端在重力方向上的距离大于或等于1m；和/或

所述第二桩柱远离所述承台的一端和所述既有隧道背向所述承台的一侧在重力方向上的距离大于或等于1m。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的既有隧道上承台结构，其特征在于，所述承台的纵筋最小配筋率为0.25％～0.3％；所述承台内的钢筋之间的间距小于或等于150mm。

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