CN116378126A - 一种快捷高精度的桩基托换处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快捷高精度的桩基托换处理方法，包括以下步骤：在原有桥墩的桩基两侧分别修建新的托换桩；在两侧新建的托换桩上端施工修建出托换梁，所述托换梁至少包覆住原有桥墩的承台；且在托换梁与两侧的托换桩之间均设有调力支座；通过加注设备和逐级加压的方式向调力支座内加注液态填充材料，以对托换梁施加向上的顶升力，同步监测托换梁对调力支座施加的压力，当压力达到预设值范围内时，关闭加注设备并等待液态填充材料固化；逐步切断原有桥墩的桩基，以完成托换；在两侧新建的托换桩和托换梁之间均浇筑出接头砼，以使托换梁与新建的托换桩连接。本发明的技术方案相对传统的千斤顶+钢垫块的组合，使测力和调力的过程简单且易操作。

Description

一种快捷高精度的桩基托换处理方法

技术领域

本发明涉及公路、市政桥梁工程技术领域，尤其涉及一种快捷高精度的桩基托换处理方法。

背景技术

桩基托换技术主要是对既有建筑物的桩基进行局部改造，通过托换梁将既有建筑物主体结构与新建桩基进行连接，把上部承受的作用力完全转移到托换梁上，然后通过托换梁把作用力传递给新建桩基上，其目的是用新建桩基代替需要托换的桩基来承受上部结构传来的作用力，从而可以对既有建筑物进行加固、纠偏、加层、扩建、移位等。

桩基托换技术的主要应用范围包括：

1)加固因地基沉降、上部结构不稳定等因素而导致沉降或倾斜的结构物；

2)当在既有建筑物附近或下方开凿或挖掘施工新的结构物而对既有建筑物的安全造成威胁时；

3)为了某种需要而对既有建筑物的基础或基础的主要支撑元件置换时；

4)因为构造原因而需要加深既有建筑物的基础时,例如在建筑物下面增建地下室等；

5)为了增加基础承担的荷载而需要加强既有建筑物的基础时,例如增加建筑物的楼层高度等；

6)将既有建筑物整体移动到新址时；

7)当既有建筑物的桩(柱)基础进入新规划设计的(一般为下穿情形)结构物所用空间时。

在应用桩基托换技术进行施工时，需把上部结构的作用力转移到新建桩基上，这就要求既有上部结构的变形控制在允许范围内。

目前，我国被广泛应用的托换技术有以下两种：

①主动托换技术。主动托换技术是指在拆除需要托换的桩基前，通过千斤顶加载对新建桩基进行预压和对托换梁进行加压，消除托换新桩和托换梁的部分变形,分级分步实施荷载转移,使得托换后新建桩基和托换梁的变形控制在允许的范围内。主动托换技术适用于被托换的建筑物上部荷载作用力大、对变形要求严、操作空间大的工程。

②被动托换技术。被动托换技术是指在拆除需要托换的桩基时，随着托换梁被变形，把原来建筑结构上部承受的作用力转移给新建桩基上，托换施工完成后，上部所承受的作用力给托换梁带来变形问题，使其无法主动地进行调节和控制。被动托换技术在一般情况下适用于被托换的建筑物上部荷载较小，变形要求不严的工程。

目前采用的主动托换技术比被动托换技术应用范围广，主动托换技术结构体系示意图如图1所示。

主动托换技术的施工工序如下：

1、施工需要新建的桩基；

2、托换梁与托换结点处的界面处理，浇筑托换梁；

3、安装千斤顶，逐步顶升托换梁同时预压托换新桩；

4、达到设计顶升效果后安装钢垫块，千斤顶卸荷至稳压荷载，托换梁与托换新桩连接施工，完成托换；

5、截断需要托换的桩基。

托换的核心在于顶升托换梁完成受力转换，目前国内及国际上采用的方法是通过千斤顶顶升与同步监控的方式。采用该方法施工预顶时，必须严格控制顶升力和托换梁两端的位移，使各千斤顶顶升力达到控制值而梁端位移未达到位移控制值。此方法通常需要进行多次顶升并随时同步监测顶升数据，实际操作中一般在第一次顶升后持续一段时间再进行第二次顶升，通过第二次顶升对第一次预顶的数据进行复核与分析，当二次顶升数据变化在合理范围内才可进行下一步施工；当顶升力达到设计顶升力的100％时，上部结构没有上抬的趋势，应继续加载；当有上抬趋势时，为顶升临界点，立即停止加载，待结构变形及新建桩基沉降稳定后安装钢垫块，再将千斤顶卸荷至稳压荷载，开始施工托换梁与新建桩基的连接砼，完成托换。

由此可以发现，传统的主动托换结构采用千斤顶+钢垫块的组合顶升托换梁，存在操作复杂、持续时间长、对施工人员要求高、顶升效果不容易满足设计要求等缺陷。

发明内容

本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种快捷高精度的桩基托换处理方法，通过加注液态填充材料顶升托换梁的调力支座取代传统的千斤顶+钢垫块的调力组合，使测力和调力的过程简单且易操作。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种快捷高精度的桩基托换处理方法，包括以下步骤：

S1、在原有桥墩的桩基两侧分别修建至少一个新的托换桩；

S2、在两侧新建的托换桩上端施工修建出托换梁，所述托换梁至少包覆住原有桥墩的承台；且在所述托换梁与两侧的托换桩之间均设有至少一个用于顶升托换梁的调力支座；

S3、通过外部加注设备和逐级加压的方式向调力支座内加注液态填充材料，以对托换梁施加向上的顶升力，同步监测托换梁对调力支座施加的压力，当压力达到预设值或在预设值允许的误差范围内时，关闭加注设备并等待调力支座内的液态填充材料固化；

S4、液态填充材料固化后，逐步切断原有桥墩的桩基，以利用两侧新建的托换桩完成对原有桥墩的托换；

S5、在两侧新建的托换桩和托换梁之间均浇筑出包覆住调力支座的接头砼，以使托换梁与新建的托换桩连接。

进一步的，步骤S2中，所述托换梁包覆住原有桥墩的承台以及至少部分桩基。

进一步的，步骤S2中，在修建托换梁之前，先在原有桥墩的承台表面通过切槽发形成粗糙界面或通过植筋法种植钢筋，以增强承台与托换梁之间连接界面的咬合力。

进一步的，所述调力支座包括上端具有容纳槽的底板、上下滑动设于容纳槽内的顶板、设于顶板和底板之间的测力弹性体、至少一层设于测力弹性体上的调力填充垫板以及覆盖于每一层调力填充垫板上的密封板；所述调力填充垫板内设有用于填充液态填充材料的填充管道，所述底板上在对应每一层调力填充垫板上的位置处均设有与填充管道连通的注入孔；所述底板的一侧还设有与所述测力弹性体的外周抵接的测力传感器。

进一步的，所述填充管道包括至少一圈环形管道、多个呈环形阵列分布并连通所有环形管道的径向管道以及用于连通环形管道和调力填充垫板上表面的竖向通道，所述底板上在对应每一径向管道的位置处均设有所述注入孔，且所述注入孔的外侧孔口处设有阀门。

进一步的，所述底板上设有多个呈环形阵列分布于所述测力弹性体外周的测力传感器。

进一步的，所述测力弹性体的外周套设有紧箍圈。

进一步的，所述调力支座包括两层调力填充垫板。

进一步的，步骤S4中，逐步切断原有桥墩的桩基，在切断的过程中同步观测调力支座所受到的压力变化，若压力变化在设计允许的范围内则完全切断原有桩基，完成托换；若压力变化显示异常则停止切断原有桥墩的桩基，重复步骤S3，使调力支座受到的压力值重新处于设计允许的范围内，再开始继续切断原有桥墩的桩基，直至完全切断原有桩基后，调力支座受到的压力在设计允许的范围内，则完成托换。

进一步的，在新建托换桩和托换梁时均预埋有用于后期连接两者的钢筋，浇筑的所述接头砼与两者中的钢筋结合，以使托换梁与新建的托换桩连接；且浇筑所述接头砼前用钢板将调力支座包住。

本发明具有以下有益效果：

(1)通过加注液态填充材料顶升托换梁的调力支座取代传统的千斤顶+钢垫块的调力组合，使测力和调力的过程简单且易操作。

(2)无需多次顶升，将调力支座所受的压力调至新建托换桩的设计内力值(即预设值或在预设值允许的误差范围内)时，即可完成托换的受力转换；并可以检测到托换梁传输至调力支座的竖向实际荷载，通过加注设备可向调力支座内部注入液态填充材料，实现对调力支座的受力调整，测力及调力方法均简便可靠；当检测到调力支座的受力达到新建托换桩的设计内力值时说明此时上部结构荷载已通过托换梁完全传递至新建托换桩，原有桥墩中需要托换的桩基已不再受力甚至受拉力，此时便可停止加注填充材料，调力支座的调力已达到设计要求，从而完成了托换的受力转换。

(3)调力支座的操作简便、可控，对施工人员人数及技术水平的要求要远远低于传统的千斤顶托换结构，施工难度大大降低。托换结构中一般新建托换桩不会少于两个，用以承担托换梁的内力，若有两个新建托换桩且每个需要三个千斤顶，那么整个托换结构需要六个千斤顶同步开展顶升工作，工作量大，且难控制顶升效果，这要求六个千斤顶顶升都满足设计要求，若顶升过程中某个千斤顶失效那么整个托换过程将失败，托换的风险系数高，施工难度大。用本发明的调力支座取代千斤顶后，每个新建托换桩上只需要放置一个调力支座，并通过外部加注设备向内部注入液态填充材料，实现对调力支座的受力调整，并可通过外部的测力系统检测到托换梁传输至调力支座的竖向实际荷载，调力支座受到的压力变化结果也可直接输出显示在外部的计算机上，整个操作简便、可控，施工难度大大降低。

(4)相比于传统的千斤顶+钢垫块的调力组合，托换时本发明的调力支座在操作时不需要很大的操作空间，按一般的支座组合高度设计即可；传统的千斤顶+钢垫块的调力组合用于托换时需要很大的操作空间，包括人力操作千斤顶的空间、下部结构需要做扩大头来承受多个千斤顶的力，这些扩大的操作空间需要开挖巨大的基坑来实现；因此采用了本发明的调力支座后，只需要按一般的支座组合高度预留操作空间基坑，不再需要开挖深大基坑，减少了施工工作量、节省了施工工期。

(5)截断需要托换的原有桩基时可清晰看到新建托换桩的内力变化过程，若发现新建托换桩的内力变化异常或不满足设计要求可再次调整调力支座的内力，使之满足设计要求，能全方位的保证托换结构的成功。传统的托换结构在千斤顶顶升达到要求后安装钢垫块，随后千斤顶卸载，托换梁通过钢垫块传力至新建托换桩，随即开始逐步切断需要托换的桩基，在切断需要托换的桩基的过程中由于千斤顶已经卸载，新建托换桩的内力不能再调整，若顶升实际效果不理想，需要托换的桩基切断后托换梁及新建托换桩的内力会再次发生变化，此时托换结构无法再调整补救，整个托换面临失败的可能。采用了本发明的调力支座后，在切断需要托换的桩基时仍可在外部的计算机中实时查看调力支座的内力变化(即受到的压力)，若发现其内力变化异常可停止切断原有的旧桩基，再次调整调力支座内的内力直到达到设计要求为止再开始切断需要托换的桩基，整个过程持续可调整新建托换桩的内力，全面保证了托换的成功。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为现有技术中主动托换技术结构体系的示意图；

图2为实施例中开挖基坑并修建托换桩后的示意图；

图3为实施例中架设支架并修建托换梁后的示意图；

图4为实施例中截断原有桩基后的示意图；

图5为实施例中浇筑接头砼后的示意图；

图6为实施例中回填基坑后的示意图；

图7为实施例中位于接头砼处的截面示意图；

图8为实施例中托换梁与托换桩连接处的局部剖视示意图；

图9为实施例中调力支座的半剖示意图；

图10为图9中A-A的剖视图；

图11为图9中B-B的剖视图；

图12为实施例中调力支座在调力时与外部的调力系统和测力系统的连接示意图。

具体实施方式

为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本发明作进一步介绍和说明；需要说明的是，正文中如有“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的部件等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图2-4所示，本实施例所示的一种快捷高精度的桩基托换处理方法，包括以下步骤：

a、如图2所示，在原有桥墩100的周围开挖出基坑，并露出原有桥墩的承台101和需要托换的桩基102。

b、如图3所示，在原有桥墩的桩基102两侧分别修建至少一个新的托换桩103。

c、如图3所示，在基坑中架设支架107，在两侧新建的托换桩103上端施工修建出托换梁104，托换梁104至少包覆住原有桥墩的承台101，形成包覆式的托换梁；且在托换梁104与两侧的托换桩103之间均设有至少一个用于顶升托换梁的调力支座200；可以理解的是，在一具体的其它实施例，托换梁还可采用预制的方式先在工厂或其它地方浇筑制成，再通过吊装的方式吊装至托换桩上。

可以理解的是，荷载转换过程中，托换梁需要具有一定的刚度保证在最大托换荷载作用下能够保证托换梁不开了或在剪跨比较小时抗剪强度满足要求。

需对长期作用下托换结构体系与既有机构体系相互作用进行分析，由于托换结构体系与既有机构体系的下部结构施工时间相差较多,基础沉降不一致，除了在施工中对新建桩基进行预压外需要计算此不均匀沉降在结构体系中引起的次内力，保证原结构安全。

托换梁与托换结点的连接处受力复杂，连接界面承受弯剪、收缩和徐变等复合变形，节点的可靠连接是保证上部结构荷载有效传递的关键。

根据需要托换的桩基与基础托换梁的相互关系，托换梁可分为“下托式托换梁”和“包裹式托换梁”2种方式，前者适用于上部结构荷载较小、托换净跨不大且托换梁刚度较大的结构，后者适用于上部结构荷载较大、托换净跨较大且托换梁体量大的结构。

对新旧混凝土接触界面的处理方法，有人工凿毛法、切槽法、植筋法、喷砂法和高压水射法等。目前，接触界面处理常采用切槽法和植筋法，切槽法是通过人工凿槽对旧混凝土表面进行机械切割处理，形成规则的粗糙界面，有效提高新旧混凝土界面机械咬合强度和抗剪性能；植筋法是通过在新旧混凝土连接界面种植钢筋，增大界面抗剪承载力，提高界面的延性和耗能性能，减缓界面刚度的退化。上述2种方法都必须采用合适的工艺工法，以最低限度减少对旧承台的损伤，并增强连接界面的咬合力。

作为优选的是，托换梁104包覆住原有桥墩的承台101以及至少部分桩基102，从而形成完整且结构可靠的包裹式托换梁设计。

作为优选的是，本实施例中在修建托换梁104之前，先在原有桥墩的承台101表面通过切槽发形成规则的粗糙界面或通过植筋法种植钢筋106，以增强承台与托换梁之间连接界面的咬合力。

本实施例中，如图9-11所示，调力支座200包括上端具有容纳槽的底板1、上下滑动设于容纳槽内的顶板2、由下往上依次设于顶板2和底板1之间的测力弹性体8、调力填充垫板4、密封板3、调力填充垫板4和密封板3，即调力填充垫板4和密封板3均有两层，通过密封板3使其下部的形成密闭的空间，在向调力填充垫板4加注液态填充材料时不会溢出，以实现梁体结构在恒载、温度变化、不均匀沉降、竖向及水平活荷载等作用效应下的测力及调力；调力填充垫板4内设有用于填充液态填充材料的填充管道5，底板1的侧边在对应每一层调力填充垫板4上的位置处均设有与填充管道5连通的注入孔91，即每一层填充管道5的注入孔91分开，实现逐级逐层加注调节的目的；底板1的一侧还设有与测力弹性体8的外周抵接的测力传感器7，测力弹性体8在受到上层的顶板2和调力填充垫板4等向下施加的力时会进行弹性形变，进而挤压其外周的测力传感器，从而可通过测力弹性体的变化来测量得到托换梁在竖向上施加的荷载；可以理解的是，于其它实施例中，调力填充垫板4和密封板3可以均设置一层，或设置三层和三层以上。

作为优选的是，顶板的底部为外圆柱表面向下延伸的凸台，与底板上的容纳槽之间留有小间隙，起到较好的导向作用。

作为优选的是，测力弹性体8位于容纳槽内，是一种强度高、回弹性能良好、耐疲劳性能强的圆柱形固体弹性材料，采用耐高低温性、耐磨性、耐水性能优异的非金属合成材料模压成型，能够完全适应和满足规范对支座材料的承载力要求；当测力弹性体承受上部结构的压力时，测力弹性体具有近似流体性质和体积不可压缩的特点，能够将该压应力大小不变地向各个方向传递。

在满足调力支座的承载能力情况下，结合测力弹性体的综合性能，其直径通常通过研究计算分析拟定，高度通常设计为20mm～100mm。通过压力，将测力弹性体密贴塞入底板的容纳槽内；其顶部外周设置薄的环形密封凹槽，用于密封测力弹性体的紧箍圈6镶嵌其中，即在测力弹性体的外周套装有紧箍圈6，并将测力弹性体密封在底板的容纳槽内，测力弹性体的使用寿命长，精准测力期限可达30年。

具体的，如图11所示，在底板1的侧边设有四个呈环形阵列分布于测力弹性体外周的测力传感器7，测力弹性体外周表面四个象限的高度中心点设有测力点，对应各测力点位置，在底板1的侧壁设置带内螺纹的预留孔，将四个测力传感器7一一对应旋入安装在底板侧壁的预留孔上，并使测力传感器7的内侧端与测力点精确、紧密接触。

作为优选的是，测力传感器7采用光纤光栅测力模块，光纤光栅测力模块内部的压应力敏感元件和传输线路全部为单模光纤，并采用光纤金属化激光焊接工艺和温度自补偿封装结构；光纤光栅测力模块中一端端头的光纤膜片为其核心测压结构，具体为设置有光纤光栅的高弹性金属膜片，该高弹性金属膜片与测力弹性体上的测力点抵接；当测力弹性体形变产生的压应力作用于高弹性金属膜片时，该膜片产生微量形变位移，光纤光栅也同步发生微量形变位移，从而引起其反射波的波长发生变化，该反射波通过光纤信号线传输至光纤光栅数据采集仪，能够更加精确、可靠地实时测量调力支座的竖向实际荷载；且光纤光栅测力模块与调力支座之间相对独立，安装更换方便，不需要电源提供支持，抗干扰能力强，工况适应性强，耐久性好，寿命长，可实现人工现场检测或远端长期、连续、有效的自动监测；该测力传感器最大可承受100MPa的压应力，竖向力感应灵敏度可达0.2％FS。

与其它传感器相比，光纤光栅测力模块具有以下特点和优点：内置温度补偿，可为应变测量修正；测量精度高，漂移小；传感探头对信号的采集不需带电作业，耐高温，不受电磁干扰，可在强电磁、易燃易爆的危险环境中长期稳定工作；可实现安全、分布式测量；安装更换简单，维护方便；稳定性好，可靠性高，使用寿命长等。

如图12所示，多个调力支座组成支座本体系统，为了实现压力数据的采集，光纤光栅测力模块与外部的测力系统连接，该测力系统采用光纤光栅数据采集仪与测力传感器连接，该光纤光栅数据采集仪是采集数据的核心设备，也是光学探测的数据读取部件。光纤光栅数据采集仪可按预先设定的数据采集时段和频次发出1525nm～1565nm波长范围的特定光带至每个测力传感器，每个测力传感器一端端头处的高弹性金属膜片光栅的可反射波长范围彼此不相重叠。利用测力弹性体在密闭容纳槽中承压时各向应力基本相同的特点，当测力弹性体的压应力发生变化，高弹性金属膜片及其上的光栅相应发生微小位移形变，此时光栅对应反射其专属波长范围内的某一波长光波，通过光纤信号线回输至光纤光栅数据采集仪。一台多通道光纤光栅数据采集仪可同步回收采集多个调力支座上的若干个光纤光栅测力模块的反射波信号，即时读取其反射波长数据，并进行临时存储，然后通过有线或无线传输设备将数据传送到后台监控中心的计算机系统，在其软件平台上可进行数据保存、查询、分析等，并将前后波长的变化数据进行转换解析处理，即可得出测力弹性体此时传递的垂直力，也即各调力支座的实际受力状态，整个测力系统对各调力支座受力的测力精度可达1％FS。

光纤光栅数据采集仪具有以下优点：各调力支座上布设的多个光纤光栅测力模块均可先通过光纤信号线相互串联后，再连接至光纤光栅数据采集仪，使线路布置方便；通过独有的软件关联技术，测点定位方便快捷；根据测点的数量变化，一台光纤光栅数据采集仪可模块化配置并灵活增加光接口的数量；界面简单直观，可直接看到各测点情况；采用工控机架构光纤光栅信号处理系统，可实时自检与校准，信号强，数据准确、可靠；系统光源使用寿命长，能够实时在线、全天候测试；响应快速，安全性高，系统的信号处理和控制单元可处于远离工作区域的控制室，可确保事故及时发现与处理；兼容性好，通过各种通讯接口(串口、网口、开关量输出等)，可以实现与外部系统的良好结合，提高不同系统之间的数据交换。

在建设期间的测力工作中，计算机监测系统可移至现场环境进行监测，对于运营期间各支座载荷的实时、长期监测，可在远端建立监控中心平台进行。外置于桥梁或建筑结构体外的光纤光栅数据采集仪读出各调力支座内的多点测力传感器传来的光波的变化波长值，通过无线网络或有线网络，传输至计算机监测系统，可由相关软件根据公式转换，计算出各支座的竖向受力值(Mpa或KN)。

计算机分析、评估、预警系统可建立各调力支座受力状况的历史档案与数据库，并长期、实时、自动进行受力状态合理性的分析、评估，包括不同阶段、不同时期的同一支座载荷状况以及多个调力支座之间的受力关系与分布状况。

计算机控制系统在现场多支座同步调力时，可实时汇总各支座的同步测力值以及各方面参数的同步监测值，对各支座的具体调力、受力状况进行实时同步分析、评估和反馈，并统一指挥，发出具体指令，协同现场实施监测和调力操作各相关人员。在平常监测时，当分析系统分析评估的结果超出预设合理值范围或出现其它异常情况时，能够自动发出提示和报警，并提供若干处理方案、措施选项，供技术人员、管理部门参考与决策。

本实施例中，如图9和图10所示，填充管道5包括由内往外设置的至少一圈环形管道51以及四个呈环形阵列分布并连通所有环形管道51的径向管道52，并在环形管道51处设置有多个连通至调力填充垫板上表面的竖向通道53，使加注进调力填充垫板4内的液态填充材料可流至密封板3与调力填充垫板4之间的密封空间内，在调力过程中，以向上顶升密封板和其上部的顶板；底板1上在对应每一径向管道52的位置处均设有注入孔91，且注入孔91的外侧孔口处依次设有接头组件9和阀门92，用于与外部的加注设备连接，该阀门92用于控制加注工作与否，调力时，打开接头组件9上的阀门92，可向调力支座内部加注液态填充材料，并作为泄压阀使用，在调力支座的内部压力过大时，可启动该阀门，向外排液降压。

作为优选的是，如图12所示，调力支座通过接头组件与外部的加注设备(即图中的调力系统)连接，调力系统中的料罐、压力表分别与高压泵相连，储料罐中储存的液态填充材料通过实际需要计算确定并适当预足，加注完成且液态填充材料自然硫化固化后，即可实现对调力支座的受力调整；调力系统的调力范围由市场上已有的高压泵额定功率及额定油压值等因素决定，目前至少可实现3500t的调力。

d、通过外部加注设备和逐级加压的方式向调力支座内加注液态填充材料，以对托换梁施加向上的顶升力，同步监测托换梁对调力支座施加的压力，当压力达到预设值或在预设值允许的误差范围内时，关闭加注设备并等待调力支座内的液态填充材料固化。

作为优选的是，开始加注时先以较小压力向调力支座内部初注液态填充材料，排除调力支座内部密封腔体及管道内的气泡，使液态填充材料充满各管道空间；根据新建托换桩的设计内力值设置调力支座需调力的目标值，调力支座调力程序开始，调力过程中调力支座组合高度保持不变，其内部的密封板和调力填充垫板在加注的过程中被抬升；当调力接近于预设值时，加强监测和分析评估，统一指挥，协同配合，进行精细调整，各调力支座均同步或近似同步达到预设值或在预设值允许的误差范围内时，稳压持续一段时间，一般为5-10min，而后关闭阀门并收油，等待调力支座内的液态填充材料固化，同时清洗油路等加注设备，防止堵塞。

作为优选的是，液态填充材料采用聚氨酯或环氧树脂。

e、如图4所示，液态填充材料固化后，逐步切断原有桥墩的桩基，以利用两侧新建的托换桩完成对原有桥墩的托换；

作为优选的是，逐步切断原有桥墩的桩基，在切断的过程中同步观测调力支座所受到的压力变化，若压力变化在设计允许的范围内则完全切断原有桩基，完成托换；若压力变化显示异常则停止切断原有桥墩的桩基，重复步骤d，使调力支座受到的压力值重新处于设计允许的范围内，再开始继续切断原有桥墩的桩基，直至完全切断原有桩基后，调力支座受到的压力在设计允许的范围内，则完成托换。

f、如图5所示，在两侧新建的托换桩103和托换梁104之间均支模浇筑出包覆住调力支座200的接头砼105，以使托换梁与新建的托换桩连接；接头砼105由微膨胀混凝土浇筑而成，浇筑前用钢板108等模板将调力支座200包住，避免混泥土与调力支座接触，不影响日后调力支座的正常工作。

作为优选的是，如图7所示，在新建托换桩103和托换梁104时均在两者的对应位置处预埋有用于后期连接两者并延伸出其本体的钢筋106，托换桩103和托换梁104上预埋的钢筋一一对应焊接，浇筑的接头砼105与两者中的钢筋结合，形成钢筋混泥土结构，以使托换梁与新建的托换桩连接。

作为优选的是，如图7和图8所示，在钢板108上开设有与注入孔91连通的注液孔109，在浇筑的接头砼105设有与注液孔109连通的注液通道110。

g、如图6所示，回填基坑，结束施工，进入日常监控维护阶段

以上对本发明实施例所提供的术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在原有桥墩的桩基两侧分别修建至少一个新的托换桩；

S2、在两侧新建的托换桩上端施工修建出托换梁，所述托换梁至少包覆住原有桥墩的承台；且在所述托换梁与两侧的托换桩之间均设有至少一个用于顶升托换梁的调力支座；

S3、通过外部加注设备和逐级加压的方式向调力支座内加注液态填充材料，以对托换梁施加向上的顶升力，同步监测托换梁对调力支座施加的压力，当压力达到预设值或在预设值允许的误差范围内时，关闭加注设备并等待调力支座内的液态填充材料固化；

S4、液态填充材料固化后，逐步切断原有桥墩的桩基，以利用两侧新建的托换桩完成对原有桥墩的托换；

S5、在两侧新建的托换桩和托换梁之间均浇筑出包覆住调力支座的接头砼，以使托换梁与新建的托换桩连接。

2.根据权利要求1所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述托换梁包覆住原有桥墩的承台以及至少部分桩基。

3.根据权利要求1所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，步骤S2中，在修建托换梁之前，先在原有桥墩的承台表面通过切槽发形成粗糙界面或通过植筋法种植钢筋，以增强承台与托换梁之间连接界面的咬合力。

4.根据权利要求1所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，所述调力支座包括上端具有容纳槽的底板、上下滑动设于容纳槽内的顶板、设于顶板和底板之间的测力弹性体、至少一层设于测力弹性体上的调力填充垫板以及覆盖于每一层调力填充垫板上的密封板；所述调力填充垫板内设有用于填充液态填充材料的填充管道，所述底板上在对应每一层调力填充垫板上的位置处均设有与填充管道连通的注入孔；所述底板的一侧还设有与所述测力弹性体的外周抵接的测力传感器。

5.根据权利要求4所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，所述填充管道包括至少一圈环形管道、多个呈环形阵列分布并连通所有环形管道的径向管道以及用于连通环形管道和调力填充垫板上表面的竖向通道，所述底板上在对应每一径向管道的位置处均设有所述注入孔，且所述注入孔的外侧孔口处设有阀门。

6.根据权利要求5所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，所述底板上设有多个呈环形阵列分布于所述测力弹性体外周的测力传感器。

7.根据权利要求6所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，所述测力弹性体的外周套设有紧箍圈。

8.根据权利要求7所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，所述调力支座包括两层调力填充垫板。

9.根据权利要求1-8任一项所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，步骤S4中，逐步切断原有桥墩的桩基，在切断的过程中同步观测调力支座所受到的压力变化，若压力变化在设计允许的范围内则完全切断原有桩基，完成托换；若压力变化显示异常则停止切断原有桥墩的桩基，重复步骤S3，使调力支座受到的压力值重新处于设计允许的范围内，再开始继续切断原有桥墩的桩基，直至完全切断原有桩基后，调力支座受到的压力在设计允许的范围内，则完成托换。

10.根据权利要求1所述的快捷高精度的桩基托换处理方法，其特征在于，在新建托换桩和托换梁时均预埋有用于后期连接两者的钢筋，浇筑的所述接头砼与两者中的钢筋结合，以使托换梁与新建的托换桩连接；且浇筑所述接头砼前用钢板将调力支座包住。

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