CN1818233A - 桩基的地下托换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩基的地下托换方法，该方法采用施工竖井及地下导洞群构成地下托换空间体系，在地下导洞群内进行桩、梁托换体系作业，实现在地下对既有建、构筑物的桩基础进行加固或托换。该方法中，施工竖井是施工和材料运输通道，导洞群由主导洞和支导洞组成，主导洞是施工和材料运输的公共通道，支导洞是各托换桩、梁的托换施工作业通道。与现有技术相比，该方法可以更加灵活地布置施工场地，减少施工对居民生活、地下管线及交通的影响。

Description

桩基的地下托换方法

技术领域

本发明涉及一种桩基的地下托换方法。

背景技术

目前国内的建、构筑物桩基托换方法主要是在地面、建筑物首层内或地下室内进行。其原理是利用新加的托换桩和托换梁，组成相应的托换体系，对建、构筑物的原有桩基础进行荷载传递。地面桩基托换主要施工步骤如下：(1)进行建筑物一层或地下室居民、设备的搬迁，对于高架桥、立交桥等建筑物需要封闭部分道路作为施工场地；(2)清理施工场地，破除建筑物地下室底板或既有路面，进行管线迁改，铺设临时通道供居民通行；(3)开挖基槽并进行支护处理，施工托换桩，对建、构筑物原有桩基进行界面处理，施工托换梁，并视工程需要进行预顶和截桩作业，完成原有基础的荷载传递；(4)恢复建筑物一层或地下室原状，对于高架桥或立交桥，还需恢复原有交通，完成桩基托换。

现有的地面桩基托换方法在施工过程中存在以下问题：①需要进行建、构筑物一层或地下室居民、设备的搬迁工作；②管线迁改工作难以避免；③噪音、污水、废气、粉尘等污染物较多，难以控制；④对于高架桥、立交桥等建筑物，需要进行交通疏解方可施工；⑤无法解决环境复杂条件下的桩基托换施工；⑥在地铁工程中，限制了地铁线路曲线半径，导致曲线半径过小；等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的建筑物桩基的地下托换方法，该方法可以更加灵活地布置施工场地，减少施工对居民生活及交通的影响。

本发明提供的一种桩基的地下托换方法，其主要思路是：采用施工竖井及地下导洞群构成地下托换空间体系，在地下导洞群内进行桩、梁托换体系作业。实现在地下对既有建筑物的桩基础进行加固或托换。该方法中，施工竖井是施工和材料运输通道，导洞群由主导洞和支导洞组成，主导洞是施工和材料运输的公共通道，支导洞是各托换桩、梁的托换施工作业通道。

本发明提供的一种桩基的地下托换方法，包括如下施工步骤：

(1)竖井、导洞群施工：对既有建、构筑物进行桩基托换时，根据建、构筑物的周边环境条件，合理选择竖井井位和导洞群的布置方式；清理施工场地，开挖施工竖井，并在竖井底部横向开挖地下导洞群，导洞群由主导洞和支导洞组成，为桩基托换提供施工空间，；

(2)桩梁托换体系施工：竖井及导洞群施工完成后，在支导洞内施工托换体系构件，托换体系构件包括托换桩、桩顶承台以及托换梁，并通过桩顶承台上布置的千斤顶和安全装置，对既有建、构筑物桩基础进行预顶，然后锁定千斤顶油压表及安全装置，完成原有基础的荷载传递；

(3)回填恢复施工场地：地下桩基托换施工完成后，对竖井及导洞群进行回填，并恢复施工场地原有状态。

上述步骤(1)中，导洞群的开挖视地质条件可采用跳挖作业；涉及的施工工艺参数包括：桩基托换施工竖井1个，竖井内净空3×4～5×7米(矩形)，或者直径2～7米(圆形)；主导洞1个，主导洞内净空高度3～5米，宽度2.5～5米；支导洞若干个，支导洞内净空高度3米～7米，宽度2.5～5米；竖井断面形式为矩形或圆形，主导洞断面形式为拱形直墙平底形。

本发明的应用范围较广，既可应用于对既有建、构筑物单根或多根桩基础进行桩基托换；也可对需要加层改造或桩基局部缺陷，原桩基础承载力不能满足要求的建、构筑物进行桩基补强。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)灵活布置竖井及导洞群，减少或避免了居民、设备的搬迁；

(2)合理选择竖井井位，减少或避免了管线迁改；

(3)在地下进行托换施工，环境污染小；

(4)合理布置竖井及导洞群，尽可能避免交通疏解；

(5)应用于地铁工程时，可减少或避免地面桩基托换难以实施造成的地铁线路强制调整，保证了线路设置和车站站位布置的科学性和合理性，降低了地铁运营成本，提高了乘客的舒适度。

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明施工方法的平面示意图；

图2为本发明施工方法的剖面示意图；

图3为施工竖井的横断面示意图；

图4为主导洞及支导洞的断面示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

1、工程概况

广州地铁五号线杨箕站～五羊邨站～珠江新城站区间采用盾构法施工，区间隧道下穿五羊邨过街楼。五羊邨过街楼是一栋建筑面积约4600平方米的四层框架结构，基础为φ1200mm的人工挖孔灌注桩，单桩最大承载力900t。该建筑物地处市区繁华地段，地面一层为行车道，双向八车道由中间绿化带隔开，车流量较大；中间绿化带下方有一容积约3000立方米的压力水池，该水池供水覆盖周边众多高层建筑物。经过对建筑物桩基础坐标及桩底标高的调查和实测，五羊邨过街楼共有6根桩基础侵入地铁区间隧道，需要进行桩基托换。

2、桩基地下托换方法在本工程的实施情况

本工程采用1个临时施工竖井、1个主导洞和6个支导洞对五羊邨过街楼的6#、17#、25#、26#、31#、39#桩基进行地下桩基托换。临时施工竖井设置于压力水池西侧的绿化带内，竖井内净空3×5m，通过施工竖井开挖主导洞，并在主导洞内进行支导洞的开挖作业，支导洞施工时为了防止地面沉降过大，采用了跳跃间隔式施工方法，相邻支导洞施工间隔在8m以上。采用在支导洞内施工托换桩、桩顶承台和托换梁等托换体系构件，实现了对过街楼被托换桩基础的荷载传递，同时通过在托换支导洞内开挖截桩孔，对侵入地铁区间隧道的桩基础进行截除，保证了地铁盾构区间隧道的正常施工。图1-4中，1.既有建筑物；2.施工竖井；3.托换主导洞；4.托换支导洞；5.既有建筑物桩基础(被托换桩)；6.托换桩；7.托换梁；8.导洞群。

3、桩基地下托换方法在本工程的施工效果

本工程实施过程中采用不间断的监测方法，工程实施完成后的监测数据表明，建筑物被托换桩基础最大沉降8mm、最小沉降1mm，同时地表沉降及过街楼、压力水池的沉降和倾斜均在规范规定的范围内；本工程采用桩基地下托换方法，取得了良好的技术效果，具体如下：

(1)现有桩基托换技术需临时拆除3000立方米的地下压力水池，中断周边居民日常供水，临时改迁加压泵站，对一层商铺进行搬迁；而本发明方法无需进行居民、设备的搬迁，保证了居民的日常生活。

(2)现有桩基托换技术需对行车道及道路两侧管线进行改迁，改迁过程中需占用部分行车道；而本发明方法通过竖井井位的合理选择，避免了管线迁改工作，保障了供水、供电以及交通的照常进行。

(3)现有桩基托换技术施工中产生的噪音、污水、废气、粉尘等污染物将很大程度上影响周边居民的正常生活；而本发明方法在地下进行桩基托换，将施工对周边环境的影响降到最低程度。

(4)现有桩基托换技术施工中需要占用至少4个行车道，交通疏解难度极大；而本发明方法通过将竖井及施工场地布置于中间绿化带内，避免了交通疏解。

(5)现有桩基托换技术难以适应本工程复杂的周边环境条件，势必引起地铁区间线路的强制调整，区间线路不得不采用急转弯小曲线半径，造成地铁建设费用以及后期运营费用的大幅提高；而本发明方法避免了地铁线路的强制调整，采用了合理的曲线半径，保证了线路选型的科学性和合理性，同时也降低了地铁后期运营成本，提高了乘客的舒适度。

Claims (4)

1、一种桩基的地下托换方法，该方法包括如下施工步骤：

(1)竖井、导洞群施工：对既有建、构筑物进行桩基托换时，根据建、构筑物的周边环境条件，合理选择竖井井位和导洞群的布置方式；清理施工场地，开挖施工竖井，并在竖井底部横向开挖地下导洞群，导洞群由主导洞和支导洞组成，为桩基托换提供施工空间；

(2)桩梁托换体系施工：竖井及导洞群施工完成后，在支导洞内施工托换体系构件，托换体系构件包括托换桩、桩顶承台以及托换梁，并通过桩顶承台上布置的千斤顶和安全装置，对既有建、构筑物桩基础进行预顶，然后锁定千斤顶油压表及安全装置，完成原有基础的荷载传递；

(3)回填恢复施工场地：地下桩基托换施工完成后，对竖井及导洞群进行回填，并恢复施工场地原有状态。

2、根据权利要求1所述的桩基的地下托换方法，其特征在于步骤(1)中导洞群的开挖视地质条件采用跳挖间隔作业。

3、根据权利要求1或2所述的桩基的地下托换方法，其特征在于步骤(1)中涉及的施工工艺参数包括：

桩基托换施工竖井1个，竖井内净空3×4～5×7米或者直径2～7米；

主导洞1个，主导洞内净空高度3～5米，宽度2.5～5米；

支导洞若干个，支导洞内净空高度3米～7米，宽度2.5～5米。

4、根据权利要求3所述的桩基的地下托换方法，其特征在于步骤(1)中竖井断面形式为矩形或圆形，主导洞断面形式为拱形直墙平底形。

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