CN220013224U - 一种盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，该倾斜桩加固结构包括托换梁及若干个托换桩；托换梁位于既有铁路路基下方，托换桩为倾斜桩且桩顶部均与托换梁相接；将所有托换桩均分为两组，同一组内倾斜桩的倾斜方向及倾斜角相同，一组内倾斜桩与另一组内倾斜桩布设成八字形；两组倾斜桩的桩底分别位于待盾构隧道的两侧；待盾构隧道从两组倾斜桩与托换梁围合的梯形区域中穿过。本实用新型可以更好的抵抗由于盾构隧道施工而产生的原铁路支撑桩水平变形，又可以减小铁路路基沉降，有效保护铁路正常运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及地下工程及隧道工程技术领域，特别涉及一种盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构。
背景技术
目前，随着我国城市体量的不断发展，城市人口不断增加，地上交通已不能满足日常通行需求，需要新建大量地铁。由于新建地铁规划较晚，导致拟建地铁线路会途径大量构筑物，特别是已建铁路。由于隧道的施工，隧道周围会产生土体变形，会导致临近铁路桩基产生附加位移和附加应力，进而影响上部结构的安全与稳定，严重威胁铁路运营的安全。
针对待盾构隧道侧穿既有铁路桩基的加固方法有很多，但可以总结为两类，其一是对受到盾构地铁施工影响铁路的桩基采取保护措施，如对桩基周围进行土体加固，亦或是对铁路桩基进行托换，在待盾构隧道施工的周围加设铁路桩基；其二是在待盾构隧道与铁路桩基之间设置隔离结构，包括隔离桩或隔离墙，来阻止变形的传递。
这些措施对于保护铁路桩基都有比较好的效果，对于对铁路桩基进行托换的方法，传统方法为采取在原桩基周围另外打入竖直桩基，来承担来自铁路的上部荷载。但对于待盾构隧道侧穿桩基的情况，该方法抵抗桩基水平变形的效果并不是很好。
实用新型内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可抵抗待盾构隧道施工引起的桩基水平变形且可减小沉降的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，该倾斜桩加固结构包括托换梁及若干个托换桩；托换梁位于既有铁路路基下方，托换桩为倾斜桩且桩顶部均与托换梁相接；将所有托换桩均分为两组，同一组内倾斜桩的倾斜方向及倾斜角相同，一组内倾斜桩与另一组内倾斜桩布设成八字形；两组倾斜桩的桩底分别位于待盾构隧道的两侧；待盾构隧道从两组倾斜桩与托换梁围合的梯形区域中穿过。
进一步地，倾斜桩的倾斜角为20～30°。
进一步地，该倾斜桩加固结构还包括包围待施工隧道的注浆加固体，倾斜桩伸入注浆加固体中。
进一步地，注浆加固体的底面低于待盾构隧道底面，注浆加固体的顶面高于待盾构隧道顶面。
进一步地，注浆加固体以铁路中心线为基线，分别向两侧水平方向延伸，注浆加固体在垂直于铁路中心线方向的尺寸大于铁路轨枕长度。
进一步地，托换梁以铁路中心线为基线，分别向两侧水平方向延伸，托换梁在垂直于铁路中心线方向的尺寸大于铁路轨枕长度；将同组内倾斜桩均分为两列，同组内的两列倾斜桩以铁路中心线为中心对称布置。
进一步地，两组倾斜桩以待盾构隧道轴线为中心对称布置。
进一步地，倾斜桩为预制桩。
进一步地，倾斜桩桩顶伸入托换梁中，在倾斜桩桩顶预留若干与托换梁的钢筋连接为整体的钢筋。
进一步地，托换梁与原铁路基桩通过梁抱柱结构形式相连接；原铁路基桩穿过托换梁，在原铁路基桩与托换梁连接处设置若干与托换梁的钢筋连接为整体的植入筋。
进一步地，植入筋绕原铁路基桩周向均布，且沿原铁路基桩轴向多层布设。
本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型采用两组布设成八字形的倾斜的托换桩通过压桩机倾斜打入地基，托换桩上部与托换梁连接，形成共同受力的整体，用以承担上部荷载。当上部荷载传递到原铁路基桩后，托换梁将荷载转移到托换桩上。本实用新型对于待盾构隧道侧穿铁路桩基进行托换加固时，可使托换桩与注浆加固区相结合，增强地基承载力，高效抵抗由于待盾构隧道施工造成的铁路桩基侧向变形与铁路路基的沉降。本实用新型可以更好的抵抗由于待盾构隧道施工而产生的原铁路基桩水平变形，又可以减小铁路路基沉降，有效保护铁路正常运行。
附图说明
图1为本实用新型的立体示意图。
图2为本实用新型的主视图。
图3为本实用新型的俯视图。
图4为本实用新型的一种托换梁与原铁路基桩的梁抱柱结构立体剖视图。
图中：1、原铁路基桩；2、铁路路基；3、托换梁；4、倾斜桩A；5、倾斜桩B；6、待盾构隧道；7、注浆加固区；8、植入筋。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于直接的连接，而是可以通过其他中间连接件间接的连接。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
请参见图1至图4，一种盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，该倾斜桩加固结构包括托换梁3及若干个托换桩；托换梁3位于既有铁路路基2下方，托换桩为倾斜桩且桩顶部均与托换梁相接；将所有托换桩均分为两组，同一组内倾斜桩的倾斜方向及倾斜角相同，一组内倾斜桩与另一组内倾斜桩布设成八字形；两组倾斜桩的桩底分别位于待盾构隧道6的两侧；即：一组倾斜桩的桩底位于待盾构隧道6的一侧；另一组倾斜桩的桩底位于待盾构隧道6的另一侧；待盾构隧道6从两组倾斜桩与托换梁3围合的梯形区域中穿过。待盾构隧道6的横截面位于两组倾斜桩与托换梁3围合的梯形区域内。
设桩底位于待盾构隧道6的左侧的倾斜桩为倾斜桩A4，设桩底位于待盾构隧道6的右侧的倾斜桩为倾斜桩B5；倾斜桩A4的桩顶相对铅垂线向右侧倾斜，倾斜桩B5的桩顶相对铅垂线向左侧倾斜。
优选地，倾斜桩的倾斜角可为20°～30°。
根据待盾构隧道6的周围土质情况，可设置注浆加固区7进行注浆加固，在注浆加固区7注浆完成后形成注浆加固体。
优选地，该倾斜桩加固结构还可包括包围待施工隧道的注浆加固体，倾斜桩伸入注浆加固体中。
优选地，注浆加固体的底面低于待盾构隧道6的底面，注浆加固体的顶面高于待盾构隧道6的顶面。
优选地，注浆加固体以铁路中心线为基线，可分别向两侧水平方向延伸，注浆加固体在垂直于铁路中心线方向的尺寸大于铁路轨枕长度，即投影在水平面上的注浆加固体的宽度大于铁路轨枕长度。注浆加固体可以铁路中心线为中心对称设置。
优选地，托换梁3以铁路中心线为基线，可分别向两侧水平方向延伸，托换梁3在垂直于铁路中心线方向的尺寸大于铁路轨枕长度，即投影在水平面上的托换梁3的宽度大于铁路轨枕长度。
将同组内倾斜桩均分为两列，同组内的两列倾斜桩以铁路中心线为中心对称布置。托换梁3可以铁路中心线为中心对称设置。
优选地，两组倾斜桩以待盾构隧道6轴线为中心可对称布置。
优选地，倾斜桩可为预制桩。
优选地，倾斜桩桩顶伸入托换梁3中，在倾斜桩桩顶可预留若干与托换梁3的钢筋连接为整体的钢筋。
优选地，托换梁3与原铁路基桩1可通过梁抱柱结构形式相连接；原铁路基桩1穿过托换梁3，在原铁路基桩1与托换梁3连接处设置若干与托换梁3的钢筋连接为整体的植入筋8。植入筋8也称植入钢筋。
优选地，植入筋8可绕原铁路基桩1周向均布，且可沿原铁路基桩1轴向多层布设。
本实用新型的工作原理及施工方法如下：
参见图1至图4，一种盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，该倾斜桩加固结构包括托换梁3及若干个托换桩；托换梁3位于既有铁路路基2下方，托换桩为倾斜桩，将所有托换桩均分为两组，同一组内倾斜桩的倾斜方向及倾斜角相同，一组内倾斜桩与另一组内倾斜桩布设成八字形；两组倾斜桩的桩底分别位于待盾构隧道6的两侧；待盾构隧道6的横截面位于两组倾斜桩与托换梁3围合的梯形区域内。待盾构隧道6侧穿铁路桩基。
如图1，当待盾构隧道6侧穿铁路桩基时，本实用新型可实现在不拆除原有桩基的基础上，不降低整体结构的刚度及承载能力情况下，实现上部荷载的转移。两组倾斜桩成八字设置，两组倾斜桩的桩底分别位于待盾构隧道6的两侧；待盾构隧道6的横截面位于两组倾斜桩与托换梁3围合的梯形区域内。这样八字形设置的两组托换桩可增强承载力，抵抗由于待盾构隧道6施工产生的水平变形。
托换梁3与原铁路基桩1通过梁抱柱结构连接，用于承载铁路桩基所承担的荷载。铁路桩基植入若干植入筋8，植入筋8由原铁路基桩周围均匀多层布设，如图4所示。用于承载铁路桩基所承担的荷载。
托换桩通过压桩机倾斜打入注浆加固区7，托换桩上部与托换梁3连接，形成共同受力的整体，用以承担上部荷载。当上部荷载传递到铁路桩基后，托换梁3将荷载转移到托换桩上。
进一步地，如图4所示，在原铁路基桩1上打孔植入植入筋8，并用化学植筋胶封孔。植入筋8与托换梁3现浇成为整体。
托换桩采用预制桩，提前根据设计顶点、压桩。并在桩顶预留钢筋，与托换梁3现浇成为整体。
本实用新型的一种施工顺序为：注浆加固、托换桩施工、托换桩承台施工、在原铁路基桩1植筋、托换梁3钢筋绑扎、托换梁3浇筑、素土回填。
本实用新型在施工过程中需要先完成注浆加固的施工，然后进行托换桩的压桩，最后进行托换梁3的施工。为保证荷载的传递顺利，应使得托换桩、托换梁3与原铁路桩基1连接成一个整体。
采用静压注浆法，在注浆加固区7将各种有机或无机化学浆液注入深层土体，可以使地基固化，提高地基土的强度。对于待盾构隧道6侧穿铁路桩基进行托换加固时，可使托换桩与注浆加固体相结合，增强地基承载力，高效抵抗由于待盾构隧道6施工造成的铁路桩基1侧向变形与铁路路基2的沉降。
托换桩采用基坑无支撑预制倾斜桩中置式斜桩压桩机施工，该设备可在±30°的倾角范围内前后摆动、以调整支护桩中倾斜桩及直桩的压桩角度。该施工方式不会产生较大的噪音和震动。
为保证施工中原铁路桩基不会发生破坏，在打孔时应遵循随打随锚的原则，打完孔后将孔内碎渣吹尽，立即锚入钢筋并注胶，待注胶强度达到100％后方可进行下一个钻孔施工。钢筋全部锚固完成后方可进行托换梁3钢筋绑扎、浇筑施工。
以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。
Claims (11)
1.一种盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，该倾斜桩加固结构包括托换梁及若干个托换桩；托换梁位于既有铁路路基下方，托换桩为倾斜桩且桩顶部均与托换梁相接；将所有托换桩均分为两组，同一组内倾斜桩的倾斜方向及倾斜角相同，一组内倾斜桩与另一组内倾斜桩布设成八字形；两组倾斜桩的桩底分别位于待盾构隧道的两侧；待盾构隧道从两组倾斜桩与托换梁围合的梯形区域中穿过。
2.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，倾斜桩的倾斜角为20～30°。
3.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，该倾斜桩加固结构还包括包围待施工隧道的注浆加固体，倾斜桩伸入注浆加固体中。
4.根据权利要求3所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，注浆加固体的底面低于待盾构隧道底面，注浆加固体的顶面高于待盾构隧道顶面。
5.根据权利要求3所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，注浆加固体以铁路中心线为基线，分别向两侧水平方向延伸，注浆加固体在垂直于铁路中心线方向的尺寸大于铁路轨枕长度。
6.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，托换梁以铁路中心线为基线，分别向两侧水平方向延伸，托换梁在垂直于铁路中心线方向的尺寸大于铁路轨枕长度；将同组内倾斜桩均分为两列，同组内的两列倾斜桩以铁路中心线为中心对称布置。
7.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，两组倾斜桩以待盾构隧道轴线为中心对称布置。
8.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，倾斜桩为预制桩。
9.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，倾斜桩桩顶伸入托换梁中，在倾斜桩桩顶预留若干与托换梁的钢筋连接为整体的钢筋。
10.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，托换梁与原铁路基桩通过梁抱柱结构形式相连接；原铁路基桩穿过托换梁，在原铁路基桩与托换梁连接处设置若干与托换梁的钢筋连接为整体的植入筋。
11.根据权利要求10所述的盾构隧道侧穿铁路桩基的倾斜桩加固结构，其特征在于，植入筋绕原铁路基桩周向均布，且沿原铁路基桩轴向多层布设。
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