CN109372011A - 大体积预应力梁托换结构及用该结构进行桩基托换的方法 - Google Patents
大体积预应力梁托换结构及用该结构进行桩基托换的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109372011A CN109372011A CN201811466797.9A CN201811466797A CN109372011A CN 109372011 A CN109372011 A CN 109372011A CN 201811466797 A CN201811466797 A CN 201811466797A CN 109372011 A CN109372011 A CN 109372011A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pile
- steel
- existing
- ground
- transform beams
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000009424 underpinning Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 102
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 102
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 22
- 238000009432 framing Methods 0.000 claims description 15
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 13
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 4
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 claims description 3
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000013036 cure process Methods 0.000 claims description 3
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 3
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 101150054854 POU1F1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/48—Foundations inserted underneath existing buildings or constructions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/10—Deep foundations
- E02D27/12—Pile foundations
- E02D27/14—Pile framings, i.e. piles assembled to form the substructure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2250/00—Production methods
- E02D2250/0046—Production methods using prestressing techniques
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2300/00—Materials
- E02D2300/0004—Synthetics
- E02D2300/0018—Cement used as binder
- E02D2300/002—Concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
本发明公开了大体积预应力梁托换结构及采用该结构进行桩基托换的方法,该结构通过采用托换桩和大体积混凝土托换梁作为主体支撑结构,并在地表设置临时钢支架进行防护,确保在托换过程中对既有桥墩和既有桥梁的有效防护,避免地下通道施工过程中影响地表建筑的安全,该方法对既有桩进行托换,托换过程中采用顶升千斤顶对大体积托换梁进行顶升,顶升力可调,可以根据既有桥墩沉降情况调整荷载,确保托换过程中既有建筑的稳定性,通过地连墙实现通道两侧的围护,确保施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及工程技术领域,具体涉及大体积预应力梁托换结构用该结构进行桩基托换的方法。
背景技术
近年来,随着我国基础建设的飞速发展,城市地铁建设大规模展开,针对我国北方城市的特点,地铁车站施工常遇到不同施工环境、遇到不同的障碍物;既有桥梁桩基及低净空环境均为最难解决的问题,问题主要体现在一下两个方面:
1.将原桥拆除重建,该形式适宜于道路交通压力小,并且附近需要有充足的分流道路,但工程成本教改;
2.拔桩改建,该形式工期长、投资大、社会影响大,不适于城市轨道交通建设。
因此,开发设计一种既能够保证现有地表建筑能够正常使用,还能够进行地下交通线施工的结构和方法是本领域急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供大体积预应力梁托换结构,通过采用托换桩和大体积混凝土托换梁作为主体支撑结构,并在地表设置临时钢支架进行防护,确保在托换过程中对既有桥墩和既有桥梁的有效防护,避免地下通道施工过程中影响地表建筑的安全。
本发明的目的还在于提供一种采用大体积预应力梁托换结构实现既有桩托换的方法,采用该方法对既有桩进行托换,托换过程中采用顶升千斤顶对大体积托换梁进行顶升,顶升力可调,可以根据既有桥墩沉降情况调整荷载,确保托换过程中既有建筑的稳定性,通过地连墙实现通道两侧的围护,确保施工安全。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种大体积预应力梁托换结构,包括大体积混凝土托换梁,所述大体积混凝土托换梁的两端底部设有托换桩,托换桩用于支撑大体积混凝土托换梁,所述大体积混凝土托换梁的底部位于托换桩的内侧设有地连墙,地连墙用于防止两侧土体滑动,所述地连墙的顶部设有冠梁所述托换桩和地连墙均位于地平面以下,所述大体积混凝土托换梁包裹既有承台,既有承台用于支撑既有桥墩,地连墙的延伸方向与大体积混凝土托换梁的长度方向垂直。
所述既有桥墩两侧还对称搭设临时钢支架,临时钢支架包括底部与硬化地面接触的满堂钢支架、钢梁和千斤顶,满堂支架设置四组,四组满堂支架呈矩形布设、且两两分布在大体积混凝土托换梁两侧,四组满堂支架顶端平行搭设两组钢梁,两组钢梁分别位于既有桥墩两侧、且钢梁的延伸方向与大体积混凝土托换梁的长度方向垂直,所述满堂支架的立杆横向间距和排距为0.5m,步距为1m,采用双扣件连接,钢梁上方竖向安装至少两台千斤顶。
每组钢梁包括至少两根并列设置的采用双拼I63C工字钢,钢梁上部设置的千斤顶位于桥面正下方、且相对于桥面中轴线对称。
所述大体积混凝土托换梁为预应力梁。
为实现上述目的,本发明还提供如下技术方案:一种采用大体积预应力梁托换结构进行桩基托换的方法,包括如下步骤:
步骤一:搭设临时钢支架
1、对既有桥墩两侧地面进行硬化处理,首先将既有桥墩两侧地面杂填土进行清理压实,压实系数0.95,在压实地面上铺厚度为300mm的C30砼面板,配筋按Φ12@250×250,砼面板的范围为4.5m×14m;
2、既有桥墩两侧搭建满足设计高度的四组呈矩形分布的满堂支架,满堂支架的底部通过垫块支撑在砼面板上表面,同一组满堂支架内相隔立杆的接头在高度方向错开的距离不小于0.5m,各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3,立杆和横杆安装完毕后,安装斜撑杆和剪刀撑,用于保证支架的稳定性。
3、斜撑杆和剪刀撑通过扣件与扣件支架连接,剪刀撑的斜杆采用旋转扣件与立杆扣接,剪刀撑的底端与砼面板上表面顶紧,夹角为45°~60°;旋转扣件中心线至主结点的距离不宜大于150mm,剪刀撑斜杆连接方式采用搭接,搭接长度不小于500mm,采用不少于2个旋转扣件分别离杆端不小于100mm处进行加固,在其中间应增加3个扣节点,扣件的扭紧力矩应控制在40~65N.m之间;
4、安装钢梁和防护千斤顶,在既有桥墩两侧搭建的满堂支架顶端分别搭设钢梁,钢梁采用双拼I63C工字钢,每侧并列放置3组,同时在钢梁上表面放置防护千斤顶,每根钢梁上放置至少两台防护千斤顶,防护千斤顶顶升至桥面以下2-3mm处,用于防护桥面出现较大沉降,钢梁的长度方向与大体积混凝土托换梁的长度方向垂直;
步骤二:地连墙施工,包括在既有桥墩两侧施做地连墙,两侧的地连墙对称设置、且地连墙的长度方向与大体积混凝土托换梁的长度方向垂直,两侧地连墙之间为盾构区间,地连墙顶部施作连续的冠梁;
步骤三:托换桩施工,托换桩包括四根直径1600mm的钻孔灌注桩,四根钻孔灌注桩相对于盾构区间中心线所在的竖向平面两两对称、且位于地连墙外侧,托换桩顶部预埋顶升千斤顶;
步骤四:基坑开挖,在两侧地连墙围城的空间内开挖基坑,基坑边坡的坡率为1:0.75,坡面采用网喷混凝土和插筋防护的组合防护结构,网喷混凝土防护层所采用的钢筋网的网格间距为150mm,钢筋网的钢筋直径为8mm,插筋采用的钢筋长度为1.5m,直径为22mm,插筋间距为1.5m×1.5m,呈梅花形布置;
步骤五:大体积混凝土托换梁施工,开挖基坑后在设计位置搭设大体积混凝土托换梁钢模板,采用钢管支架和方木支撑体系支撑钢模板,支撑好的钢模板内放置绑扎成型的钢筋和波纹管,并在波纹管内传入预应力钢绞线,混凝土浇筑前将包裹在大体积混凝土托换梁内的既有承台外侧和既有桩顶部凿毛并植筋,最后完成混凝土一次浇注;在混凝土浇注前还需要将托换桩的桩头凿除至设计标高,预留后浇段,在后浇段位置放置钢立柱、顶升千斤顶以及预埋钢筋,每根托换桩顶部设置两套顶升千斤顶,钢立柱用于防止千斤顶失效;
步骤六:大体积混凝土托换梁预应力张拉,在大体积混凝土托换梁混凝土强度达到设计强度后进行张拉,张拉过程中,预应力钢绞线的实际伸长量与理论伸长量相差应该控制在±6%以内,张拉完成24~48小时期间进行孔道压浆及封锚;
步骤七:应力转换:待大体积混凝土托换梁的孔道压浆及封锚混凝土达到设计强度时,进行顶升作业,将托换大梁左右侧各4个千斤顶为一组,分为2组,采用PLC控制液压同步顶升***进行顶升,每组千斤顶设一个监控点,每个监控点设一台监测拉线传感器,在既有桥墩旁边再设置一台静力水准仪,来监测既有桥墩的沉降量;
顶升过程分12级进行,每级持荷20min,每级保持10%的设计顶升力,逐级调整千斤顶的顶升力至设计顶升力的120%,并保持顶升力至托换桩沉降量小于等于0.1mm/h,然后再分级卸载至顶升力为设计顶升力,锁紧安全自锁装置,放置垫块,利用托换桩、顶升千斤顶和垫块支撑大体积混凝土托换梁;
步骤八:清除既有桩,完成应力转换以后,由托换桩通过大体积混凝土托换梁承担既有桥墩的压力,清除既有桩时,首先在大体积混凝土托换梁以下500mm出沿桩周切一条深20mm的断口,同时对既有桥墩的沉降量进行实时监测,当既有桥墩的沉降量大于设定值时,控制顶升千斤顶增加托换桩荷载;然后对既有桩逐层进行切割,直至将既有桩截断,最终将其清除;
步骤九:连接托换桩与大体积混凝土托换梁,完成既有桩清除,并在大体积混凝土托换梁沉降稳定的情况下,将托换桩顶端预留钢筋与大体积混凝土托换梁主筋焊接,并绑扎箍筋,砌筑砖模后通过预留浇注孔道在托换桩后浇段部分浇注C50膨胀混凝土,完成托换。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:该结构通过采用托换桩和大体积混凝土托换梁作为主体支撑结构,并在地表设置临时钢支架进行防护,确保在托换过程中对既有桥墩和既有桥梁的有效防护,避免地下通道施工过程中影响地表建筑的安全。
采用上述技术方案所产生的有益效果还在于:该方法对既有桩进行托换,托换过程中采用顶升千斤顶对大体积托换梁进行顶升,顶升力可调,可以根据既有桥墩沉降情况调整荷载,确保托换过程中既有建筑的稳定性,通过地连墙实现通道两侧的围护,确保施工安全。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2是临时钢支架平面布置示意图;
图3是大体积托换梁施工流程图;
图4是顶升千斤顶和垫块平面布置示意图。
图中:1、大体积混凝土托换梁;2、托换桩;3、地连墙;4、既有桩;5、冠梁;6、既有承台;7、满堂钢支架;8、既有桥墩;9、钢梁;10、既有桥梁;11、顶升千斤顶;12、垫块。
具体实施方式
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,本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种大体积预应力梁托换结构,包括大体积混凝土托换梁1,所述大体积混凝土托换梁1的两端底部设有托换桩2,托换桩2用于支撑大体积混凝土托换梁1,所述大体积混凝土托换梁1的底部位于托换桩2的内侧设有地连墙3,地连墙3用于防止两侧土体滑动,所述地连墙3的顶部设有冠梁5所述托换桩2和地连墙3均位于地平面以下,所述大体积混凝土托换梁包裹既有承台6,既有承台用于支撑既有桥墩8,地连墙的延伸方向与大体积混凝土托换梁1的长度方向垂直。
所述既有桥墩8两侧还对称搭设临时钢支架,临时钢支架包括底部与硬化地面接触的满堂钢支架7、钢梁9和千斤顶,满堂支架设置四组,四组满堂支架呈矩形布设、且两两分布在大体积混凝土托换梁两侧,四组满堂支架顶端平行搭设两组钢梁,两组钢梁分别位于既有桥墩两侧、且钢梁的延伸方向与大体积混凝土托换梁的长度方向垂直,所述满堂支架的立杆横向间距和排距为0.5m,步距为1m,采用双扣件连接,钢梁上方竖向安装至少两台千斤顶。
每组钢梁包括至少两根并列设置的采用双拼I63C工字钢,钢梁上部设置的千斤顶位于桥面正下方、且相对于桥面中轴线对称。
所述大体积混凝土托换梁为预应力梁。
在具体施工过程中,在地铁主体车站外侧安全范围内施做新的托换桩2,之后施做大体积混凝土托换梁包裹既有承台,同时将托换桩桩头凿除到相应标高,在桩头浇筑前设置千斤顶,预留后浇段。浇筑大体积混凝土托换梁前,将既有承台、既有桩等被新做托换梁包裹部分进行凿毛植筋处理,最后浇筑托换梁,带托换梁进行预应力张拉并达到设计强度后进行托换。
托换顶升前,在既有桥墩两侧搭设临时钢支架,以防护施工过程中既有桥梁出现较大沉降或者倾斜。大体积混凝土托换梁达到强度后,每根托换桩顶已提前对称放置2台千斤顶,利用千斤顶施加顶升反力,待托换桩沉降稳定后再将顶升反力卸载至拟截断既有桩的桩身受力等于零的状态。千斤顶顶升时,八台千斤顶同时同步进行顶升作业。
在新做大体积混凝土托换梁底部以下0.5m位置,按水平方向锯断墩柱钢筋及混凝土,先环向锯断墩柱钢筋,然后逐步锯核心混凝土。随着主体基坑开挖,依序将既有桩一一凿除。
凿出既有桩后,托换桩和大体积混凝土托换梁以及地连梁形成既有桥梁的支撑结构,同时在既有桥梁下方形成盾构通道,在保证地面建筑安全的前提下实现盾构施工。
该结构利用大体积预应力梁两端的托换桩起到支撑作用,同时,在托换桩内侧设置地连墙,地连墙可以有效方式周围土体的滑动,确保土体稳定性,另外与托换结构配套设置临时钢支架,临时钢支架的作用在与防止托换过程中既有桥墩出现较大沉降而引起既有桥梁的沉降,能够起到支撑既有桥梁的作用,防止既有桥梁因受较大应力而损坏。
本发明还提供了一种采用大体积预应力梁托换结构进行桩基托换的方法,包括如下步骤:
步骤一:搭设临时钢支架
1、对既有桥墩两侧地面进行硬化处理,首先将既有桥墩两侧地面杂填土进行清理压实,压实系数0.95,在压实地面上铺厚度为300mm的C30砼面板,配筋按Φ12@250×250,砼面板的范围为4.5m×14m;
2、既有桥墩两侧搭建满足设计高度的四组呈矩形分布的满堂钢支架7,满堂钢支架7的底部通过垫块支撑在砼面板上表面,同一组满堂钢支架7内相隔立杆的接头在高度方向错开的距离不小于0.5m,各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3,立杆和横杆安装完毕后,安装斜撑杆和剪刀撑,用于保证支架的稳定性。
3、斜撑杆和剪刀撑通过扣件与扣件支架连接,剪刀撑的斜杆采用旋转扣件与立杆扣接,剪刀撑的底端与砼面板上表面顶紧,夹角为45°~60°;旋转扣件中心线至主结点的距离不宜大于150mm,剪刀撑斜杆连接方式采用搭接,搭接长度不小于500mm,采用不少于2个旋转扣件分别离杆端不小于100mm处进行加固,在其中间应增加3个扣节点,扣件的扭紧力矩应控制在40~65N.m之间;
4、安装钢梁和防护千斤顶,在既有桥墩两侧搭建的满堂钢支架7顶端分别搭设钢梁,钢梁采用双拼I63C工字钢,每侧并列放置3组,同时在钢梁上表面放置防护千斤顶,每根钢梁上放置至少两台防护千斤顶,防护千斤顶顶升至桥面以下2-3mm处,用于防护桥面出现较大沉降,钢梁的长度方向与大体积混凝土托换梁1的长度方向垂直;
步骤二:地连墙3施工,包括在既有桥墩两侧施做地连墙3,两侧的地连墙3对称设置、且地连墙3的长度方向与大体积混凝土托换梁1的长度方向垂直,两侧地连墙3之间为盾构区间,地连墙3顶部施作连续的冠梁5;
步骤三:托换桩2施工,托换桩2包括四根直径1600mm的钻孔灌注桩,四根钻孔灌注桩相对于盾构区间中心线所在的竖向平面两两对称、且位于地连墙3外侧,托换桩2顶部预埋顶升千斤顶;
步骤四:基坑开挖,在两侧地连墙3围城的空间内开挖基坑,基坑边坡的坡率为1:0.75,坡面采用网喷混凝土和插筋防护的组合防护结构,网喷混凝土防护层所采用的钢筋网的网格间距为150mm,钢筋网的钢筋直径为8mm,插筋采用的钢筋长度为1.5m,直径为22mm,插筋间距为1.5m×1.5m,呈梅花形布置;
步骤五:大体积混凝土托换梁1施工,开挖基坑后在设计位置搭设大体积混凝土托换梁1钢模板,采用钢管支架和方木支撑体系支撑钢模板,支撑好的钢模板内放置绑扎成型的钢筋和波纹管,并在波纹管内传入预应力钢绞线,混凝土浇筑前将包裹在大体积混凝土托换梁1内的既有承台6外侧和既有桩4顶部凿毛并植筋,最后完成混凝土一次浇注;在混凝土浇注前还需要将托换桩2的桩头凿除至设计标高,预留后浇段,在后浇段位置放置钢立柱、顶升千斤顶以及预埋钢筋,每根托换桩2顶部设置两套顶升千斤顶,钢立柱用于防止千斤顶失效;
步骤六:大体积混凝土托换梁1预应力张拉,在大体积混凝土托换梁1混凝土强度达到设计强度后进行张拉,张拉过程中,预应力钢绞线的实际伸长量与理论伸长量相差应该控制在±6%以内,张拉完成24~48小时期间进行孔道压浆及封锚;
步骤七:应力转换:待大体积混凝土托换梁1的孔道压浆及封锚混凝土达到设计强度时,进行顶升作业,将托换大梁左右侧各4个千斤顶为一组,分为2组,采用PLC控制液压同步顶升***进行顶升,每组千斤顶设一个监控点,每个监控点设一台监测拉线传感器,在既有桥墩旁边再设置一台静力水准仪,来监测既有桥墩的沉降量,
顶升过程分12级进行,每级持荷20min,每级保持10%的设计顶升力,逐级调整千斤顶的顶升力至设计顶升力的120%,并保持顶升力至托换桩2沉降量小于等于0.1mm/h,然后再分级卸载至顶升力为设计顶升力,锁紧安全自锁装置,放置垫块,利用托换桩2、顶升千斤顶和垫块支撑大体积混凝土托换梁1;
步骤八:清除既有桩4,完成应力转换以后,由托换桩2通过大体积混凝土托换梁1承担既有桥墩的压力,清除既有桩4时,首先在大体积混凝土托换梁1以下500mm出沿桩周切一条深20mm的断口,同时对既有桥墩的沉降量进行实时监测,当既有桥墩的沉降量大于设定值时,控制顶升千斤顶增加托换桩2荷载;然后对既有桩4逐层进行切割,直至将既有桩4截断,最终将其清除;
步骤九:连接托换桩2与大体积混凝土托换梁1,完成既有桩4清除,并在大体积混凝土托换梁1沉降稳定的情况下,将托换桩2顶端预留钢筋与大体积混凝土托换梁1主筋焊接,并绑扎箍筋,砌筑砖模后通过预留浇注孔道在托换桩2后浇段部分浇注C50膨胀混凝土,完成托换。
该方法可以在外部环境极为复杂、施工场地极为狭小、施工机械作业半径受限等不利条件下可以完成现有立交桥桩基托换工程,不仅保证了既有桥梁的交通疏解作用,同时满足了地铁车站主体的施工条件,成功解决了去除障碍桩的难题,降低了施工中的风险。施工工艺新颖,在施工过程中,通过优化施工技术方案,注重施工过程控制,保证了工程质量、进度和成本的统一,取得了良好的社会效益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种大体积预应力梁托换结构,包括大体积混凝土托换梁(1),其特征在于:所述大体积混凝土托换梁(1)的两端底部设有托换桩(2),托换桩(2)用于支撑大体积混凝土托换梁(1),所述大体积混凝土托换梁(1)的底部位于托换桩(2)的内侧设有地连墙(3),地连墙(3)用于防止两侧土体滑动,所述地连墙(3)的顶部设有冠梁(5)所述托换桩(2)和地连墙(3)均位于地平面以下,所述大体积混凝土托换梁包裹既有承台(6),既有承台用于支撑既有桥墩(8),地连墙的延伸方向与大体积混凝土托换梁(1)的长度方向垂直。
2.根据权利要求1所述的大体积预应力梁托换结构,其特征在于:所述既有桥墩(8)两侧还对称搭设临时钢支架,临时钢支架包括底部与硬化地面接触的满堂钢支架(7)、钢梁(9)和千斤顶,满堂支架设置四组,四组满堂支架呈矩形布设、且两两分布在大体积混凝土托换梁两侧,四组满堂支架顶端平行搭设两组钢梁,两组钢梁分别位于既有桥墩两侧、且钢梁的延伸方向与大体积混凝土托换梁的长度方向垂直,所述满堂支架的立杆横向间距和排距为0.5m,步距为1m,采用双扣件连接,钢梁上方竖向安装至少两台千斤顶。
3.根据权利要求2所述的大体积预应力梁托换结构,其特征在于:每组钢梁包括至少两根并列设置的采用双拼I63C工字钢,钢梁上部设置的千斤顶位于桥面正下方、且相对于桥面中轴线对称。
4.根据权利要求3所述的大体积预应力梁托换结构,其特征在于:所述大体积混凝土托换梁为预应力梁。
5.一种采用权利要求4所述的大体积预应力梁托换结构进行桩基托换的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:搭设临时钢支架
1、对既有桥墩两侧地面进行硬化处理,首先将既有桥墩两侧地面杂填土进行清理压实,压实系数0.95,在压实地面上铺厚度为300mm的C30砼面板,配筋按Φ12@250×250,砼面板的范围为4.5m×14m;
2、既有桥墩两侧搭建满足设计高度的四组呈矩形分布的满堂钢支架(7),满堂钢支架(7)的底部通过垫块(12)支撑在砼面板上表面,同一组满堂钢支架(7)内相隔立杆的接头在高度方向错开的距离不小于0.5m,各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3,立杆和横杆安装完毕后,安装斜撑杆和剪刀撑,用于保证支架的稳定性;
3、斜撑杆和剪刀撑通过扣件与扣件支架连接,剪刀撑的斜杆采用旋转扣件与立杆扣接,剪刀撑的底端与砼面板上表面顶紧,夹角为45°~60°;旋转扣件中心线至主结点的距离不宜大于150mm,剪刀撑斜杆连接方式采用搭接,搭接长度不小于500mm,采用不少于2个旋转扣件分别离杆端不小于100mm处进行加固,在其中间应增加3个扣节点,扣件的扭紧力矩应控制在40~65N.m之间;
4、安装钢梁和防护千斤顶,在既有桥墩两侧搭建的满堂钢支架(7)顶端分别搭设钢梁,钢梁采用双拼I63C工字钢,每侧并列放置3组,同时在钢梁上表面放置防护千斤顶,每根钢梁上放置至少两台防护千斤顶,防护千斤顶顶升至桥面以下2-3mm处,用于防护桥面出现较大沉降,钢梁的长度方向与大体积混凝土托换梁(1)的长度方向垂直;
步骤二:地连墙(3)施工,包括在既有桥墩两侧施做地连墙(3),两侧的地连墙(3)对称设置、且地连墙(3)的长度方向与大体积混凝土托换梁(1)的长度方向垂直,两侧地连墙(3)之间为盾构区间,地连墙(3)顶部施作连续的冠梁(5);
步骤三:托换桩(2)施工,托换桩(2)包括四根直径1600mm的钻孔灌注桩,四根钻孔灌注桩相对于盾构区间中心线所在的竖向平面两两对称、且位于地连墙(3)外侧,托换桩(2)顶部预埋顶升千斤顶(11);
步骤四:基坑开挖,在两侧地连墙(3)围城的空间内开挖基坑,基坑边坡的坡率为1:0.75,坡面采用网喷混凝土和插筋防护的组合防护结构,网喷混凝土防护层所采用的钢筋网的网格间距为150mm,钢筋网的钢筋直径为8mm,插筋采用的钢筋长度为1.5m,直径为22mm,插筋间距为1.5m×1.5m,呈梅花形布置;
步骤五:大体积混凝土托换梁(1)施工,开挖基坑后在设计位置搭设大体积混凝土托换梁(1)钢模板,采用钢管支架和方木支撑体系支撑钢模板,支撑好的钢模板内放置绑扎成型的钢筋和波纹管,并在波纹管内传入预应力钢绞线,混凝土浇筑前将包裹在大体积混凝土托换梁(1)内的既有承台(6)外侧和既有桩(4)顶部凿毛并植筋,最后完成混凝土一次浇注;在混凝土浇注前还需要将托换桩(2)的桩头凿除至设计标高,预留后浇段,在后浇段位置放置钢立柱、顶升千斤顶(11)以及预埋钢筋,每根托换桩(2)顶部设置两套顶升千斤顶(11),钢立柱用于防止千斤顶失效;
步骤六:大体积混凝土托换梁(1)预应力张拉,在大体积混凝土托换梁(1)混凝土强度达到设计强度后进行张拉,张拉过程中,预应力钢绞线的实际伸长量与理论伸长量相差应该控制在±6%以内,张拉完成24~48小时期间进行孔道压浆及封锚;
步骤七:应力转换:待大体积混凝土托换梁(1)的孔道压浆及封锚混凝土达到设计强度时,进行顶升作业,将托换大梁左右侧各4个千斤顶为一组,分为2组,采用PLC控制液压同步顶升***进行顶升,每组千斤顶设一个监控点,每个监控点设一台监测拉线传感器,在既有桥墩旁边再设置一台静力水准仪,来监测既有桥墩的沉降量,
顶升过程分12级进行,每级持荷20min,每级保持10%的设计顶升力,逐级调整千斤顶的顶升力至设计顶升力的120%,并保持顶升力至托换桩(2)沉降量小于等于0.1mm/h,然后再分级卸载至顶升力为设计顶升力,锁紧安全自锁装置,放置垫块(12),利用托换桩(2)、顶升千斤顶(11)和垫块(12)支撑大体积混凝土托换梁(1);
步骤八:清除既有桩(4),完成应力转换以后,由托换桩(2)通过大体积混凝土托换梁(1)承担既有桥墩的压力,清除既有桩(4)时,首先在大体积混凝土托换梁(1)以下500mm出沿桩周切一条深20mm的断口,同时对既有桥墩的沉降量进行实时监测,当既有桥墩的沉降量大于设定值时,控制顶升千斤顶(11)增加托换桩(2)荷载;然后对既有桩(4)逐层进行切割,直至将既有桩(4)截断,最终将其清除;
步骤九:连接托换桩(2)与大体积混凝土托换梁(1),完成既有桩(4)清除,并在大体积混凝土托换梁(1)沉降稳定的情况下,将托换桩(2)顶端预留钢筋与大体积混凝土托换梁(1)主筋焊接,并绑扎箍筋,砌筑砖模后通过预留浇注孔道在托换桩(2)后浇段部分浇注C50膨胀混凝土,完成托换。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811466797.9A CN109372011A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 大体积预应力梁托换结构及用该结构进行桩基托换的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811466797.9A CN109372011A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 大体积预应力梁托换结构及用该结构进行桩基托换的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109372011A true CN109372011A (zh) | 2019-02-22 |
Family
ID=65375163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811466797.9A Pending CN109372011A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 大体积预应力梁托换结构及用该结构进行桩基托换的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109372011A (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110656786A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-07 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种预应力钢-混凝土组合式桩托换节点及其制作方法 |
CN110670615A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-01-10 | 天津大学 | 一种基于受限空间的地铁绿色建造施工调适方法 |
CN110847207A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-28 | 中建八局轨道交通建设有限公司 | 地铁隧道穿越既有桥桩新建桥梁的构造及施工方法 |
CN112176879A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-05 | 深圳市罗湖建筑安装工程有限公司 | 一种桥墩基础托换结构及施工方法 |
CN112854813A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-28 | 杭州圣基建筑特种工程有限公司 | 一种古建筑平移用型钢托盘结构及托换方法 |
CN112982200A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-18 | 中建三局基础设施建设投资有限公司 | 一种既有连续桥梁的托换方法 |
CN113772576A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-10 | 王志君 | 环形液压缸及用环形液压缸顶升桥梁及建筑的方法 |
CN114753272A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-07-15 | 中交路桥华东工程有限公司 | 一种用于桥墩修复的预应力承台施工方法 |
CN115126016A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-09-30 | 中铁四局集团第二工程有限公司 | 一种托换梁与既有桥墩连接施工方法 |
WO2024146015A1 (zh) * | 2023-01-06 | 2024-07-11 | 上海建工一建集团有限公司 | 一种既有高层结构移位装置及施工方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101067303A (zh) * | 2007-02-13 | 2007-11-07 | 铁道第二勘察设计院 | 主动桩基托换结构及其施工方法 |
CN102277885A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-14 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 高速铁路连续刚构桥梁桩基托换方法 |
CN103981816A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-08-13 | 河南省公路工程局集团有限公司 | 立交桥框架墩柱托换施工方法 |
CN108316368A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-24 | 中铁隧道集团二处有限公司 | 一种对于独柱独桩的桥梁桩基主动托换方法 |
-
2018
- 2018-12-03 CN CN201811466797.9A patent/CN109372011A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101067303A (zh) * | 2007-02-13 | 2007-11-07 | 铁道第二勘察设计院 | 主动桩基托换结构及其施工方法 |
CN102277885A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-14 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 高速铁路连续刚构桥梁桩基托换方法 |
CN103981816A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-08-13 | 河南省公路工程局集团有限公司 | 立交桥框架墩柱托换施工方法 |
CN108316368A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-24 | 中铁隧道集团二处有限公司 | 一种对于独柱独桩的桥梁桩基主动托换方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王勇: "地铁施工中障碍桩移除施工工艺分析", 石家庄铁道大学学报(自然科学版), vol. 31, no. 150, pages 89 - 95 * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110670615A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-01-10 | 天津大学 | 一种基于受限空间的地铁绿色建造施工调适方法 |
CN110656786A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-07 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种预应力钢-混凝土组合式桩托换节点及其制作方法 |
CN110847207A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-28 | 中建八局轨道交通建设有限公司 | 地铁隧道穿越既有桥桩新建桥梁的构造及施工方法 |
CN112176879A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-05 | 深圳市罗湖建筑安装工程有限公司 | 一种桥墩基础托换结构及施工方法 |
CN112854813A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-28 | 杭州圣基建筑特种工程有限公司 | 一种古建筑平移用型钢托盘结构及托换方法 |
CN112982200A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-18 | 中建三局基础设施建设投资有限公司 | 一种既有连续桥梁的托换方法 |
CN112982200B (zh) * | 2021-03-30 | 2022-09-02 | 中建三局基础设施建设投资有限公司 | 一种既有连续桥梁的托换方法 |
CN113772576A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-10 | 王志君 | 环形液压缸及用环形液压缸顶升桥梁及建筑的方法 |
CN114753272A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-07-15 | 中交路桥华东工程有限公司 | 一种用于桥墩修复的预应力承台施工方法 |
CN115126016A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-09-30 | 中铁四局集团第二工程有限公司 | 一种托换梁与既有桥墩连接施工方法 |
WO2024146015A1 (zh) * | 2023-01-06 | 2024-07-11 | 上海建工一建集团有限公司 | 一种既有高层结构移位装置及施工方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109372011A (zh) | 大体积预应力梁托换结构及用该结构进行桩基托换的方法 | |
CN101838968B (zh) | 跨越既有铁路运营线的双线桥施工工艺 | |
CN102352590B (zh) | 采用桩板式挡墙进行高填方路基拼接的方法 | |
CN101215815B (zh) | 适于陡峻山区的整体式悬挑结构复合道路的修筑方法 | |
CN101265690A (zh) | 保护性拆除拱桥的方法 | |
JP6615869B2 (ja) | 石造アーチ橋の下方のスペースを拡大する方法及び石造アーチ橋 | |
CN103114592A (zh) | 一种紧邻地铁站的深基坑组合支护施工方法 | |
CN102031756A (zh) | 现浇箱梁的支撑组件及现浇箱梁的施工方法 | |
CN210529712U (zh) | 基坑横跨地下管线区域的施工结构 | |
CN108265618B (zh) | 一种高架桥柱墩基础地下逆向增层施工方法 | |
CN109629576B (zh) | 横穿基坑给水管悬吊保护体系及施工方法 | |
CN107059882A (zh) | 拱形锚网与桩锚联合支护结构 | |
CN112942147A (zh) | 桥桩主动托换方法 | |
CN107558489A (zh) | 一种盾构下穿既有建筑物的施工方法 | |
KR101011805B1 (ko) | 파일기초부를 횡단하는 지중구조물 시공 방법 및 그를 이용하여 축조된 지중구조물 | |
CN108978673A (zh) | 一种立交桥桩基托换的基坑支护结构及施工方法 | |
CN112049011B (zh) | 一种大跨度预应力现浇桥梁逆作法施工方法 | |
CN113235639A (zh) | 一种既有线下排桩围护结构及其施工方法 | |
CN111305182A (zh) | 一种软弱地基加固施工方法 | |
CN206667263U (zh) | 一种基坑支护结构 | |
JP2005146695A (ja) | 高架橋構造及びその施工方法 | |
CN112983493A (zh) | 一种盾构近距离下穿大断面桥涵的加固结构及施工方法 | |
CN113389218A (zh) | 一种地道桥出入口挡墙结构及其施工方法 | |
CN112507424A (zh) | 一种膨胀土地层盾构下穿铁路轨道的施工方法 | |
CN112048959A (zh) | 一种横向注浆路基加固结构及路基修复方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190222 |