[发明专利]一种保护地铁隧道的框架-悬桩支撑结构体系及其工法

说明书

一种保护地铁隧道的框架‑悬桩支撑结构体系及其工法，属于基坑开挖加固技术领域。进行基坑区域内的土体开挖时，先对地铁区域50米以外的土体进行开挖，随后根据具体条件预先在地铁20‑25米处打设基坑围护双排桩，并配合内外侧腰梁、横纵向支撑等结构，对地铁周围区域进行支撑，随后再将地铁隧道基坑围护双排桩以外、50米以内的土体进行分层分块的开挖。另一种开挖工况为直接在地铁正上方进行开挖卸荷，亦进行基坑围护双排桩的打设，既可保证开挖过程中基坑的稳定性，又可限制土体的侧向形变，从而减小地铁隧道的侧向变形。本发明的结构为一个整体，使桩体协同工作，增强桩体刚度，减少不均匀沉降。

技术领域

本发明属于基坑开挖加固技术领域，具体涉及一种保护地铁隧道的框架-悬桩支撑结构体系及其工法。

背景技术

当前随着我国经济社会的不断发展，我国的轨道交通建设已进入快速发展期，越来越多的城市加入到地铁阵营，如果说普铁和高铁是作为城市的发展窗口，那么地铁则是城市交通的疏导，减少交通堵塞，缓解交通压力，这就是地铁的魅力。

伴随着中国基建技术的迅猛发展，对地下资源的开发利用也越来越多。地下资源的开发利用已成为当前基建发展背景下的必然趋势。其中，地铁系统由于其诸多优点已经成为城市客运系统的主要组成部分且不可分割，它极大地方便人民的生活与出行。地铁线路的开通越来越多，地铁线路网也越来越密集，随着地铁交通系统的日益完善，城市地下空间的开发也越来越普遍，地铁沿线的建筑物也随之兴起，同时也出现了很多问题。其中在既有地铁附近进行基坑施工问题日益凸显出来，出现了大量临近地铁隧道的深基坑工程。在深基坑开挖过程中由于土方的开挖卸载，引起周围土体应力场和位移场发生变化，直接影响到地铁隧道的结构安全与正常运营。

目前地铁周围50米范围内为地铁保护红线，现代化城市土地资源日趋紧张，城市人口密度大，交通拥堵，如何在不破坏地铁的前提下有效的利用起地铁隧道周围的宝贵土地资源，已成为一个重要的科学问题。随着我国基础建设能力与设备的提升，在部分区域内可一定程度上对地铁周围的土地资源进行利用。但地铁作为重大城市公共基础设施，且设计使用年限较长，现有规范对地铁变形控制要求严格，故根据现有的施工经验，在地铁周围区域或正上方进行基坑开挖卸荷，往往会对地铁造成不可挽回的形变及损害。此外，以其他结构形式的地铁隧道变形量为控制目的的基坑变形控制研究还不够完善，对基坑及地铁的变形监测方法比较单一，不能进行全方位有效的实时监测分析，从而基坑开挖对地铁隧道的影响不能进行全面分析与掌握，这就造成了施工的风险系数较大。

经过科学的调研与分析，明确认识到基坑开挖导致地铁形变的原因众多，其中重要原因之一就是土体开挖卸荷破坏了地铁隧道原有的应力平衡以及地下水位的变化。此外，大量工程实践及科学调查表明，隧道正上方进行基坑开挖卸荷时，往往地铁隧道形变以竖向位移为主，侧向变形往往甚小。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前在既有地铁周围施工的深基坑开挖过程中，由于土方开挖的卸载，周围土体应立场和位移场及地下水位的变化，可能会影响地铁隧道安全的问题，提供一种保护地铁隧道的框架-悬桩支撑结构体系及其工法，可用于对位于复杂地层下邻近地铁或位于地铁正上方的基坑开挖与加固工法，有效的达到保护地铁的目的。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种保护地铁隧道的框架-悬桩支撑结构体系，所述结构包括基坑围护双排桩、双排桩格构冠梁、外侧加固腰梁、双排桩外侧型钢牛脚支撑、双排桩内侧腰梁、双排桩内侧牛脚支撑、双排桩间横向支撑、双排桩间纵向支撑、竖向悬桩、建筑结构基础底板、隧道内壁U形钢衬、堆载、环形联结钢衬和隧道衬砌；