[发明专利]一种盾构切割跨河桥梁桩基托换方法及桩基托换结构

说明书

本发明涉及一种盾构切割跨河桥梁桩基托换方法及桩基托换结构。所述方法包括：对所述跨河桥梁桩基和所述跨河桥梁下方对应的土体进行加固，基于所述加固之完成，修筑承重平台；在所述承重平台上设置两个以上的支撑机构，所述支撑机构两端分别连接所述承重平台和对所述跨河桥梁。所述跨河桥梁通过所述支撑机构增加所述承重平台的受力面积和受力点。优选地，所述跨河桥梁通过多个所述支撑机构增加所述承重平台的受力面积和受力点，从而将原本集中传递至桩基的载荷分散传递至所述承重平台，构建新的受力体系，实现桩基托换。

技术领域

本发明涉及盾构隧道施工领域，尤其涉及一种盾构切割跨河桥梁桩基托换方法及桩基托换结构。

背景技术

随着城市轨道交通的快速发展，地铁线路日益密集。由于时间和空间上的局限性，地铁线路会不可避免地穿越既有建(构)筑物。当新建地铁隧道或车站侵入既有桥梁的桩端或邻近桩端时，势必会对桥梁的正常使用产生影响。此时就需要对周边的土体以及桩基础进行加固和托换后，方能进行盾构对于桩基础的直接切除。相应的本领域的技术人员对桩基托换进行了大量研究。例如公开号为CN113123361A的发明专利公开了一种盾构隧道安全下穿市政桥梁桩基托换系统及其施工方法，所述方法包括在工作平台上施工托换桩，托换桩顶部设置预顶承台，设置临时支架，在桥梁的盖梁底部施作大跨度、井字形上部托换结构梁，进行第一次托换施工，利用被托换桩在河底标高以下施工大跨度、井字形下部托换结构梁，然后施工托换墙至上部托换结构梁的下部，待下部托换结构梁混凝土达到强度后，进行第二次托换施工。

该专利共采用两次托换，第一次采用上部(桥梁盖梁底部)托换，为下部拔桩提供施工空间；第二次为下部(河道河底以下)托换。该专利的托换施工采用主动托换的方式，即在割除被托换桩之前对托换桩和上部托换结构梁间通过千斤顶和液压同步系统预先施加荷载，使托换桩和托换结构梁在上顶力的作用下，预先完成可能存在的变形，最终达到通过预加载消除部分托换桩和上部托换结构梁的变形，使托换桩和上部托换结构梁的变形控制在较小的范围；由于上部托换结构梁受力体系存在二次受力转换，受力及变形均较为复杂，顶升力加载过程应按设计顶升力分级进行，并同步监测上部结构的沉降量。但主动托换的方式存在操作复杂、造价高、时间长，同时对施工监测的质量提出很高要求等缺点，是一项风险很高的施工工艺，并且，主动换托的方式会因拔桩操作破坏原有土体结构，增加土体的移动和沉降趋势，从而影响桥梁的正常运营和使用。

本发明现有技术的基础上，进行的进一步改进，提出了一种盾构切割跨河桥梁桩基托换方法及桩基托换结构，通过新建筏板基础和设置临时的竖向支撑，并在其上安放千斤顶托住桥梁，将跨河桥梁施加在桩基上的载荷转移至承重平台以构建跨河桥梁基于承重平台的受力体系。新受力体系使得桩基被切除部分不再承载跨河桥梁的载荷，利于盾构时桩基的切除，桥梁的正常运营和使用。

承重平台通过面接触的方式接触所述跨河桥梁下方对应的土体，将集中作用在土体某一区域的压力分散至整个接触面，使得土体受力均匀，从而降低了土体因受到的压力而产生的移动和沉降趋势。土体注浆装置通过高压注浆的方式减弱跨河桥梁下方对应的土体的流动性，以增加土体移动的摩擦阻力，同时补偿跨河桥梁下方对应的土体因盾构隧道开挖产生的摩擦阻力损失，以确保在所述桩基存在沉降趋势的情况下，土体与桩基间的摩擦阻力能够抑制桩基的沉降。现浇桩通过抑制与桩基接触的河床土层在基于桩基的挤压产生的移动趋势，使得桩基与河床土层间的摩擦阻力增加，从而加固桩基。本发明在建立基于承重平台的受力体系的同时通过抑制桩基和跨河桥梁下方土体的移动和沉降趋势，以势确保桥梁的正常运营和使用。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种盾构切割跨河桥梁桩基托换方法，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。