本發(fā)明屬于頂升控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種盾構(gòu)隧道下穿建筑物的群梁主動托換方法。

背景技術(shù)：

在新建地鐵的過程中勢必會與已有的建筑物樁基發(fā)生沖突，且原有建筑物也必須保存其使用功能。因此可采取樁基托換的方法將原有樁基切斷托換，既保留原有建筑物的功能，又使其不影響隧道的正常施工，并且施工期間以及施工后都要確保建筑物的安全使用。隨著各個城市地下交通建設(shè)的快速發(fā)展，類似的問題會經(jīng)常遇到，并且樁基托換施工難度大、要求高，在施工期間發(fā)生的安全事故概率比較高。因此，有必要研究更加可靠的頂升托換方法。

地鐵盾構(gòu)隧道施工與建筑物樁基的沖突問題越明顯，則這類問題研究的重要性以及時效性就很明顯了?，F(xiàn)有類似工程問題的施工技術(shù)，舉例如下：

(1)日本京都地鐵車站托換工程，采用主動托換技術(shù)，其特點是托換樁的軸力較大，達(dá)到585t；在托換過程中對被托換樁進(jìn)行了沉降監(jiān)測，被托換樁的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為向上1.0mm、沉降3.0mm。

(2)采用主動托換技術(shù)的深圳地鐵的百貨廣場樁基托換工程，該工程是典型的“二托一”托換結(jié)構(gòu)，其特點是托換樁的軸力大(軸力達(dá)到1890t)。

(3)采用主動托換技術(shù)的深圳地鐵的廣深鐵路橋梁樁基托換工程。按設(shè)計需要對廣深鐵路橋的三條線路上的21號、22號墩共6個承臺的樁基進(jìn)行托換。其中21號墩北側(cè)為四跨連續(xù)梁的邊跨，南側(cè)為簡支梁；22號墩的兩側(cè)均為簡支梁。托換的新樁為挖孔樁，樁徑2m，樁長25m，樁身為c30鋼筋混凝土，嵌入微風(fēng)化花崗巖地層不小于5m。

(4)廣州機(jī)場西路隧道下穿北環(huán)路與機(jī)場高速公路等立交高架橋托換工程，該工程的主要特點是托換施工過程中橋梁不能中斷交通，通過臨時墩加固橋梁，而且包含了3種典型的橋梁墩柱托換形式：

一種是用托換結(jié)構(gòu)體系全部取代既有的橋墩，即先用臨時墩柱支撐上部結(jié)構(gòu)，然后把既有的橋梁墩柱全部切除，再施工新的托換大梁和兩根墩柱構(gòu)成門架(橫梁與墩柱整體現(xiàn)澆，一次形成剛架)，門架與箱梁保持固結(jié)；

第二種是保留支座、帽梁，切除幾乎全部墩身，即先用臨時墩柱支承上部結(jié)構(gòu)，再新建門架墩(橫梁與墩柱整體現(xiàn)澆，一次形成剛架)，門架的橫梁包裹住現(xiàn)有的方柱(與帽梁下部的墩柱固結(jié))，再沿橫梁底面切除舊墩柱；

第三種是保留支座、帽梁和部分墩柱，即先臨時支承上部結(jié)構(gòu)，然后施工兩根新的托換樁，再在既有橋墩承臺的上方新建托換梁與被托換的墩柱固結(jié)，沿托換梁底面切除舊墩，最后用微膨脹混凝土將托換梁與新樁固結(jié)。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：地面建筑物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自重大而且不均勻沉降要求高，托換施工中的變形不易控制，只有采取更先進(jìn)靈活的樁基托換方法，才能保證建筑物的安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種盾構(gòu)隧道下穿建筑物的群梁主動托換方法，旨在解決現(xiàn)有托換技術(shù)不能完全滿足托換復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑物、不能有效靈活控制不均勻沉降量以及在托換建筑中不能保證安全的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種盾構(gòu)隧道下穿建筑物的群梁主動托換方法，該方法包括以下步驟：

(1)在室內(nèi)地底進(jìn)行土方開挖、加固防水處理后，對樁基進(jìn)行施工，再在樁基上制作主梁；

(2)在建筑物底部擬托換的地基立柱上嵌合次梁，所述次梁兩端分別通過液壓千斤架在一主梁上，由樁基、主梁以及次梁支撐受地鐵隧道影響區(qū)域內(nèi)的的建筑；

(3)實時監(jiān)測立柱的沉降情況，若立柱發(fā)生沉降，則通過液壓千斤頂調(diào)整主梁及房屋沉降；若立柱沒有沉降或不再沉降，通過盾構(gòu)機(jī)切割次梁下方房屋原立柱，隧道穿越房屋下方。

優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述加固防水處理具體為：在需要制作主梁及樁基四周利用旋噴樁做加固防水處理。

優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述樁基采用鉆孔樁施工。

優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述立柱與次梁的嵌合方式為：將立柱需要與次梁結(jié)合處的混凝土接觸面鑿除，將立柱鋼筋與次梁鋼筋焊接，將立柱與次梁結(jié)合處通過混凝土澆筑固定；或，在立柱需要與次梁結(jié)合處的混凝土接觸面進(jìn)行植筋，將植筋與次梁鋼筋焊接，將立柱與次梁結(jié)合處通過混凝土澆筑固定。

優(yōu)選地，在步驟(3)中，通過靜力水準(zhǔn)儀對立柱的沉降情況進(jìn)行監(jiān)測。

相比于現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明通過群梁托換，建筑物荷載分散在主、次梁上的方式，使得每根梁的尺寸較小，易于施工，此外，荷載的分散使得梁的受力和變形易于控制；

(2)本發(fā)明樁基產(chǎn)生的沉降和主梁、次梁的變形等通過對主、次梁之間的多個千斤頂?shù)木C合靈活調(diào)整，可以將建筑物的差異沉降控制在1mm以內(nèi)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明主梁、次梁、臨時樁、框架柱和千斤頂之間的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明主梁、次梁、框架柱、千斤頂及盾構(gòu)隧道平面示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種盾構(gòu)隧道下穿建筑物的群梁主動托換方法，如圖1～2所示，首先進(jìn)行室內(nèi)土方開挖，再在擬托換樁基四周利用旋噴樁做加固防水處理，旋噴樁施工完畢后進(jìn)行臨時樁基5施工，臨時樁基5采用鉆孔樁施工，在臨時樁上制作主梁4(托換主梁)；其次，在原樁基5原有荷載保留的情況下，將次梁2(托換次梁)與房屋原立柱1嵌合在一起，再將次梁2與主梁4通過千斤頂3相連，將建筑物全部荷載通過次梁2、千斤頂3、主梁4傳遞給臨時樁基5；再進(jìn)行盾構(gòu)施工隧道6。在盾構(gòu)機(jī)切樁施工過程中，采用靜力水準(zhǔn)儀對托換結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行實時監(jiān)測，并運用plc液壓同步控制系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)調(diào)控，若發(fā)現(xiàn)某個立柱有沉降則利用液壓千斤頂進(jìn)行調(diào)整，若新樁基5沒有沉降時，采用靜力切割設(shè)備對原有立柱1進(jìn)行切割。

為進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下通過具體施工工程為例。

廣州市軌道交通十三號線一期工程魚珠～豐樂路區(qū)間起于魚珠站，與已建成的五號線魚珠站十字換乘，出魚珠站后下穿魚珠綜合市場及黃埔大道東等南行轉(zhuǎn)東，下穿獅子橋涌、廠區(qū)、海員路進(jìn)入豐樂路站。區(qū)間從11#盾構(gòu)井南端引出約25m后，左線下穿了魚珠煤廠宿舍a7樓(939大院)。魚珠煤廠宿舍a7樓修建于1993年，框架結(jié)構(gòu)，地面7層，地下室1層。地面首層為商鋪，2～7層為居民住宅?；A(chǔ)為錘擊式沉管灌注樁，樁長15m，樁徑480mm，樁頂標(biāo)高-1.6m?；A(chǔ)多為3樁或4樁一承臺，建筑物結(jié)構(gòu)平面呈v型不規(guī)則形狀。區(qū)間左線下穿范圍為里程zdk38+090～zdkzdk38+105之間，平面范圍約15m。區(qū)間下穿了15根樁，1m影響范圍內(nèi)(含下穿)共有21根樁，9處承臺。

第一步，土方開挖。室外采用機(jī)械配合人工進(jìn)行開挖，室內(nèi)采用人工進(jìn)行開挖。在開挖過程中做好防水和支護(hù)工作。開挖深度至地面以下3m。

第二步，施作旋噴樁加固及防水處理。施工區(qū)域外圍，采用兩排d600@450雙管旋噴樁對地基進(jìn)行防水處理，旋噴樁深度為18米。施工區(qū)域內(nèi)，采用d600@850雙管旋噴樁對主動托換梁梁底標(biāo)高以下的土層進(jìn)行加固，樁長為18米。

第三步，施作托換主梁及次梁。主梁采用型鋼混凝土，寬1.5m(0.9m)，高2m；次梁采用型鋼混凝土，截面寬0.78m，高1m。為滿足千斤頂頂升調(diào)整力的需求，使新澆筑的混凝土能與立柱結(jié)合牢固，應(yīng)對原立柱混凝土接觸面進(jìn)行鑿除。保護(hù)層鑿除后，將原柱鋼筋與次梁鋼筋進(jìn)行焊接，無法焊接處，在立柱上進(jìn)行植筋，將植筋與次梁鋼筋焊接。

第四步，千斤頂?shù)倪x擇和布置。該托換工程選用100噸液壓千斤頂，該千斤頂頂身長度150mm，底座直徑210mm，行程為40mm。該千斤頂?shù)奶攸c是外側(cè)鋼壁有螺旋絲扣，外套鋼圈。在調(diào)整過程中時刻使千斤頂上的外鋼圈與次梁緊密貼緊，防止突發(fā)情況發(fā)生時引起立柱突然下降。

千斤頂安裝時應(yīng)保證千斤頂?shù)妮S線垂直。每個次梁上布置4臺千斤頂。每個立柱的千斤頂為一組，在單個立柱出現(xiàn)沉降時進(jìn)行單獨調(diào)整。

第五步，千斤頂預(yù)壓及預(yù)頂升。為使荷載轉(zhuǎn)換到托換樁前期沉降量趨于穩(wěn)定，可以對托換樁實施預(yù)壓，也采用逐級增大10％油源壓力方式加壓，預(yù)壓到理論重力的100％，同時將該狀態(tài)保持一定時間，直到監(jiān)測托換樁的沉降趨于穩(wěn)定時預(yù)壓結(jié)束。

第六步，切樁。完全完成力的轉(zhuǎn)換，新的樁基沒有沉降時，采用靜力切割設(shè)備對原有立柱進(jìn)行切割。利用鑲有金剛石的繩鋸對準(zhǔn)混凝土構(gòu)件需要拆除的部位不斷重復(fù)切割，利用金剛石超高的強度將鋼筋混凝土切斷，直至該部位切透為止。

第七步，托換樁沉降調(diào)整。在樁基進(jìn)行截斷時，原有樁基支承力隨即下降，千斤頂上的鋼圈及千斤頂同時受力，新樁基受力后會出現(xiàn)沉降，根據(jù)靜力水準(zhǔn)儀和常規(guī)水準(zhǔn)儀監(jiān)測的數(shù)據(jù)，利用液壓控制系統(tǒng)控制千斤頂進(jìn)行沉降調(diào)整，當(dāng)調(diào)整至指定位置時，將千斤頂上的鋼圈利用人工鎖死。

隨時收集各個立柱沉降信息，在個別立柱出現(xiàn)沉降時，進(jìn)行單個立柱的調(diào)整。直至每個立柱不再發(fā)生沉降為止。

第八步，節(jié)點處理。托換工作全部完成后，按照要求進(jìn)行監(jiān)測一定時間后，建筑物無沉降變化時，即可按照設(shè)計要求進(jìn)行主梁與次梁的連接工作。

主次梁連接施工：1、在主次梁施工時預(yù)留連接用的鋼筋孔；2、按照千斤頂高度進(jìn)行制作相應(yīng)高度的鋼墊塊；3、千斤頂超頂1～2mm，將鋼墊塊放置在主次梁之間；4、千斤頂回落，使次梁荷載通過鋼墊塊傳至主梁；5、將預(yù)留鋼筋孔內(nèi)進(jìn)行注漿；6、連接點鋼筋、模板施工；7、最后采用微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑。

本發(fā)明通過群梁托換，建筑物荷載分散在主、次梁上的方式，使得每根梁的尺寸較小，易于施工，此外，荷載的分散使得梁的受力和變形易于控制；本發(fā)明樁基產(chǎn)生的沉降和主梁、次梁的變形等通過對主、次梁之間的多個千斤頂?shù)木C合靈活調(diào)整，可以將建筑物的差異沉降控制在1mm以內(nèi)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。