權(quán)利要求
1.一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法，其中隧道結(jié)構(gòu)位于超高層的樁筏基礎(chǔ)的需托換的樁體中間，施工至筏板基礎(chǔ)樁時通過托換樁基的形式完成受力轉(zhuǎn)換，其特征在于：步驟包括：
步驟一：受力分析，先通過礦山法的工況模型進行隧道結(jié)構(gòu)、樁筏基礎(chǔ)和樁間土的內(nèi)力分析，對樁筏基礎(chǔ)的抗浮力和單樁的受力進行驗算，隧道開挖過程中通過設(shè)置超前注漿小導管，在隧道斷面注水泥漿保證開挖穩(wěn)定;
步驟二：初期開挖和支護，隧道開挖采用礦山法開挖，施工時在拱部沿徑向埋設(shè)注漿鋼管，在開挖完成的斷面處設(shè)置掛鋼筋網(wǎng)并噴混凝土加固，完成一次襯砌施工;按照礦山法施工方式將隧道開挖至需托換的樁體處時，在樁體的斷面處施工轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)截面于隧道的斷面相匹配;
步驟三：二次襯砌施工，二次襯砌施工是在完成轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工后進行，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)接柱和頂梁，轉(zhuǎn)接柱和頂梁靠近隧道的一側(cè)形狀與隧道截面相匹配，其中所述轉(zhuǎn)接柱的深度超過隧道底部的埋深，所述頂梁施工時將其主體鋼筋嵌入需托換的樁體內(nèi)，并進行一體澆筑，形成T字形支撐;再采用托換襯砌施作二次襯砌，所述托換襯砌采用裝配式襯砌，通過施工臺車或滿堂腳手架進行支撐，安裝完畢后對二次襯砌和隧道內(nèi)壁間隙進行填筑混凝土漿液;
步驟四：截樁和監(jiān)測，二次襯砌施工完畢后，此時隧道內(nèi)穿設(shè)的需托換的樁體的上部分與頂梁連接，截樁時，在需托換的樁體的中間設(shè)置監(jiān)測套筒，切割機械將監(jiān)測套筒上下段的樁切割斷開后，監(jiān)測套筒用于包裹和固定斷樁，防止斷樁被壓裂，且在斷樁處設(shè)置應(yīng)變片，應(yīng)變片用于檢測上部結(jié)構(gòu)的受力情況，并通過檢測裝置傳輸于可視移動端進行監(jiān)控，完成整個隧道的二次襯砌施工;
步驟五：樁土驗算和抗浮分析，由于隧道的埋深較深，通過轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)將隧道結(jié)構(gòu)和樁筏基礎(chǔ)連為一體，隧道平面的地下水將對隧道產(chǎn)生浮力同時反作用于超高層的樁筏基礎(chǔ)，此時通過驗算軟件進行建模分析;根據(jù)結(jié)構(gòu)的整體受力和地下水位的變化計算出隧道的浮力對超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力F0，將其作為樁體安全值;
步驟六：移除斷樁并切割修整，應(yīng)變片檢測上部結(jié)構(gòu)的受力計為F，并按間隔5小時計入一次檢測的數(shù)值，通過擬合計算獲得斷樁應(yīng)力曲線，當受力F為負值時考慮為受壓狀態(tài)，由于支護前期上部結(jié)構(gòu)的荷載還沒有完全轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上，考慮進一步等待整體結(jié)構(gòu)的沉降;當受力F為正值時考慮為受拉狀態(tài)，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和需托換的樁體完成受力轉(zhuǎn)換，如果出現(xiàn)受力F呈現(xiàn)對數(shù)增長時考慮為結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)，這需要加固臨時支撐保證截樁出的穩(wěn)定;待應(yīng)變片曲線呈現(xiàn)穩(wěn)定曲線，沒有明顯波動時可以進行移除斷樁，拆除檢測套筒后將斷樁取出，此時斷樁和監(jiān)測套筒整體不再承受上部受力，斷樁的處的力全部通過頂梁和轉(zhuǎn)接柱傳遞至土層中;
步驟七：拆除臨時支撐并完成隧道施工，逐步拆除臨時支撐，拆除持續(xù)為先拆除非斷樁處的支撐，待斷樁的上部修整后并重新噴混凝土，保證斷樁處和頂部襯砌相齊平，并通過植筋和澆筑連接隧道的頂部襯砌，在二次襯砌表面施工防水砂漿，當隧道襯砌閉合成環(huán)并達到一定強度后，向背后壓注入膨脹水泥漿，再拆除斷樁處的支撐結(jié)構(gòu)，完成托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)的整體施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)接柱和頂梁，轉(zhuǎn)接柱包括上部柱體和下部柱體，所述上部柱體與隧道的截面相匹配，所述下部柱體深度深于需托換的樁體的原有深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：所述頂梁設(shè)置為馬鞍狀結(jié)構(gòu)，其上表面為中間高兩端低的平面，下表面為弧形且與隧道的頂面弧度相同，頂梁施工時先在需托換的樁體與隧道交叉處的截面開槽，形成澆筑槽后，通過在槽內(nèi)設(shè)置不可拆卸的鋼板作為支撐和頂模，側(cè)面可以不設(shè)置支護模板，直接采用隧道巖體和側(cè)面的襯砌作為側(cè)模，澆筑時，先在需托換的樁體的側(cè)面鉆孔設(shè)置連接鋼筋，通過在需托換的樁體兩側(cè)的槽內(nèi)設(shè)置受力鋼筋和箍筋，完成后再進行下部模板安裝，下部模板設(shè)置有澆筑孔，澆筑完成后形成頂梁兩側(cè)與需托換的樁體的上部構(gòu)成倒置Y形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)澆筑完成后形成頂梁兩側(cè)與需托換的樁體的上部構(gòu)成倒置Y形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：所述的下部柱體為鋼骨樁，施工下部柱體時隧道中開挖樁的形式，先通過鉆機在隧道底部鉆孔，利用鋼管接樁方式逐段放入設(shè)計深度的鋼管，通過焊接后再填入混凝土形成所述鋼骨樁，作為上部柱體的施工支撐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：樁土驗算和抗浮分析中，對鋼骨樁的樁身穩(wěn)定性驗算包括在樁身在受到側(cè)壓力作用時，進行穩(wěn)定性驗算，以防止樁身失穩(wěn)，側(cè)壓力公式為：P=FstA，其中，P是樁身受到的總壓力，A是樁身截面面積，F(xiàn)st是樁身的穩(wěn)定性承載力;樁體安全值修正公式為P0=uF0，F(xiàn)0為隧道的浮力對超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力，u為經(jīng)驗系數(shù)，取值為1-1.5，若P>P0則考慮增加抗浮措施，通過在隧道底板設(shè)置抗浮錨桿;當P
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及隧道結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域，具體涉及一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法。
背景技術(shù)
[0002]隨著城市交通壓力的增加，地鐵作為現(xiàn)在城市的快捷交通方式，一般都是穿設(shè)在既有建筑的地下，特別是在市區(qū)，眾多高層或超高層的底部經(jīng)常設(shè)置用比較長的樁基礎(chǔ)或樁筏基礎(chǔ)，在樁筏基礎(chǔ)的施工中，因為隧道的通過，一方面將樁筏基礎(chǔ)的承載力和土層浮力改變，另外隧道的施工將地下水的路徑改變，造成了地下水位上升。目前，國內(nèi)外在處理地鐵隧道穿越建筑物樁基方面積累了豐富經(jīng)驗，主要采用地面樁基托換和洞內(nèi)樁基托換兩種方式。其中，礦山法隧道洞內(nèi)樁基被動托換法因其施工簡便、無需拆除上部結(jié)構(gòu)、不受地面環(huán)境限制等優(yōu)勢，如何考慮托換樁基的樁間土和浮力的綜合影響，成為現(xiàn)在施工的主要難點。
發(fā)明內(nèi)容
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法，采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0004]一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法，其中隧道結(jié)構(gòu)位于超高層的樁筏基礎(chǔ)的需托換的樁體中間，施工至筏板基礎(chǔ)樁時通過托換樁基的形式完成受力轉(zhuǎn)換，其特征在于：步驟包括：
[0005]步驟一：受力分析，先通過礦山法的工況模型進行隧道結(jié)構(gòu)、樁筏基礎(chǔ)和樁間土的內(nèi)力分析，對樁筏基礎(chǔ)的抗浮力和單樁的受力進行驗算，隧道開挖過程中通過設(shè)置超前注漿小導管，在隧道斷面注水泥漿保證開挖穩(wěn)定;
[0006]步驟二：初期開挖和支護，隧道開挖采用礦山法開挖，施工時在拱部沿徑向埋設(shè)注漿鋼管，在開挖完成的斷面處設(shè)置掛鋼筋網(wǎng)并噴混凝土加固，完成一次襯砌施工;按照礦山法施工方式將隧道開挖至需托換的樁體處時，在樁體的斷面處施工轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)截面于隧道的斷面相匹配;
[0007]步驟三：二次襯砌施工，二次襯砌施工是在完成轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工后進行，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)接柱和頂梁，轉(zhuǎn)接柱和頂梁靠近隧道的一側(cè)形狀與隧道截面相匹配，其中所述轉(zhuǎn)接柱的深度超過隧道底部的埋深，所述頂梁施工時將其主體鋼筋嵌入需托換的樁體內(nèi)，并進行一體澆筑，形成T字形支撐;再采用托換襯砌施作二次襯砌，所述托換襯砌采用裝配式襯砌，通過施工臺車或滿堂腳手架進行支撐，安裝完畢后對二次襯砌和隧道內(nèi)壁間隙進行填筑混凝土漿液;
[0008]步驟四：截樁和監(jiān)測，二次襯砌施工完畢后，此時隧道內(nèi)穿設(shè)的需托換的樁體的上部分與頂梁連接，截樁時，在需托換的樁體的中間設(shè)置監(jiān)測套筒，切割機械將監(jiān)測套筒上下段的樁切割斷開后，監(jiān)測套筒用于包裹和固定斷樁，防止斷樁被壓裂，且在斷樁處設(shè)置應(yīng)變片，應(yīng)變片用于檢測上部結(jié)構(gòu)的受力情況，并通過檢測裝置傳輸于可視移動端進行監(jiān)控，完成整個隧道的二次襯砌施工;
[0009]步驟五：樁土驗算和抗浮分析，由于隧道的埋深較深，通過轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)將隧道結(jié)構(gòu)和樁筏基礎(chǔ)連為一體，隧道平面的地下水將對隧道產(chǎn)生浮力同時反作用于超高層的樁筏基礎(chǔ)，此時通過驗算軟件進行建模分析;根據(jù)結(jié)構(gòu)的整體受力和地下水位的變化計算出隧道的浮力對超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力F0，將其作為樁體安全值;
[0010]步驟六：移除斷樁并切割修整，應(yīng)變片檢測上部結(jié)構(gòu)的受力計為F，并按間隔5小時計入一次檢測的數(shù)值，通過擬合計算獲得斷樁應(yīng)力曲線，當受力F為負值時考慮為受壓狀態(tài)，由于支護前期上部結(jié)構(gòu)的荷載還沒有完全轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上，考慮進一步等待整體結(jié)構(gòu)的沉降;當受力F為正值時考慮為受拉狀態(tài)，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和需托換的樁體完成受力轉(zhuǎn)換，如果出現(xiàn)受力F呈現(xiàn)對數(shù)增長時考慮為結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)，這需要加固臨時支撐保證截樁出的穩(wěn)定;待應(yīng)變片曲線呈現(xiàn)穩(wěn)定曲線，沒有明顯波動時可以進行移除斷樁，拆除檢測套筒后將斷樁取出，此時斷樁和監(jiān)測套筒整體不再承受上部受力，斷樁的處的力全部通過頂梁和轉(zhuǎn)接柱傳遞至土層中;
[0011]步驟七：拆除臨時支撐并完成隧道施工，逐步拆除臨時支撐，拆除持續(xù)為先拆除非斷樁處的支撐，待斷樁的上部修整后并重新噴混凝土，保證斷樁處和頂部襯砌相齊平，并通過植筋和澆筑連接隧道的頂部襯砌，在二次襯砌表面施工防水砂漿，當隧道襯砌閉合成環(huán)并達到一定強度后，向背后壓注入膨脹水泥漿，再拆除斷樁處的支撐結(jié)構(gòu)，完成托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)的整體施工。
[0012]所述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)接柱和頂梁，轉(zhuǎn)接柱包括上部柱體和下部柱體，所述上部柱體與隧道的截面相匹配，所述下部柱體深度深于需托換的樁體的原有深度。
[0013]所述的下部柱體為鋼骨樁，施工下部柱體時隧道中開挖樁的形式，先通過鉆機在隧道底部鉆孔，利用鋼管接樁方式逐段放入設(shè)計深度的鋼管，通過焊接后再填入混凝土形成所述鋼骨樁，作為上部柱體的施工支撐。
[0014]樁土驗算和抗浮分析中，對鋼骨樁的樁身穩(wěn)定性驗算包括在樁身在受到側(cè)壓力作用時，進行穩(wěn)定性驗算，以防止樁身失穩(wěn)，側(cè)壓力公式為：P=FstA，其中，P是樁身受到的總壓力，A是樁身截面面積，F(xiàn)st是樁身的穩(wěn)定性承載力;樁體安全值修正公式為P0=uF0，F(xiàn)0為隧道的浮力對超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力，u為經(jīng)驗系數(shù)，取值為1-1.5，若P>P0則考慮增加抗浮措施，通過在隧道底板設(shè)置抗浮錨桿;當P
[0015]采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：
[0016]1、傳統(tǒng)托梁換樁的截樁施工中，一般直接采用二襯作為支撐，或者需要進行大土方施工，將轉(zhuǎn)換柱設(shè)置為與隧道不想關(guān)的受力體系，本申請通過隧道、截樁和轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的綜合關(guān)聯(lián)設(shè)置，利用超高層的樁筏基礎(chǔ)和隧道以及轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的一體受力，進行綜合考量，保證了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;
[0017]2.本申請采用截斷后繼續(xù)作為支撐的方式，保證了隧道的支護安全，在截樁拆除時，先施工好轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，利用監(jiān)測和對比應(yīng)變片的受力情況，分析確定移除截樁的條件，在施工的動態(tài)過程中保證了施工的安全和支護要求;
[0018]3.本申請轉(zhuǎn)接柱包括上部柱體和下部柱體，其中上部柱體可以配合隧道的截面形狀設(shè)置，配合頂梁同樣設(shè)置為隧道拱形梁體結(jié)構(gòu)，利于其隧道和樁土受力，其下部柱體可以設(shè)置為摩擦性樁體，利于在隧道施工后的沉降過程中發(fā)揮最大的受力。
附圖說明
[0019]為了更清楚地說明本申請實施方式中的技術(shù)方案，下面將對實施方式描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施方式，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本申請施工方法流程圖;
[0021]圖2為本申請隧道、樁筏基礎(chǔ)的示意圖;
[0022]圖3為本申請隧道和需托換樁的示意圖;
[0023]圖4為本申請截樁和監(jiān)測套筒的示意圖;
[0024]圖5為本申請截樁示意圖。
[0025]圖6為本申請完成截樁的示意圖。
具體實施方式
[0026]通過下面對實施例的描述，將更加有助于公眾理解本發(fā)明，但不能也不應(yīng)當將申請人所給出的具體的實施例視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限制，任何對部件或技術(shù)特征的定義進行改變，或?qū)φw結(jié)構(gòu)作形式的而非實質(zhì)的變換都應(yīng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案所限定的保護范圍。
[0027]在本申請中，除非另有明確的規(guī)定或限定，術(shù)語“″安裝”、“″連接”、“″固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解。例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接連接，也可以通過中間媒介間接相連，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，也可以是僅為表面接觸，或者通過中間媒介的表面接觸連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本申請中的具體含義。
[0028]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0029]如圖1-圖5所示，一種基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法，其中隧道結(jié)構(gòu)1位于超高層的樁筏基礎(chǔ)的需托換的樁體2中間，施工至筏板基礎(chǔ)樁時通過托換樁基的形式完成受力轉(zhuǎn)換，其特征在于：步驟包括：
[0030]步驟一：受力分析，先通過礦山法的工況模型進行隧道結(jié)構(gòu)1、樁筏基礎(chǔ)3和樁間土4的內(nèi)力分析，對樁筏基礎(chǔ)的抗浮力和單樁的受力進行驗算，隧道開挖過程中通過設(shè)置超前注漿小導管，在隧道斷面注水泥漿保證開挖穩(wěn)定;
[0031]步驟二：初期開挖和支護，隧道開挖采用礦山法開挖，施工時在拱部沿徑向埋設(shè)注漿鋼管，在開挖完成的斷面處設(shè)置掛鋼筋網(wǎng)并噴混凝土加固，完成一次襯砌施工;按照礦山法施工方式將隧道開挖至需托換的樁體處時，在樁體的斷面處施工轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)截面于隧道的斷面相匹配;
[0032]步驟三：二次襯砌施工，二次襯砌施工是在完成轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工后進行，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)5包括轉(zhuǎn)接柱51和頂梁52，轉(zhuǎn)接柱和頂梁靠近隧道的一側(cè)形狀與隧道截面相匹配，其中所述轉(zhuǎn)接柱的深度超過隧道底部的埋深，所述頂梁施工時將其主體鋼筋嵌入需托換的樁體內(nèi)，并進行一體澆筑，形成T字形支撐;再采用托換襯砌施作二次襯砌6，所述托換襯砌采用裝配式襯砌，通過施工臺車或滿堂腳手架進行支撐，安裝完畢后對二次襯砌和隧道內(nèi)壁間隙進行填筑混凝土漿液;
[0033]步驟四：截樁和監(jiān)測，二次襯砌施工完畢后，此時隧道內(nèi)穿設(shè)的需托換的樁體2的上部分與頂梁52連接，截樁時，在需托換的樁體2的中間設(shè)置監(jiān)測套筒21，切割機械將監(jiān)測套筒上下段的樁切割斷開后，監(jiān)測套筒用于包裹和固定斷樁22，防止斷樁被壓裂，且在斷樁處設(shè)置應(yīng)變片23，應(yīng)變片用于檢測上部結(jié)構(gòu)的受力情況，并通過檢測裝置傳輸于可視移動端進行監(jiān)控，完成整個隧道的二次襯砌施工;
[0034]步驟五：樁土驗算和抗浮分析，由于隧道的埋深較深，通過轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)將隧道結(jié)構(gòu)和樁筏基礎(chǔ)連為一體，隧道平面的地下水將對隧道產(chǎn)生浮力同時反作用于超高層的樁筏基礎(chǔ)，此時通過驗算軟件進行建模分析;根據(jù)結(jié)構(gòu)的整體受力和地下水位的變化計算出隧道的浮力對超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力F0，將其作為樁體安全值;
[0035]步驟六：移除斷樁并切割修整，應(yīng)變片檢測上部結(jié)構(gòu)的受力計為F，并按間隔5小時計入一次檢測的數(shù)值，通過擬合計算獲得斷樁應(yīng)力曲線，當受力F為負值時考慮為受壓狀態(tài)，由于支護前期上部結(jié)構(gòu)的荷載還沒有完全轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上，考慮進一步等待整體結(jié)構(gòu)的沉降;當受力F為正值時考慮為受拉狀態(tài)，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和需托換的樁體完成受力轉(zhuǎn)換，如果出現(xiàn)受力F呈現(xiàn)對數(shù)增長時考慮為結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)，這需要加固臨時支撐保證截樁出的穩(wěn)定;待應(yīng)變片曲線呈現(xiàn)穩(wěn)定曲線，沒有明顯波動時可以進行移除斷樁，拆除檢測套筒后將斷樁取出，此時斷樁和監(jiān)測套筒整體不再承受上部受力，斷樁的處的力全部通過頂梁和轉(zhuǎn)接柱傳遞至土層中;
[0036]步驟七：拆除臨時支撐并完成隧道施工，逐步拆除臨時支撐，拆除持續(xù)為先拆除非斷樁處的支撐，待斷樁的上部修整后并重新噴混凝土，保證斷樁處和頂部襯砌相齊平，并通過植筋和澆筑連接隧道的頂部襯砌，在二次襯砌表面施工防水砂漿，當隧道襯砌閉合成環(huán)并達到一定強度后，向背后壓注入膨脹水泥漿，再拆除斷樁處的支撐結(jié)構(gòu)，完成托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)的整體施工。
[0037]所述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)5包括轉(zhuǎn)接柱51和頂梁52，轉(zhuǎn)接柱包括上部柱體511和下部柱體512，所述上部柱體與隧道的截面相匹配，所述下部柱體深度深于需托換的樁體的原有深度。
[0038]作為優(yōu)選，所述頂梁設(shè)置為馬鞍狀結(jié)構(gòu)，其上表面為中間高兩端低的平面，下表面為弧形且與隧道的頂面弧度相同，頂梁施工時先在需托換的樁體與隧道交叉處的截面開槽，形成澆筑槽后，通過在槽內(nèi)設(shè)置不可拆卸的鋼板作為支撐和頂模，側(cè)面可以不設(shè)置支護模板，直接采用隧道巖體和側(cè)面的襯砌作為側(cè)模，澆筑時，先在需托換的樁體的側(cè)面鉆孔設(shè)置連接鋼筋，通過在需托換的樁體兩側(cè)的槽內(nèi)設(shè)置受力鋼筋和箍筋，完成后再進行下部模板安裝，下部模板設(shè)置有澆筑孔。
[0039]作為優(yōu)選，所述的監(jiān)測套筒設(shè)置為兩個半圓的對開套筒形式，利用端側(cè)設(shè)置固定側(cè)板，側(cè)板通過高強螺栓固定，將兩個對開套筒固定在需托換的樁體上，所述套筒的上下位置設(shè)置有連接凸臺，在連接時套筒的上下連接凸臺與斷樁處的上下位置接觸連接，也就是說上下兩個連接凸臺的設(shè)置保證套筒的受力點不在斷樁上，而是設(shè)置在斷樁的上部和下部，這樣套筒上設(shè)置的應(yīng)變片即可以感應(yīng)到斷樁上部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化。另外一種實施例，也可以直接將應(yīng)變片設(shè)置在斷樁和上部樁體中間的切口處，該監(jiān)測套筒則起到固定斷樁和原有樁體的作用。
[0040]所述的下部柱體為鋼骨樁，施工下部柱體時隧道中開挖樁的形式，先通過鉆機在隧道底部鉆孔，利用鋼管接樁方式逐段放入設(shè)計深度的鋼管，通過焊接后再填入混凝土形成所述鋼骨樁，作為上部柱體的施工支撐。
[0041]實際施工中，隧道通過多根需要托換的樁，在進行樁基托換時，應(yīng)按每次處理一根樁的原則進行，每次需要進行受力核算，且進行分步、逐根對侵入隧道內(nèi)樁基進行鑿除、切割，利用隧道初期支護及轉(zhuǎn)換裝置的承載，達到上部結(jié)構(gòu)自身荷載及動載的有效傳遞，
[0042]在樁土驗算和抗浮分析中，對鋼骨樁的樁身穩(wěn)定性驗算包括在樁身在受到側(cè)壓力作用時，進行穩(wěn)定性驗算，以防止樁身失穩(wěn)，側(cè)壓力公式為：P=FstA，其中，P是樁身受到的總壓力，A是樁身截面面積，F(xiàn)st是樁身的穩(wěn)定性承載力;樁體安全值修正公式為P0=uF0，F(xiàn)0為隧道的浮力對超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力，u為經(jīng)驗系數(shù)，取值為1-1.5，若P>P0則考慮增加抗浮措施，通過在隧道底板設(shè)置抗浮錨桿;當P
[0043]考慮到施工中，需要在轉(zhuǎn)換裝置的鋼骨樁施工中，隧道的施工空間減小，需要分段設(shè)置鋼管，隧道底部鉆孔的位置設(shè)置在偏移隧道土層外側(cè)，這樣保證整體隧道的截面尺寸要求，在安裝鋼管時，可以人工進入鋼管內(nèi)進行逐一焊接，保證其鋼管的完整性要求。
[0044]以上對本發(fā)明的較佳實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實施;任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
說明書附圖(6)
聲明：
“基于礦山法托換樁基的隧道結(jié)構(gòu)施工方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：中建三局集團華南有限公司
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2025年01月03日 ~ 05日 
