專利名稱：新修隧道穿越既有建筑物的托換方法及托換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑物樁基托換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新修隧道穿越既有建筑物的托換方法及托換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市交通系統(tǒng)的逐步 成熟，城市新建隧道穿越既有建筑物的情況越來越多，相應(yīng)地，建筑物托換技術(shù)也經(jīng)歷了從無到有、逐步成熟的發(fā)展過程?，F(xiàn)有托換技術(shù)主要采用門字架托換的方式，即采用兩根托換樁支撐起托換梁，由托換樁及托換梁組成托換體系，當(dāng)在托換樁與托換梁之間主動預(yù)頂時，將托換梁上部的荷載轉(zhuǎn)移至托換樁，使原承重構(gòu)件架空，使隧道順利通過。但該門字架托換技術(shù)存在這樣的缺陷僅適用于建筑物室內(nèi)及周邊有條件做樁基托換梁的情況，當(dāng)施工現(xiàn)場場地受限制時，則無法采用門字架托換方法，因而現(xiàn)有技術(shù)這種方法對環(huán)境要求較高，或者需要拆除既有建筑，施工周期長，而且拆除建筑物會花費較大的成本以及造成經(jīng)濟損失；此外，建筑物拆除后，需要進行垃圾的運輸、堆放垃圾會占用土地，一來不利于環(huán)保，二來也會花費一定的成本；建筑物再建時則也會造成能源、人力、物力的耗費。由此可見，如何對現(xiàn)有的樁基托換技術(shù)進行改進，找到一種適用范圍更廣的托換技術(shù)，能夠不用拆除既有建筑物而進行托換，這是本領(lǐng)域目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，能夠在不拆除建筑物的情況下進行托換，從而減少對既有建筑物的影響，降低成本、避免因拆除建筑物導(dǎo)致的經(jīng)濟損失；基于此，本發(fā)明還提供一種新修隧道穿越既有建筑物的托換系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，包括如下步驟I)在既有建筑物底層位于待挖隧道經(jīng)過的一側(cè)或兩側(cè)的土層中打入托換樁；2)在托換樁上設(shè)置托換承臺，在托換承臺上設(shè)置托換柱，托換柱一端與托換承臺接觸，另一端抵接既有建筑物的主梁；3)對既有建筑物的主梁進行加大截面處理，形成托換平衡梁；4)在托換承臺上設(shè)置斜撐件，所述斜撐件的另一端與托換平衡梁和/或待挖隧道上方的既有建筑物的支柱抵接；或者在托換柱與待挖隧道上方的既有建筑物的支柱之間設(shè)置一剪力墻，剪力墻與托換平衡梁、托換柱、待挖隧道上方的既有建筑物的支柱形成一整體結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述斜撐件一端與托換承臺抵接，另一端與既有建筑物的支柱及托換平衡梁抵接。優(yōu)選地，所述斜撐件一端與托換承臺抵接，另一端與既有建筑物的支柱抵接，同時對既有建筑物的支柱及托換平衡梁進行節(jié)點加固。優(yōu)選地，所述斜撐件一端與托換承臺抵接，另一端與托換平衡梁抵接，同時對既有建筑物的支柱及托換平衡梁進行節(jié)點加固。優(yōu)選地，所述斜撐件與土層上的板所成的傾斜角為30度以上。優(yōu)選地，該傾斜角為60度。優(yōu)選地，所述斜撐件為鋼筋混凝土材質(zhì)。
優(yōu)選地，所述托換樁為嵌巖鋼管樁。本發(fā)明的一種新修隧道穿越既有建筑物的托換系統(tǒng)，包括設(shè)置在既有建筑物底層位于待挖隧道經(jīng)過的一側(cè)或兩側(cè)的土層中的托換樁以及在托換樁上設(shè)置的托換承臺、在托換承臺上設(shè)置的托換柱，所述托換柱一端與托換承臺接觸，另一端抵接既有建筑物的主梁，所述主梁經(jīng)加大截面處理形成托換平衡梁，在托換承臺上設(shè)置有斜撐件，所述斜撐件的另一端與托換平衡梁和/或待挖隧道上方的既有建筑物的支柱抵接。優(yōu)選地，所述斜撐件與土層上的板所成的傾斜角為30度以上。優(yōu)選地，該傾斜角為60度。本發(fā)明的另一種新修隧道穿越既有建筑物的托換系統(tǒng)，包括設(shè)置在既有建筑物底層位于待挖隧道經(jīng)過的一側(cè)或兩側(cè)的土層中的托換樁以及在托換樁上設(shè)置的托換承臺、在托換承臺上設(shè)置的托換柱，所述托換柱一端與托換承臺接觸，另一端抵接既有建筑物的主梁，所述主梁經(jīng)加大截面處理形成托換平衡梁，在托換柱及待挖隧道上方的既有建筑物的支柱之間設(shè)置一剪力墻，剪力墻與托換平衡梁、托換柱、待挖隧道上方的既有建筑物的支柱形成一整體結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的新修隧道穿越既有建筑物的托換系統(tǒng)及方法，由于在既有建筑物底層位于待挖隧道經(jīng)過的一側(cè)或兩側(cè)的土層中打入托換樁，在托換樁上設(shè)置托換承臺，在托換承臺上設(shè)置托換柱，托換柱一端與托換承臺接觸，另一端抵接既有建筑物的主梁，對既有建筑物的主梁進行加大截面處理，形成托換平衡梁，在托換承臺上設(shè)置斜撐件，斜撐件的另一端與托換平衡梁和/或建筑物既有支柱抵接，這樣斜撐件在主動預(yù)頂托換時成為受壓構(gòu)件，以托換柱的柱腳為支點，利用三角形的穩(wěn)定性將托換平衡梁以下的荷載懸挑起來，因而具有如下優(yōu)點I、可避免拆除重建，托換費用約為拆除重建費用的10%，可為國家挽回經(jīng)濟損失相當(dāng)于拆除重建造價的90%左右。還可節(jié)省建筑物拆除后垃圾的運輸和堆放垃圾的土地，有利于保護環(huán)境，還能節(jié)約再建時能源、人力、物力的耗費；2、采用本發(fā)明的托換系統(tǒng)及托換方法，在施工時不影響建筑物的正常使用，不影響居民的正常生活，避免居民搬遷及安置、商鋪鋪租的費用，為業(yè)主避免大額經(jīng)濟損失；3、采用本發(fā)明施工時，占用施工場地小，而且在建筑物底層以下如地下室即可施工，不必占用公共道略，避免因在地面上開挖基坑而影響交通；4、地下室地面修復(fù)后，僅增加了托換柱及斜撐、部分梁柱截面加大，對原使用功能基本沒有影響，確保該建筑物在隧道穿越后仍然能正常使用。


圖I為本發(fā)明實施例一托換前建筑物與待挖隧道的位置關(guān)系俯視示意圖2為本發(fā)明實施例一托換前建筑物與待挖隧道的位置關(guān)系側(cè)向示意圖；圖3為利用本發(fā)明實施例一托換后在建筑物及待挖隧道之間形成的托換系統(tǒng)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例二托換前建筑物與待挖隧道的位置關(guān)系俯視示意圖；圖5為本發(fā)明實施例二在建筑物及待挖隧道之間形成的托換系統(tǒng)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例三在建筑物及待挖隧道之間形成的托換系統(tǒng)示意圖；圖7為本發(fā)明實施例四在建筑物及待挖隧道之間形成的托換系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。本發(fā)明可適用于被托換建筑物周邊無布樁空間的情況,如建筑物周邊無工作面，或環(huán)境惡劣，無法展開工作面的情況。在實際實施中，本發(fā)明的適用情況具體可包括如下三種1、隧道穿越建筑物邊軸線下方；2、隧道穿越建筑物中間軸線下方；3、隧道斜穿建筑物下方。本發(fā)明可在建筑物底層以下展開作業(yè)面，既不占用公共道路，又不影響建筑物的正常使用，社會與經(jīng)濟效益顯著。實施例一本實施例中給出的是隧道穿越既有建筑物邊軸線下方時的托換方法，如圖I、圖2所示，沿長度方向，隧道S的一部分位于建筑物N的下方，本實施例包括如下步驟I、在既有建筑物邊軸線及隧道開挖邊緣靠近的建筑物軸線中間位置設(shè)立托換樁
I、托換承臺2及托換柱3。如圖3所示，托換樁I設(shè)置在隧道S的一側(cè)，即在既有建筑物地下室的土層中設(shè)立此托換樁1，托換承臺2設(shè)置在托換樁I的上方，托換承臺2的橫截面大于托換樁I及托換柱3的橫截面，托換柱3設(shè)置在托換承臺2的上方，該新增的托換柱3即作為支點柱。2、對托換柱上方的既有建筑物原有的主梁進行加大截面處理，形成托換平衡梁4，在預(yù)頂主動托換時，能夠以支點柱為支點，利用蹺蹺板原理，將托換平衡梁4以下的荷載懸挑起來。3、在沿建筑物軸線方向間隔一定的距離重復(fù)上述步驟，形成多個托換樁、托換承臺、托換樁、托換平衡梁；上述步驟完成后，在每根新增托換柱3的柱腳與對應(yīng)的位于隧道上方的既有建筑物邊軸線上原有的支柱6之間設(shè)置鋼筋混凝土制成的斜撐件5。如圖3所示，斜撐件5 —端與托換承臺及托換柱抵界，另一端與托換平衡梁4及支柱6抵接。斜撐件5在主動預(yù)頂托換時成為受壓構(gòu)件，以托換柱的柱腳為支點，利用三角形的穩(wěn)定性將建建筑物托換平衡梁4以下的荷載懸挑起來。4、對既有建筑物靠近隧道一側(cè)的墻體進行加固，使支柱6和墻體的整體性加強，由原來的受壓構(gòu)件變?yōu)槭芾瓨?gòu)件，形成吊桿。經(jīng)過以上步驟，就形成了由新增的托換樁I、托換承臺2、托換柱3、既有的托換平衡梁4、新增的斜撐件5、既有的支柱6(即吊桿)組成的穩(wěn)定的單邊支撐托換系統(tǒng)。5、托換系統(tǒng)的混凝土達到強度后、隧道開挖前、對托換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測結(jié)果在限制范圍內(nèi)的情況下，在托換樁樁頭與托換承臺間實施預(yù)頂，使既有建筑物邊軸位置處的荷載轉(zhuǎn)移至托換樁及支點柱的另一側(cè)，將邊軸處托換平衡梁4以下的荷載懸挑起來，保證隧道能夠順利通過，且不影響建筑物結(jié)構(gòu)安全。實施例二本實施例中給出的是隧道穿越既有建筑物中間軸線下方時的托換方法，如圖4所示，沿寬度方向，隧道S全部位于建筑物N的下方，本實施例包括如下步驟I、在建筑物邊軸線及隧道開挖邊緣靠近的建筑物軸線中間位置設(shè)立托換樁I、托換承臺2及托換柱3。如圖5所示，托換樁I設(shè)置在隧道S的一側(cè)，即在既有建筑物地下室 的土層P中設(shè)立此托換樁1，托換承臺2設(shè)置在托換樁I的上方，托換承臺2的橫截面大于托換樁I及托換柱3的橫截面，托換柱3設(shè)置在托換承臺2的上方，該新增的托換柱即作為支點柱。2、對托換柱上方的既有建筑物原有主梁進行加大截面處理，形成托換平衡梁4，在預(yù)頂主動托換時，能夠以支點柱為支點，利用蹺蹺板原理，將托換平衡梁4以下的荷載懸挑起來。3、在沿建筑物軸線方向間隔一定的距離重復(fù)上述步驟，形成多個托換樁、托換承臺、托換樁、托換平衡梁；上述步驟完成后，在每根新增托換柱3的柱腳與對應(yīng)的位于隧道上方的建筑物邊軸線上的既有建筑物的支柱6之間設(shè)置鋼筋混凝土制成的斜撐件5。如圖5所示，斜撐件5 —端與托換承臺2及托換柱3抵接，另一端與托換平衡梁4及支柱6抵接。斜撐件5在主動預(yù)頂托換時成為受壓構(gòu)件，以托換柱的柱腳為支點，利用三角形的穩(wěn)定性將建筑物托換平衡梁4以下的荷載懸挑起來。4、對建筑物靠近隧道一側(cè)的墻體進行加固，使支柱6和墻體的整體性加強，由原來的受壓構(gòu)件變?yōu)槭芾瓨?gòu)件，形成吊桿。經(jīng)過以上步驟，就形成了由新增的托換樁I、托換承臺2、托換柱3、既有的托換平衡梁4、新增的斜撐件5、既有的支柱6(即吊桿)組成的穩(wěn)定的單邊支撐托換系統(tǒng)。5、托換系統(tǒng)的混凝土達到強度后、隧道開挖前、對托換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測結(jié)果在限制范圍內(nèi)的情況下，在托換樁樁頭與托換承臺間實施預(yù)頂，使建筑物邊軸位置處的荷載轉(zhuǎn)移至托換樁及支點柱的另一側(cè)，將邊軸處托換平衡梁4以下的荷載懸挑起來，保證隧道能夠順利通過，且不影響建筑物結(jié)構(gòu)安全。實施例三與實施例二相同的是，本實施例給出的也是隧道穿越既有建筑物中間軸線下方時的托換方法，但本實施例形成的托換系統(tǒng)參見圖6，本實施例中采用在隧道兩側(cè)對稱設(shè)置托換樁、托換承臺、托換柱、斜撐件的方式，其中每一側(cè)設(shè)置托換樁、托換承臺、托換柱、斜撐的步驟均與實施例二相同，此處不再贅述。以上的實施例中，隧道穿越既有建筑物下方時與既有建筑物的軸線呈平行狀態(tài)，在實際實施中，隧道可能傾斜于既有建筑物的軸線，本發(fā)明也同樣能適用。以上實施例中，斜撐件5的上端與支柱6及托換平衡梁4的交接處抵接，即斜撐件同時與支柱6及托換平衡梁4抵接，在其他實施例中，也可將斜撐件的上端與既有支柱6抵接或與托換平衡梁4抵接，此時僅需對托換平衡梁4及支柱6進行節(jié)點加固即能滿足施工要求。
實施例四本實施例形成的托換系統(tǒng)參見圖7，與前述實施例不同的是，本實施例設(shè)置剪力墻8代替斜撐件，剪力墻8上端與托換平衡梁4相抵接，下端與土層相抵，左右兩端分別與托換柱3、建筑物既有支柱6抵接，剪力墻8與托換平衡梁4、托換柱3、既有建筑物的支柱6形成一個整體結(jié)構(gòu)，相比前述實施的斜撐件更加牢固。其中，設(shè)置托換樁、托換承臺、托換柱步驟均與實施例一相同，此處不再贅述。以上對本發(fā)明進行了詳細介紹，文中應(yīng)用具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行 若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，其特征在于，包括如下步驟 1)在既有建筑物底層位于待挖隧道經(jīng)過的一側(cè)或兩側(cè)的土層中打入托換樁； 2)在托換樁上設(shè)置托換承臺，在托換承臺上設(shè)置托換柱，托換柱一端與托換承臺接觸，另一端抵接既有建筑物的主梁； 3)對既有建筑物的主梁進行加大截面處理，形成托換平衡梁； 4)在托換承臺上設(shè)置斜撐件，所述斜撐件的另一端與托換平衡梁和/或待挖隧道上方的既有建筑物的支柱抵接；或者在托換柱與待挖隧道上方的 既有建筑物的支柱之間設(shè)置一剪力墻，剪力墻與托換平衡梁、托換柱、待挖隧道上方的既有建筑物的支柱形成一整體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，其特征在于，所述斜撐件一端與托換承臺抵接，另一端與既有建筑物的支柱及托換平衡梁抵接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，其特征在于，所述斜撐件一端與托換承臺抵接，另一端與既有建筑物的支柱抵接，同時對既有建筑物的支柱及托< 換平衡梁進行節(jié)點加固。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，其特征在于，所述斜撐件一端與托換承臺抵接，另一端與托換平衡梁抵接，同時對既有建筑物的支柱及托換平衡梁進行節(jié)點加固。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，其特征在于，所述斜撐件與土層上的板所成的傾斜角為30度以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，其特征在于，所述斜撐件為鋼筋混凝土材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，其特征在于，所述托換樁為嵌巖鋼管樁。
8.一種新修隧道穿越既有建筑物的托換系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在既有建筑物底層位于待挖隧道經(jīng)過的一側(cè)或兩側(cè)的土層中的托換樁以及在托換樁上設(shè)置的托換承臺、在托換承臺上設(shè)置的托換柱，所述托換柱一端與托換承臺接觸，另一端抵接既有建筑物的主梁
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托換系統(tǒng)，其特征在于，所述斜撐件與土層上的板所成的傾斜角為30度以上。
10.一種新修隧道穿越既有建筑物的托換系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在既有建筑物底層位于待挖隧道經(jīng)過的一側(cè)或兩側(cè)的土層中的托換樁以及在托換樁上設(shè)置的托換承臺、在托換承臺上設(shè)置的托換柱，所述托換柱一端與托換承臺接觸，另一端抵接既有建筑物的主梁，所述主梁經(jīng)加大截面處理形成托換平衡梁，在托換柱及待挖隧道上方的既有建筑物的支柱之間設(shè)置一剪力墻，剪力墻與托換平衡梁、托換柱、待挖隧道上方的既有建筑物的支柱形成一整體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新修隧道穿越既有建筑物的托換方法，包括如下步驟1)在既有建筑物底層位于待挖隧道經(jīng)過的一側(cè)或兩側(cè)的土層中打入托換樁；2)在托換樁上設(shè)置托換承臺，在托換承臺上設(shè)置托換柱，托換柱一端與托換承臺接觸，另一端抵接既有建筑物的主梁；3)對既有建筑物的主梁進行加大截面處理，形成托換平衡梁；4)在托換承臺上設(shè)置斜撐件，所述斜撐件的另一端與托換平衡梁和/或待挖隧道上方的既有建筑物的支柱抵接；或者在托換柱與待挖隧道上方的既有建筑物的支柱之間設(shè)置一剪力墻，剪力墻與托換平衡梁、托換支柱、待挖隧道上方的既有建筑物的支柱形成一整體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實施時不用拆除建筑物及占用道路、不影響建筑物使用，經(jīng)濟效益顯著。
文檔編號E02D35/00GK102733429SQ20121022402
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者吳如軍, 曾春航 申請人:廣州市勝特建筑科技開發(fā)有限公司