一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构。


背景技术：

2.目前，在城市中，新建城市道路隧道和地下轨道交通线路将不可避免地穿越大量的既有建筑、桥梁和道路等建筑物，新建隧道和地下轨道交通线路穿越既有建筑物不可避免地对既有建筑物桩基产生破坏，引起建筑物基础的沉降和变形，威胁建筑物的正常使用。因此，研究城市隧道和地下轨道交通建设导致建筑物桩基遭受破坏就成为保证既有建筑物安全的关键。
3.随着沿海软土地区城市轨道交通建设的快速发展，城市隧道和地铁盾构隧道穿越周围通常存在已建的建(构)筑物。特殊情况下，盾构隧道需穿越已建建筑物的桩基础。盾构施工产生软土地层土体损失，从而导致隧道附近土体应力场发生重分布，邻近桩基周边法向应力将有不同程度的释放，使得桩基的承载能力折减。同时，隧道施工引起隧道周围地层移动，其产生的自由土体位移场使得工作状态的桩基产生附加的弯矩和变形，对桩基础的使用安全产生风险。因此，城市隧道开挖和地铁盾构隧道穿越对邻近建筑物桩基础的产生严重的影响。
4.根据目前国内外对隧道或地下轨道交通建设导致各类建筑桩基遭受破坏后，常用的方法为桩基托换技术，桩基托换技术主要分为主动托换和被动托换两种。主动托换是原桩在卸载之前对新桩和托桩结构施加荷载，以部分消除托换体系长期变形的时随效应，并在上部的荷载转换过程中，对托换结构及上部结构的变形运用顶升装置进行动态调控，一般用于托换荷载大或结构变形要求高的托换工程，相对可靠性高。被动托换是在原桩切桩的过程中将荷载传递到新的受力体系上，一般用于托换荷载较小的托换工程，相对可靠性较低。
5.由此可见，如何对现有的新修隧道穿越既有既有建筑物基础托换技术进行改进，找到一种适用范围更广的托换技术，能够在各种条件下对既有桥梁基础进行托换，以使新修地下隧道顺利穿过，这是本领域目前需要解决的技术问题。因此，有必要提出一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的

技术实现要素：
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
7.为至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构，包括：
8.承台，所述承台埋设于地面内，所述承台底端设有桩基和被托换桩基，所述承台顶端设有桥台；
9.托换结构，所述托换结构埋设于所述地面内，所述托换结构设于所述承台的一侧。
10.优选的，所述托换结构包括：
11.托换承台，所述托换承台套接于一个所述桩基和被托换桩基上，所述托换承台设于所述承台底端；
12.托换桩基，所述托换桩基埋设于所述地面内，所述托换桩基设于所述托换承台下方；
13.固定板，所述固定板套接于一个所述桩基、被托换桩基和托换桩基上，所述固定板平行设于所述托换承台的下方；
14.桩帽，所述托换桩基顶端和一个桩基上均设有所述桩帽，所述桩帽位于所述固定板顶端；
15.千斤顶，若干所述千斤顶设于所述桩帽与所述托换承台底端之间。
16.优选的，所述承台内设有钢板。
17.优选的，所述托换承台由钢筋混凝土浇筑而成。
18.优选的所述固定板由不锈钢制成。
19.优选的，所述桥台内设有防护装置，所述防护装置包括：
20.电机，所述电机设于所述桥台内部；
21.压力传感器，所述压力传感器设于所述托换承台底端，所述压力传感器与所述电机电连接；
22.升降装置，所述升降装置设于所述桥台内，所述电机的两侧对称设有所述升降装置，所述升降装置包括：
23.传动腔，所述传动腔设于所述桥台内，所述传动腔位于所述电机的一侧；
24.限位杆，所述限位杆设于所述桥台顶端，所述限位杆上设有限位槽；
25.第一转动杆，所述第一转动杆的一端与所述电机连接，所述第一转动杆的另一端伸入所述传动腔内与第一锥齿轮连接；
26.第二转动杆，所述第二转动杆的一端伸入所述传动腔内与第二锥齿轮连接，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合，所述第二转动杆的另一端与所述限位槽内壁转动连接；
27.滑动块，所述滑动块套接于所述第二转动杆上，所述滑动块与所述第二转动杆通过螺纹连接，所述滑动块)滑动连接；
28.挡杆，相邻的两个所述滑动块之间通过所述挡杆连接。
29.优选的，所述千斤顶为自锁千斤顶。
30.优选的，所述挡杆上设有若干照明灯。
31.相比现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：
32.本实用新型所述的一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构通过托换结构在现有的承台上进行托换，使得托换结构可以在各种条件下对既有的基础进行托换，以使得新修的地下隧道顺利穿过。
33.本实用新型所述的是一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构，本实用新型的
其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
34.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
35.图1为本实用新型一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构的施工过程中的结构示意图；
36.图2为本实用新型一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构的施工完成后的结构示意图；
37.图3为本实用新型一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构的防护装置的结构示意图。
38.附图标记说明：1、地面；2、承台；3、桥台；4、桩基；5、被托换桩基；6、托换结构；7、托换承台；8、桩帽；9、托换桩基；10、千斤顶；11、防护装置；12、固定板；13、压力传感器；14、传动腔；15、限位杆；16、电机；17、第一转动杆；18、第一锥齿轮；19、第二锥齿轮；20、第二转动杆；21、限位槽；22、挡杆；23、滑动块。
具体实施方式
39.下面结合附图以及实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
40.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
41.如图1-图3所示，本实用新型提供了一种用于桥梁下方新建隧道的桩基托换结构，包括：
42.承台2，所述承台2埋设于地面1内，所述承台2底端设有桩基4和被托换桩基5，所述承台1顶端设有桥台3；
43.托换结构6，所述托换结构6埋设于所述地面1内，所述托换结构设于所述承台2的一侧。
44.上述技术方案的工作原理：在实际托换过程中，掘开地面1后，在承台2的一侧设置托换结构6，使得托换结构6和原有的桩基4完成托换。
45.上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，通过托换结构6在现有的承台2上进行托换，使得托换结构6可以在各种条件下对既有的基础进行托换，以使得新修的地下隧道顺利穿过。
46.在一个实施例中，所述托换结构6包括：
47.托换承台7，所述托换承台7套接于一个所述桩基4和被托换桩基5上，所述托换承台7设于所述承台2底端；
48.托换桩基9，所述托换桩基9埋设于所述地面1内，所述托换桩基9设于所述托换承台7下方；
49.固定板12，所述固定板12套接于一个所述桩基4、被托换桩基5和托换桩基9上，所
述固定板12平行设于所述托换承台7的下方；
50.桩帽8，所述托换桩基9顶端和一个桩基4上均设有所述桩帽8，所述桩帽8位于所述固定板12顶端；
51.千斤顶10，若干所述千斤顶10设于所述桩帽8与所述托换承台7底端之间。
52.上述技术方案的工作原理：在实际使用过程中，掘开地面1后，在被托换桩基5的一侧浇筑托换桩基9，完成浇筑后，设置固定板12并安装好桩帽8，然后再在承台2的被托换桩基5的一侧设置好托换承台7，再在桩帽8顶端与托换承台7之间设置千斤顶10，并设置辅助支撑，然后通过千斤顶10进行主动托换顶升，待确定托换结构系统变形稳定后进行逐根截桩，截桩完成后，固定辅助支撑并逐步卸载千斤顶10，然后使得桩帽8与托换承台7封桩联接，完成托换并回填地面1。
53.上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，通过上述的托换结构6，使得托换结构6可以在各种条件下对既有的基础进行托换，以使得新修的地下隧道顺利穿过。
54.在一个实施例中，所述承台2内设有钢板。
55.上述技术方案的工作原理：在实际使用过程中，承台2内设置的钢板可以提高承台2底端的强度。
56.上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，设置钢板后使得承台2的强度大大提高，使得承台2更加稳固和使用寿命更长。
57.在一个实施例中，所述托换承台7由钢筋混凝土浇筑而成。
58.上述技术方案的工作原理及有益效果：通过钢筋混凝土浇筑的托换承台7，使得托换承台7的强度更高且能更好的固定在现有的承台2上，提高了托换结构的稳定性。
59.在一个实施例中，所述固定板12由不锈钢制成。
60.上述技术方案的工作原理及有益效果：采用不锈钢制成的固定板12更耐腐蚀，可以更好的稳固桩基4、被托换桩基5和托换桩基9。
61.在一个实施例中，所述桥台3内设有防护装置11，所述防护装置11包括：
62.电机16，所述电机16设于所述桥台3内部；
63.压力传感器13，所述压力传感器13设于所述托换承台7底端，所述压力传感器13与所述电机16电连接；
64.升降装置，所述升降装置设于所述桥台3内，所述电机16的两侧对称设有所述升降装置，所述升降装置包括：
65.传动腔14，所述传动腔14设于所述桥台3内，所述传动腔14位于所述电机16的一侧；
66.限位杆15，所述限位杆15设于所述桥台3顶端，所述限位杆15上设有限位槽21；
67.第一转动杆17，所述第一转动杆17的一端与所述电机16连接，所述第一转动杆17的另一端伸入所述传动腔14内与第一锥齿轮18连接；
68.第二转动杆20，所述第二转动杆20的一端伸入所述传动腔14内与第二锥齿轮19连接，所述第一锥齿轮18与所述第二锥齿轮19啮合，所述第二转动杆20的另一端与所述限位槽21内壁转动连接；
69.滑动块23，所述滑动块23套接于所述第二转动杆20上，所述滑动块23与所述第二转动杆20通过螺纹连接，所述滑动块23与所述限位槽21滑动连接；
70.挡杆22，相邻的两个所述滑动块23之间通过所述挡杆22连接。
71.上述技术方案的工作原理：在实际使用过程中，地面发生沉降时，托换承台7会发生位移，使得托换承台7对土壤的压力变化，然后被压力传感器13检测到，当压力传感器13检测到发生变化时，会对外界相关部门传递信号和启动电机16，电机16通过第一转动杆17带动第一锥齿轮18转动，第一锥齿轮18通过第二锥齿轮19带动第二转动杆20转动，第二转动杆20通过螺纹带动滑动块23下滑，相邻的滑动23带动挡杆22下移将桥台3顶端的公路遮挡，使得上面的车辆无法通行。
72.上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，在托换结构6发生沉降时，防护装置11会将桥台3顶端封闭，避免车辆经过发生意外；同时设置的挡杆22上可以架设广告等，从而提高经济收入；同时压力传感器13会发出信号提醒修理部门及时对此处的托换结构6进行处理。
73.在一个实施例中，所述千斤顶10为自锁千斤顶。
74.上述技术方案的工作原理和有益效果：在实际使用过程中，千斤顶10采用自锁式千斤顶可以长时间支撑重物，且可在除去油压后仍可以支撑重物，其中千斤顶10的型号为dyg200t。
75.在一个实施例中，所述挡杆22上设有若干照明灯。
76.上述技术方案的工作原理及有益效果：设置照明灯22可以对桥台3顶端进行照明；同时在挡杆22下移时，照明灯可以起一个警示作用。
77.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
78.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
79.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。