专利名称：新修隧道穿越既有建筑物的托换系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑物桩基托换技术领域，尤其涉及一种新修隧道穿越既有建筑物的托换系统。
背景技术：
随着城市交通系统的逐步成熟，城市新建隧道穿越既有建筑物的情况越来越多，相应地，建筑物托换技术也经历了从无到有、逐步成熟的发展过程。现有托换技术主要采用门字架托换的方式，即采用两根托换桩支撑起托换梁，由托换桩及托换梁组成托换体系，当在托换桩与托换梁之间主动预顶时，将托换梁上部的荷载转移至托换桩，使原承重构件架空，使隧道顺利通过。但该门字架托换技术存在这样的缺陷仅适用于建筑物室内及周边有 条件做桩基托换梁的情况，当施工现场场地受限制时，则无法采用门字架托换方法，因而现有技术这种方法对环境要求较高，或者需要拆除既有建筑，施工周期长，而且拆除建筑物会花费较大的成本以及造成经济损失；此外，建筑物拆除后，需要进行垃圾的运输、堆放垃圾会占用土地，一来不利于环保，二来也会花费一定的成本；建筑物再建时则也会造成能源、人力、物力的耗费。由此可见，如何对现有的桩基托换技术进行改进，找到一种适用范围更广的托换技术，能够不用拆除既有建筑物而进行托换，这是本领域目前需要解决的技术问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，能够在不拆除建筑物的情况下进行托换，从而减少对既有建筑物的影响，降低成本、避免因拆除建筑物导致的经济损失。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，包括设置在既有建筑物底层位于待挖隧道经过的一侧或两侧的土层中的托换桩以及在托换桩上设置的托换承台、在托换承台上设置的托换柱，所述托换柱一端与托换承台接触，另一端抵接既有建筑物的主梁，所述主梁经加大截面处理形成托换平衡梁，在托换承台上设置有斜撑件，所述斜撑件的另一端与托换平衡梁和/或待挖隧道上方的既有建筑物的支柱抵接。优选地，所述斜撑件一端与托换承台抵接，另一端与既有建筑物的支柱及托换平衡梁抵接。优选地，所述斜撑件与土层上的板所成的倾斜角为30度以上。优选地，所述倾斜角为60。优选地，所述托换桩为嵌岩钢管桩。本实用新型的另外一种新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，包括设置在既有建筑物底层位于待挖隧道经过的一侧或两侧的土层中的托换桩以及在托换桩上设置的托换承台、在托换承台上设置的托换柱，所述托换柱一端与托换承台接触，另一端抵接既有建筑物的主梁，所述主梁经加大截面处理形成托换平衡梁，在托换柱及待挖隧道上方的既有建筑物的支柱之间设置一剪力墙，剪力墙与托换平衡梁、托换柱、待挖隧道上方的既有建筑物的支柱形成一整体结构。优选地，所述斜撑件为钢筋混凝土材质。与现有技术相比，本实用新型的新修隧道穿越既有建筑物的托换系统由于在既有建筑物底层位于待挖隧道经过的一侧或两侧的土层中打入托换桩，在托换桩上设置托换承台，在托换承台上设置托换柱，托 换柱一端与托换承台接触，另一端抵接既有建筑物的主梁，对既有建筑物的主梁进行加大截面处理，形成托换平衡梁，在托换承台上设置斜撑件，斜撑件的另一端与托换平衡梁和/或建筑物既有支柱抵接，这样斜撑件在主动预顶托换时成为受压构件，以托换柱的柱脚为支点，利用三角形的稳定性将托换平衡梁以下的荷载悬挑起来，因而具有如下优点I、可避免拆除重建，托换费用约为拆除重建费用的10%，可为国家挽回经济损失相当于拆除重建造价的90%左右。还可节省建筑物拆除后垃圾的运输和堆放垃圾的土地，有利于保护环境，还能节约再建时能源、人力、物力的耗费；2、采用本实用新型的托换系统及托换方法，在施工时不影响建筑物的正常使用，不影响居民的正常生活，避免居民搬迁及安置、商铺铺租的费用，为业主避免大额经济损失;3、采用本实用新型施工时，占用施工场地小，而且在地下室即可施工，不必占用公共道路，避免因在地面上开挖基坑而影响交通；4、地下室地面修复后，仅增加了托换柱及斜撑、部分梁柱截面加大，对原使用功能基本没有影响，确保该建筑物在隧道穿越后仍然能正常使用。
图I为本实用新型实施例一托换前建筑物与待挖隧道的位置关系俯视示意图；图2为本实用新型实施例一托换前建筑物与待挖隧道的位置关系侧向示意图；图3为利用本实用新型实施例一托换后在建筑物及待挖隧道之间形成的托换系统示意图；图4为本实用新型实施例二托换前建筑物与待挖隧道的位置关系俯视示意图；图5为本实用新型实施例二在建筑物及待挖隧道之间形成的托换系统示意图；图6为本实用新型实施例三在建筑物及待挖隧道之间形成的托换系统示意图；图7为本实用新型实施例四在建筑物及待挖隧道之间形成的托换系统示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型可适用于被托换建筑物周边无布桩空间的情况，如建筑物周边无工作面，或环境恶劣，无法展开工作面的情况。在实际实施中，本实用新型的适用情况具体可包括如下三种1、隧道穿越建筑物边轴线下方；2、隧道穿越建筑物中间轴线下方；3、隧道斜穿建筑物下方。本发明可在建筑物底层以下展开作业面，既不占用公共道路，又不影响建筑物的正常使用，社会与经济效益显著。实施例一本实施例中给出的是隧道穿越既有建筑物边轴线下方时的托换系统，如图I、图2所示，沿长度方向，隧道S的一部分位于建筑物N的下方，本实施例托换系统由以下步骤形成I、在既有建筑物边轴线及隧道开挖边缘靠近的建筑物轴线中间位置设立托换桩
I、托换承台2及托换柱3。如图3所示，托换桩I设置在隧道S的一侧，即在既有建筑物地下室的土层中设立此托换桩，托换承台2设置在托换桩I的上方，托换承台2的横截面大于托换桩I及托换柱3的横截面，托换柱3设置在托换承台2的上方，该新增的托换柱3即作为支点柱。 2、对托换柱3上方的既有建筑物原有的主梁进行加大截面处理，形成托换平衡梁4，在预顶主动托换时，能够以支点柱为支点，利用跷跷板原理，将托换平衡梁4以下的荷载悬挑起来。3、在沿建筑物轴线方向间隔一定的距离重复上述步骤，形成多个托换桩、托换承台、托换桩、托换平衡梁；上述步骤完成后，在每根新增托换柱3的柱脚与对应的位于隧道上方的既有建筑物边轴线上原有的支柱6之间设置钢筋混凝土制成的斜撑件5。如图3所示，斜撑件5 —端与托换承台及托换柱抵接，另一端与托换平衡梁及既有支柱抵接。斜撑件5在主动预顶托换时成为受压构件，以托换柱的柱脚为支点，利用三角形的稳定性将建筑物托换平衡梁4以下的荷载悬挑起来。4、对既有建筑物靠近隧道一侧的墙体进行加固，使支柱6和墙体的整体性加强，由原来的受压构件变为受拉构件，形成吊杆。经过以上步骤，就形成了由新增的托换桩I、托换承台2、托换柱3、既有的托换平衡梁4、新增的斜撑件5、既有的支柱6(即吊杆)组成的稳定的单边支撑托换系统。5、托换系统的混凝土达到强度后、隧道开挖前、对托换系统结构的监测结果在限制范围内的情况下，在托换桩桩头与托换承台间实施预顶，使既有建筑物边轴位置处的荷载转移至托换桩及支点柱的另一侧，将边轴处托换平衡梁4以下的荷载悬挑起来，保证隧道能够顺利通过，且不影响建筑物结构安全。实施例二本实施例中给出的是隧道穿越既有建筑物中间轴线下方时的托换系统，如图4所示，沿宽度方向，隧道S全部位于建筑物N的下方，本实施例托换系统由以下步骤形成I、在建筑物边轴线及隧道开挖边缘靠近的建筑物轴线中间位置设立托换桩I、托换承台2及托换柱3。如图5所示，托换桩I设置在隧道S的一侧，即在既有建筑物地下室的土层P中设立此托换桩，托换承台设置在托换桩的上方，托换承台的横截面大于托换桩及托换柱的横截面，托换柱设置在托换承台的上方，该新增的托换柱即作为支点柱。2、对托换柱上方的既有建筑物原有主梁进行加大截面处理，形成托换平衡梁4，在预顶主动托换时，能够以支点柱为支点，利用跷跷板原理，将托换平衡梁4以下的荷载悬挑起来。3、在沿建筑物轴线方向间隔一定的距离重复上述步骤，形成多个托换桩、托换承台、托换桩、托换平衡梁；上述步骤完成后，在每根新增托换柱3的柱脚与对应的位于隧道上方的建筑物边轴线上的既有支柱6之间设置钢筋混凝土制成的斜撑件5。如图5所示，斜撑件5 —端与托换承台及托换柱抵接，另一端与托换平衡梁及既有建筑物的支柱抵接。斜撑件5在主动预顶托换时成为受压构件，以托换柱的柱脚为支点，利用三角形的稳定性将建筑物托换平衡梁4以下的荷载悬挑起来。4、对建筑物靠近隧道一侧的墙体进行加固，使既有支柱6和墙体的整体性加强，由原来的受压构件变为受拉构件，形成吊杆。经过以上步骤，就形成了由新增的托换桩I、托换承台2、托换柱3、既有的托换平衡梁4、新增的斜撑件5、既有的支柱6(即吊杆)组成的稳定的单边支撑托换系统。5、托换系统的混凝土达到强度后、隧道开挖前、对托换系统结构的监测结果在限制范围内的情况下，在托换桩桩头与托换承台间实施预顶，使建筑物边轴位置处的荷载转移至托换桩及支点柱的另一侧，将边轴处托换平衡梁4以下的荷载悬挑起来，保证隧道能 够顺利通过，且不影响建筑物结构安全。实施例三与实施例二相同的是，本实施例给出的也是隧道穿越既有建筑物中间轴线下方时的托换系统，但本实施例形成的托换系统参见图6，本实施例中采用在隧道两侧对称设置托换桩、托换承台、托换柱、斜撑的方式，其中每一侧设置托换桩、托换承台、托换柱、斜撑件的步骤均与实施例二相同，此处不再赘述。以上的实施例中，隧道穿越既有建筑物下方时与既有建筑物的轴线呈平行状态，在实际实施中，隧道可能倾斜于既有建筑物的轴线，本实用新型电同样能适用。以上实施例中，斜撑件5的上端与既有建筑物的支柱6及托换平衡梁4的交接处抵接，即斜撑件5同时与支柱6及托换平衡梁4抵接，在其他实施例中，也可将斜撑件的上端与支柱6抵接或与托换平衡梁4抵接，此时仅需对托换平衡梁及支柱进行节点加固即能满足施工要求。实施例四本实施例形成的托换系统参见图7，与前述实施例不同的是，本实施例中设置剪力墙8代替斜撑件，剪力墙8上端与托换平衡梁4相抵接，下端与土层相抵，左右两端分别与托换柱3、既有建筑物的支柱6抵接，剪力墙8与托换平衡梁4、托换柱3、既有建筑物的支柱6形成一个整体结构，相比前述实施的斜撑件更加牢固。其中，设置托换桩、托换承台、托换柱步骤均与实施例二相同，此处不再赘述。以上对本实用新型进行了详细介绍，文中应用具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，其特征在于，包括设置在既有建筑物底层位于待挖隧道经过的一侧或两侧的土层中的托换桩以及在托换桩上设置的托换承台、在托换承台上设置的托换柱，所述托换柱一端与托换承台接触，另一端抵接既有建筑物的主梁，所述主梁经加大截面处理形成托换平衡梁，在托换承台上设置有斜撑件，所述斜撑件的另一端与托换平衡梁和/或待挖隧道上方的既有建筑物的支柱抵接。
2.根据权利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，其特征在于，所述斜撑件一端与托换承台抵接，另一端与既有建筑物的支柱及托换平衡梁抵接。
3.根据权利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，其特征在于，所述斜撑件与土层上的板所成的倾斜角为30度以上。
4.根据权利要求3所述的新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，其特征在于，所述倾斜 角为60。
5.根据权利要求I所述的新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，其特征在于，所述托换桩为嵌岩钢管桩。
6.一种新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，其特征在于，包括设置在既有建筑物底层位于待挖隧道经过的一侧或两侧的土层中的托换桩以及在托换桩上设置的托换承台、在托换承台上设置的托换柱，所述托换柱一端与托换承台接触，另一端抵接既有建筑物的主梁，所述主梁经加大截面处理形成托换平衡梁，在托换柱及待挖隧道上方的既有建筑物的支柱之间设置一剪力墙，剪力墙与托换平衡梁、托换柱、待挖隧道上方的既有建筑物的支柱形成一整体结构。
专利摘要本实用新型公开一种新修隧道穿越既有建筑物的托换系统，包括设置在既有建筑物底层位于待挖隧道经过的一侧或两侧的土层中的托换桩以及在托换桩上设置的托换承台、在托换承台上设置的托换柱，所述托换柱一端与托换承台接触，另一端抵接既有建筑物的主梁，所述主梁经加大截面处理形成托换平衡梁，在托换承台上设置有斜撑件，所述斜撑件的另一端与托换平衡梁和/或既有建筑物的支柱抵接。本实用新型实施时不用拆除既有建筑物，可在建筑物地下室展开作业面，既不占用公共道路，又不影响建筑物的正常使用，社会与经济效益显著。
文档编号E02D35/00GK202689062SQ20122031407
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者吴如军, 曾春航 申请人:广州市胜特建筑科技开发有限公司