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(shí)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(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)、樁筏基礎(chǔ)和樁間土的內(nèi)力分析，對(duì)樁筏基礎(chǔ)的抗浮力和單樁的受力進(jìn)行驗(yàn)算，隧道開挖過程中通過設(shè)置超前注漿小導(dǎo)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(hù)，隧道開挖采用礦山法開挖，施工時(shí)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(shí)，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(jìn)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(shí)將其主體鋼筋嵌入需托換的樁體內(nèi)，并進(jìn)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(tái)車或滿堂腳手架進(jìn)行支撐，安裝完畢后對(duì)二次襯砌和隧道內(nèi)壁間隙進(jìn)行填筑混凝土漿液;

步驟四：截樁和監(jiān)測(cè)，二次襯砌施工完畢后，此時(shí)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(shí)，在需托換的樁體的中間設(shè)置監(jiān)測(cè)套筒，切割機(jī)械將監(jiān)測(cè)套筒上下段的樁切割斷開后，監(jiān)測(cè)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(cè)上部結(jié)構(gòu)的受力情況，并通過檢測(cè)裝置傳輸于可視移動(dòng)端進(jìn)行監(jiān)控，完成整個(gè)隧道的二次襯砌施工;

步驟五：樁土驗(yàn)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(duì)隧道產(chǎn)生浮力同時(shí)反作用于超高層的樁筏基礎(chǔ)，此時(shí)通過驗(yàn)算軟件進(jìn)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(jì)算出隧道的浮力對(duì)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(cè)上部結(jié)構(gòu)的受力計(jì)為F，并按間隔5小時(shí)計(jì)入一次檢測(cè)的數(shù)值，通過擬合計(jì)算獲得斷樁應(yīng)力曲線，當(dāng)受力F為負(fù)值時(shí)考慮為受壓狀態(tài)，由于支護(hù)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(jìn)一步等待整體結(jié)構(gòu)的沉降;當(dāng)受力F為正值時(shí)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(duì)數(shù)增長時(shí)考慮為結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)，這需要加固臨時(shí)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(dòng)時(shí)可以進(jìn)行移除斷樁，拆除檢測(cè)套筒后將斷樁取出，此時(shí)斷樁和監(jiān)測(cè)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(shí)支撐并完成隧道施工，逐步拆除臨時(shí)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(dāng)隧道襯砌閉合成環(huán)并達(dá)到一定強(qiáng)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(shí)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(hù)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(shí)，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(jìn)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(shí)隧道中開挖樁的形式，先通過鉆機(jī)在隧道底部鉆孔，利用鋼管接樁方式逐段放入設(shè)計(jì)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(yàn)算和抗浮分析中，對(duì)鋼骨樁的樁身穩(wěn)定性驗(yàn)算包括在樁身在受到側(cè)壓力作用時(shí)，進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)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(duì)超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力，u為經(jīng)驗(yàn)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(dāng)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?yàn)樗淼赖耐ㄟ^，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(yàn)，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(dòng)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(shì)，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(diǎn)。

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(shí)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(shí)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(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)、樁筏基礎(chǔ)和樁間土的內(nèi)力分析，對(duì)樁筏基礎(chǔ)的抗浮力和單樁的受力進(jìn)行驗(yàn)算，隧道開挖過程中通過設(shè)置超前注漿小導(dǎo)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(hù)，隧道開挖采用礦山法開挖，施工時(shí)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(shí)，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(jìn)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(shí)將其主體鋼筋嵌入需托換的樁體內(nèi)，并進(jìn)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(tái)車或滿堂腳手架進(jìn)行支撐，安裝完畢后對(duì)二次襯砌和隧道內(nèi)壁間隙進(jìn)行填筑混凝土漿液;

[0008]步驟四：截樁和監(jiān)測(cè)，二次襯砌施工完畢后，此時(shí)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(shí)，在需托換的樁體的中間設(shè)置監(jiān)測(cè)套筒，切割機(jī)械將監(jiān)測(cè)套筒上下段的樁切割斷開后，監(jiān)測(cè)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(cè)上部結(jié)構(gòu)的受力情況，并通過檢測(cè)裝置傳輸于可視移動(dòng)端進(jìn)行監(jiān)控，完成整個(gè)隧道的二次襯砌施工;

[0009]步驟五：樁土驗(yàn)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(duì)隧道產(chǎn)生浮力同時(shí)反作用于超高層的樁筏基礎(chǔ)，此時(shí)通過驗(yàn)算軟件進(jìn)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(jì)算出隧道的浮力對(duì)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(cè)上部結(jié)構(gòu)的受力計(jì)為F，并按間隔5小時(shí)計(jì)入一次檢測(cè)的數(shù)值，通過擬合計(jì)算獲得斷樁應(yīng)力曲線，當(dāng)受力F為負(fù)值時(shí)考慮為受壓狀態(tài)，由于支護(hù)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(jìn)一步等待整體結(jié)構(gòu)的沉降;當(dāng)受力F為正值時(shí)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(duì)數(shù)增長時(shí)考慮為結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)，這需要加固臨時(shí)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(dòng)時(shí)可以進(jìn)行移除斷樁，拆除檢測(cè)套筒后將斷樁取出，此時(shí)斷樁和監(jiān)測(cè)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(shí)支撐并完成隧道施工，逐步拆除臨時(shí)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(dāng)隧道襯砌閉合成環(huán)并達(dá)到一定強(qiáng)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(shí)隧道中開挖樁的形式，先通過鉆機(jī)在隧道底部鉆孔，利用鋼管接樁方式逐段放入設(shè)計(jì)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(yàn)算和抗浮分析中，對(duì)鋼骨樁的樁身穩(wěn)定性驗(yàn)算包括在樁身在受到側(cè)壓力作用時(shí)，進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)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(duì)超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力，u為經(jīng)驗(yàn)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(dāng)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(jìn)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(qǐng)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(jìn)行綜合考量，保證了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;

[0017]2.本申請(qǐng)采用截?cái)嗪罄^續(xù)作為支撐的方式，保證了隧道的支護(hù)安全，在截樁拆除時(shí)，先施工好轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，利用監(jiān)測(cè)和對(duì)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(dòng)態(tài)過程中保證了施工的安全和支護(hù)要求;

[0018]3.本申請(qǐng)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(qǐng)實(shí)施方式中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)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(qǐng)的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(qǐng)施工方法流程圖;

[0021]圖2為本申請(qǐng)隧道、樁筏基礎(chǔ)的示意圖;

[0022]圖3為本申請(qǐng)隧道和需托換樁的示意圖;

[0023]圖4為本申請(qǐng)截樁和監(jiān)測(cè)套筒的示意圖;

[0024]圖5為本申請(qǐng)截樁示意圖。

[0025]圖6為本申請(qǐng)完成截樁的示意圖。

具體實(shí)施方式

[0026]通過下面對(duì)實(shí)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(dāng)將申請(qǐng)人所給出的具體的實(shí)施例視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，任何對(duì)部件或技術(shù)特征的定義進(jìn)行改變，或?qū)φw結(jié)構(gòu)作形式的而非實(shí)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(hù)范圍。

[0027]在本申請(qǐng)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(jī)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(gè)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(duì)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(qǐng)中的具體含義。

[0028]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)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(shí)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(jìn)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(duì)樁筏基礎(chǔ)的抗浮力和單樁的受力進(jìn)行驗(yàn)算，隧道開挖過程中通過設(shè)置超前注漿小導(dǎo)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(hù)，隧道開挖采用礦山法開挖，施工時(shí)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(shí)，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(jìn)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(shí)將其主體鋼筋嵌入需托換的樁體內(nèi)，并進(jìn)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(tái)車或滿堂腳手架進(jìn)行支撐，安裝完畢后對(duì)二次襯砌和隧道內(nèi)壁間隙進(jìn)行填筑混凝土漿液;

[0033]步驟四：截樁和監(jiān)測(cè)，二次襯砌施工完畢后，此時(shí)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(shí)，在需托換的樁體2的中間設(shè)置監(jiān)測(cè)套筒21，切割機(jī)械將監(jiān)測(cè)套筒上下段的樁切割斷開后，監(jiān)測(cè)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(cè)上部結(jié)構(gòu)的受力情況，并通過檢測(cè)裝置傳輸于可視移動(dòng)端進(jìn)行監(jiān)控，完成整個(gè)隧道的二次襯砌施工;

[0034]步驟五：樁土驗(yàn)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(duì)隧道產(chǎn)生浮力同時(shí)反作用于超高層的樁筏基礎(chǔ)，此時(shí)通過驗(yàn)算軟件進(jìn)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(jì)算出隧道的浮力對(duì)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(cè)上部結(jié)構(gòu)的受力計(jì)為F，并按間隔5小時(shí)計(jì)入一次檢測(cè)的數(shù)值，通過擬合計(jì)算獲得斷樁應(yīng)力曲線，當(dāng)受力F為負(fù)值時(shí)考慮為受壓狀態(tài)，由于支護(hù)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(jìn)一步等待整體結(jié)構(gòu)的沉降;當(dāng)受力F為正值時(shí)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(duì)數(shù)增長時(shí)考慮為結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)，這需要加固臨時(shí)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(dòng)時(shí)可以進(jìn)行移除斷樁，拆除檢測(cè)套筒后將斷樁取出，此時(shí)斷樁和監(jiān)測(cè)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(shí)支撐并完成隧道施工，逐步拆除臨時(shí)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(dāng)隧道襯砌閉合成環(huán)并達(dá)到一定強(qiáng)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(shí)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(hù)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(shí)，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(jìn)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(cè)套筒設(shè)置為兩個(gè)半圓的對(duì)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(qiáng)螺栓固定，將兩個(gè)對(duì)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(tái)，在連接時(shí)套筒的上下連接凸臺(tái)與斷樁處的上下位置接觸連接，也就是說上下兩個(gè)連接凸臺(tái)的設(shè)置保證套筒的受力點(diǎn)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(shí)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(cè)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(shí)隧道中開挖樁的形式，先通過鉆機(jī)在隧道底部鉆孔，利用鋼管接樁方式逐段放入設(shè)計(jì)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(shí)際施工中，隧道通過多根需要托換的樁，在進(jìn)行樁基托換時(shí)，應(yīng)按每次處理一根樁的原則進(jìn)行，每次需要進(jìn)行受力核算，且進(jìn)行分步、逐根對(duì)侵入隧道內(nèi)樁基進(jìn)行鑿除、切割，利用隧道初期支護(hù)及轉(zhuǎn)換裝置的承載，達(dá)到上部結(jié)構(gòu)自身荷載及動(dòng)載的有效傳遞，

[0042]在樁土驗(yàn)算和抗浮分析中，對(duì)鋼骨樁的樁身穩(wěn)定性驗(yàn)算包括在樁身在受到側(cè)壓力作用時(shí)，進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)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(duì)超高層的樁筏基礎(chǔ)的反作用力，u為經(jīng)驗(yàn)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(dāng)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(shí)，可以人工進(jìn)入鋼管內(nèi)進(jìn)行逐一焊接，保證其鋼管的完整性要求。

[0044]以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)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(shí)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(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)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(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)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(hù)的范圍內(nèi)。

說明書附圖(6)