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申请/专利权人：广东精特建设工程有限公司

摘要：本发明公开了智能化转换梁横向逐步加载桩基础主动受力托换施工方法，在新增转换梁、新增基础施工中布设监测设备，既有建筑物设置位移、沉降监测点位，并入到自动化监测系统。在双腹转换梁同步横向加载张拉时，通过监测设备可以集中采集到整体结构的实时变化数值，在桩基础托换施工前，通过精细计算每个施工环节数据值，在施工中周密布置。通过转换梁横向逐步施加预应力，有效地使转换梁、新增基础主动受力，主动平稳地卸载掉既有桩基础的竖向轴力；同时主动控制转换梁下挠，减少了转换梁下挠所产生的裂缝，确保既有上部结构在托换施工中的安全。本发明改变了现有桩基础粗放被动的托换方式，减少多个施工环节，显著地节约施工工期和施工成本。

主权项：1.智能化转换梁横向逐步加载桩基础主动受力托换施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、结合设计图纸，定位需要施工部位，进行新增结构的施工，新增结构施工完成后，进行土方开挖；新增结构包含新增转换梁和新增桩基础；步骤S2、计算施加于转换梁的上部荷载，确定转换梁和桩基础的尺寸；故按荷载组合的标准值取转换梁的上部荷载： 步骤S3、根据现场地下岩土构造情况及桩径大小，计算桩基础抗拔力数值；基桩的抗拔极限承载力计算如下： ——基桩抗拔极限承载力标准值； ——抗拔系数； ——桩侧表面第层土的抗压极限侧阻力标准值； ——桩身周长，对于等直径桩取； ——第层土的厚度；步骤S4、基坑放坡完成后，进行新增桩基础桩头破除，并进行垫层的浇筑；具体包括以下步骤：步骤S41，静力水准系统是由一系列智能液位传感器及储液罐组成，储液罐之间由连通管连通；基准罐置于一个稳定的水平基点，其他储液罐置于标高大致相同的不同位置，当其他储液罐相对于基准罐发生升降时，将引起该罐内液面的上升或下降；通过测量液位的变化，了解被测点相对水平基点的升降变形；依据连通管原理的方法，用静力水准仪传感器，测量每个测点容器内液面的相对变化，再通过计算求得各点相对于基点的相对沉陷量；步骤S42，转换梁应力自动化监测系统由应力计传感器、采集模块和通讯模块组成，传感器的埋设位置与埋设方法常规方法相同，线路通过PVC小导管走线至围挡护栏上，连接至供电与采集端，设置监测参数，采集模块根据定时参数对各传感器进行测量，采集数据后通过传输模块传输回服务器进行处理；对托换梁承台的应力监测则安装应力应变片采集数据后通过传输模块传输回服务器进行处理；步骤S43，桩头安装应力应变片，桩头侧面粘贴应力应变片，在托换梁横向加载过程中，可以持续观测到桩顶部受力情况，通过应变计算转换桩的受力情况；步骤S44，倾斜监测点一般选取在建筑物角点结构柱或中部结构柱上安装，首先在选定的倾斜监测点位置，使用紧固件和铁板搭设一个传感器安装平台，再将倾角计固定到平台上，并入到自动化监测系统；倾角计监测数据用于佐证托换体系的受力状况和变形状况；步骤S5、承台两侧布设两条转换梁，梁中和既有承台连接，开挖时放坡便可，并在钢筋绑扎过程中，设置横向逐步加载力的关键步骤，预应力钢绞线束，依据上部结构的重量和既有桩基础的抗拔力，计算转换梁安装多少束预应力钢绞线，转换梁设置对应数量的钢绞线束；钢绞线曲线最低点设置在转换结构梁跨中，施工时采用井字型钢筋对钢绞线竖曲线进行定位，确保曲线准确；步骤S6、绑扎钢筋时，对转换梁布设安装监测设备，待钢筋、钢绞线、检测设备安装完成后进行模板安装及混凝土浇筑；待混凝土达到设计强度100%后，在预应力筋端部张拉端安装锚索计，锚索计并入自动化监测系统；步骤S7、在转换梁的两端、中部、15跨和45跨、应力集中点布设非接触式位移测量点，并入自动化监测系统；步骤S8、新增转换梁横向逐步加载预受力施加通过预应力张拉来实现，计算预应力张拉采用分段张拉，依次为：10%、20%、50%、100%、103%张拉力；预应力张拉力计算： ——预应力筋张拉端的张拉力，kN； ——预应力张拉控制应力，取=0.75×1860MPa=1395MPa； ——每根预应力筋的截面面积，=140mm2 ——同时张拉预应力的根数； ——超张拉系数，其按设计计算值；步骤S9、新增转换梁横向逐步加载主动受力实施，如为双腹梁设计时则油泵分别控制压力，对两根梁同时施加预应力，保证既有结构同步变形；张拉时采用两端对称同步加载、从下至上、从左至右依次对钢绞线进行加载张拉，分五阶段依次进行加载张拉，当横向加载张拉每个阶段时，转换梁、新增桩基础、既有桩基础、相邻结构、可以分别观测到应力应变体系反馈的各部位数据情况，横向加载张拉加压每个阶段，转换梁、新增桩基础受力转换和既有桩基础卸载实时数据都能采集到微小变化；步骤S10、对于小直径盾构单跨转换，当横向逐步加载使预应力钢绞线束张拉至103%时，新增转换梁在跨中位置形成微形向上变化0.2mm，抵消原桩基所承受力，同时通过转换梁将力传到至新增桩基础上；当监测数据采集到转换梁跨中有0.2mm左右的向上变化和转换梁两端部0.1mm向下变化时，可以停止加载；加载完成后在24小时内持续监测转换梁变形，受张拉的应力影响梁中向上数值会达到0.5mm，梁的端部承台受约束向下数值几乎不会再变化；步骤S11、对于大直径盾构多跨转换，当横向逐步加载使预应力钢绞线束张拉至103%时，新增转换梁在中柱位置形成微形向上变化0.4mm、边柱位置0.2mm，抵消原桩基所承受力，同时通过转换梁将力传到至新增桩基础上；当监测数据采集到转换梁跨中有0.4mm的向上变化和转换梁两端部0.1mm向下变化时，可以停止加载；加载完成后在24小时内持续监测转换梁变形，受张拉的应力影响梁中向上变形数值会达到0.8mm，边跨柱向上变形数值会达到0.5mm，梁的端部承台受约束向下数值几乎不会再变化；步骤S12、横向加载张拉时既有桩基础竖向承载力同时也主动被卸载掉；转换梁和新增桩基础已经完全受力；同时既有桩基础已经变为失效桩，转换完成；然后进行既有桩基的切除，新增桩基础平稳替换原有桩基的受力；步骤S13、在张拉施工及原有桩基拆除的过程中，全程监测结构受力转换时的受力状态，确保转换过程安全平稳的实施。

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