地鐵隧道穿越橋梁樁基的托換施工技術

1、地鐵隧道穿越橋梁樁基的托換施工技術地鐵隧道穿越橋梁樁基的托換施工技術摘要：摘要：隨著城市基礎設施的持續(xù)建設，地鐵軌道交通呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢，但受原先城市規(guī)劃的制約，新的地鐵隧道在施工中將不可避免地會部分穿越既有建（構）筑物的基礎。本文以深圳地鐵五號線盾構區(qū)間某立交橋為例，對樁基托換設計、施工工藝及其關鍵工作等做了詳細論述，為在復雜施工環(huán)境和地質條件下進行既有橋梁樁基托換和承載力轉換積累了寶貴的經(jīng)驗。關鍵詞：關鍵詞：盾構隧道；既有橋梁；樁

2、基托換；技術；施工工藝1、樁基托換技術概述樁基托換技術是一種技術難度大、費用較高、工期較長、風險性較強的一種特殊施工方法，具有涉及專業(yè)類別多、科技含量高、環(huán)境安全保護問題突出的特點［1～3］。托換技術的起源可追溯到古代，但直到20世紀30年代興建美國紐約市的地下鐵道時才得到發(fā)展。近年來隨著城市地下鐵道的大量施工，當前所托換的工程數(shù)量日益增多，托換技術也有了飛躍的發(fā)展，托換工程不但需要應用各種地基處理技術，同時需要善于巧妙靈活地綜合選用這

3、些技術。本文結合工程實例介紹樁梁托換技術在實際工程中的應用。樁基托換技術一般用于建筑物地下基礎改造，是進行地基處理和加固的一種方式，它主要解決既有建筑物的地基加固問題、既有建筑物基礎下需要修建地下工程以及新建建筑工程影響到既有建筑物安全時需要處理等問題［4～6］。根據(jù)目前國內(nèi)外對托換技術的運用狀況及其核心技術機理的不同，主要分為主動托換和被動托換兩種［7］，前者指原樁卸載前對新樁和托換結構施加荷載，以部分消除托換體系長期變形的時隨效應，

4、并在上部的荷載轉換過程中，對托換結構及上部結構的變形運用頂升裝置進行動態(tài)調(diào)控，一般用于托換荷載大或結構變形要求高的托換工程，相對可靠性較高；后者指原樁在卸載過程中，上部結構荷載隨托換結構的變形，被動地轉換到新樁，一般用于托換荷載較小的托換工程，相對可靠性較低。2、樁基托換設計實例深圳軌道交通五號線翻身靈芝公園區(qū)間隧道工程，隧道穿越寶安立交橋樁基，有4根樁基侵入隧道或隧道施工造成對橋樁較大影響，需要進行托換。綜合考慮場地工程及水文地質條件

5、，借鑒地鐵樁基托換類似工程經(jīng)驗，考慮安全、造價及工期等因素，最后選用樁梁主動托換方案進行托換。3.1樁基托換基槽施工基槽最大挖深約3.9m，根據(jù)施工場地采用直立開挖和放坡開挖，放坡坡度1∶0.7，打入3排L＝3.5m的f42鋼花管，傾角15，間距1.2m1.2m，掛網(wǎng)f8@200200噴100mm厚C20混凝土?？拷训兰皣鷵醯幕蹮o放坡條件，采用單管旋噴樁f600@4003排f42（t=3.5）鋼花管支護，L=8m，且靠近管線的基槽邊

6、旋噴樁內(nèi)插入1根L=7m的f42（t=3.5）鋼管來加強支護。鋼花管L=6m，傾角15，間距1.0m1.0m，掛網(wǎng)噴120mm厚混凝土。3.2托換樁及承臺采用f1200鉆孔灌注樁，混凝土強度為C30，主筋保護層厚度70mm，單樁設計承載力為5000kN，托換樁樁頂設預頂承臺。樁承臺為C40混凝土，主筋保護層厚度50mm，承臺底鋪設100mm的C20素混凝土墊層，承臺上方預埋20mm厚的鋼板供預頂使用。3.3托換梁采用鋼筋混凝土，截面為3

7、0002500，混凝土強度為C40，主筋保護層厚度50mm。梁底鋪設100mm厚C20素混凝土墊層，托換梁端部預埋20mm厚的鋼板供預頂使用。托換梁在托換樁部位預留注漿孔。3.4預頂、截樁及封樁為消除新加托換樁的變形，并檢驗托換梁承載力及節(jié)點連接性能，在托換承臺上設置千斤頂和型鋼安全裝置，對托換體系分級施加預頂荷載，通過分析同步監(jiān)測數(shù)據(jù)，動態(tài)化指導預頂力的荷載施加和截掉托換梁下方的被托換樁。托換樁承臺上方預留的預頂空間高500mm，托換

8、梁端千斤頂同步分級加載，每級⑹斷樁：在確認原樁與托換結構之間轉換已完成的前提下，鑿除舊樁與梁的連接，脫離范圍不小于20cm，如圖1f，回填基坑，恢復原地坪。⑺施工監(jiān)測：在托換施工過程中，應加強對地表下沉及橋梁變形的監(jiān)測，通過對施工監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和信息反饋，掌握托換施工造成橋梁變形的情況，及時修正設計參數(shù)指導施工，對托換施工過程進行有效的預測和控制，優(yōu)化施工工序。5、托換施工關鍵工作5.1既有樁體植筋既有樁體植筋的技術性較強，托換過程中托

9、換梁與既有樁能否有效連接是受力體系能否有效轉換的關鍵8［～9，］因此除了對連接面進行鑿毛處理和加微膨脹混凝土外，采取植筋處理方案，采用f25鋼筋，環(huán)豎向間距400mm，錨入承臺內(nèi)200mm，L=600mm，如圖2所示。5.2千斤頂頂升按“等變形、等荷載”的原則進行加載，加載時將千斤頂置于托換樁和托換梁體之間，并在千斤頂上下鋪鋼墊板，同一梁體進行加載作業(yè)的千斤頂通過液壓連動系統(tǒng)同步控制，并將設計反力分級加載，對可能的不同步加載進一步衰減。

10、在頂升過程中，對托換樁、托換梁、橋梁及其墩柱等進行監(jiān)測，重點是沉降、應力、裂縫、變形和樁頂橫向位移，確保荷載轉換安全有效，頂升完成后鎖定千斤頂，塞緊鋼支墊上的鋼楔板。千斤頂布置如圖3所示。5.3托換梁與托換樁節(jié)點連接在梁底和樁頂?shù)幕炷帘砻嫱磕ōh(huán)氧乳液水泥漿界面處理劑；把托換梁與托換樁各自預埋、預留的鋼筋施焊連接起來。安裝圓形鋼模，灌注微膨脹混凝土做整體式支墊，把托換梁和托換樁連接成整體。5.4監(jiān)測在托換施工過程中，根據(jù)橋梁的結構特點和

11、地質條件，布設測點，監(jiān)測橋梁既有樁及橋梁基礎的沉降和變形，以及橋梁裂縫及其發(fā)展情況等。6、施工注意事項6.1施工前應對被托換樁、托換樁進行坐標、高程測量，并與設計圖紙進行對比，當差異較大時，應立即通知設計、監(jiān)理、業(yè)主等有關部門。6.2對立交橋下的各種地下管線，如水管、煤氣管、電纜等，要加強保護和監(jiān)測，影響施工的要同有關部門協(xié)調(diào)進行處理。6.3被托換樁上部結構為預應力連續(xù)梁，向上頂升時墩梁端最大向上位移不大于2mm，墩梁端下沉最大值位移不