地鐵隧道穿越橋梁樁基的托換施工技術(shù)

1、地鐵隧道穿越橋梁樁基的托換施工技術(shù)地鐵隧道穿越橋梁樁基的托換施工技術(shù)摘要：摘要：隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)建設(shè)，地鐵軌道交通呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)，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(huì)部分穿越既有建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)。本文以深圳地鐵五號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間某立交橋?yàn)槔?，?duì)樁基托換設(shè)計(jì)、施工工藝及其關(guān)鍵工作等做了詳細(xì)論述，為在復(fù)雜施工環(huán)境和地質(zhì)條件下進(jìn)行既有橋梁樁基托換和承載力轉(zhuǎn)換積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：盾構(gòu)隧道；既有橋梁；樁

2、基托換；技術(shù)；施工工藝1、樁基托換技術(shù)概述樁基托換技術(shù)是一種技術(shù)難度大、費(fèi)用較高、工期較長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)性較強(qiáng)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(hù)問(wèn)題突出的特點(diǎn)［1～3］。托換技術(shù)的起源可追溯到古代，但直到20世紀(jì)30年代興建美國(guó)紐約市的地下鐵道時(shí)才得到發(fā)展。近年來(lái)隨著城市地下鐵道的大量施工，當(dāng)前所托換的工程數(shù)量日益增多，托換技術(shù)也有了飛躍的發(fā)展，托換工程不但需要應(yīng)用各種地基處理技術(shù)，同時(shí)需要善于巧妙靈活地綜合選用這

3、些技術(shù)。本文結(jié)合工程實(shí)例介紹樁梁托換技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。樁基托換技術(shù)一般用于建筑物地下基礎(chǔ)改造，是進(jìn)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(wèn)題、既有建筑物基礎(chǔ)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(shí)需要處理等問(wèn)題［4～6］。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)托換技術(shù)的運(yùn)用狀況及其核心技術(shù)機(jī)理的不同，主要分為主動(dòng)托換和被動(dòng)托換兩種［7］，前者指原樁卸載前對(duì)新樁和托換結(jié)構(gòu)施加荷載，以部分消除托換體系長(zhǎng)期變形的時(shí)隨效應(yīng)，

4、并在上部的荷載轉(zhuǎn)換過(guò)程中，對(duì)托換結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)的變形運(yùn)用頂升裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控，一般用于托換荷載大或結(jié)構(gòu)變形要求高的托換工程，相對(duì)可靠性較高；后者指原樁在卸載過(guò)程中，上部結(jié)構(gòu)荷載隨托換結(jié)構(gòu)的變形，被動(dòng)地轉(zhuǎn)換到新樁，一般用于托換荷載較小的托換工程，相對(duì)可靠性較低。2、樁基托換設(shè)計(jì)實(shí)例深圳軌道交通五號(hào)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(duì)橋樁較大影響，需要進(jìn)行托換。綜合考慮場(chǎng)地工程及水文地質(zhì)條件

5、，借鑒地鐵樁基托換類似工程經(jīng)驗(yàn)，考慮安全、造價(jià)及工期等因素，最后選用樁梁主動(dòng)托換方案進(jìn)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(chǎng)地采用直立開(kāi)挖和放坡開(kāi)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(wú)放坡條件，采用單管旋噴樁f600@4003排f42（t=3.5）鋼花管支護(hù)，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(lái)加強(qiáng)支護(hù)。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(tái)采用f1200鉆孔灌注樁，混凝土強(qiáng)度為C30，主筋保護(hù)層厚度70mm，單樁設(shè)計(jì)承載力為5000kN，托換樁樁頂設(shè)預(yù)頂承臺(tái)。樁承臺(tái)為C40混凝土，主筋保護(hù)層厚度50mm，承臺(tái)底鋪設(shè)100mm的C20素混凝土墊層，承臺(tái)上方預(yù)埋20mm厚的鋼板供預(yù)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(qiáng)度為C40，主筋保護(hù)層厚度50mm。梁底鋪設(shè)100mm厚C20素混凝土墊層，托換梁端部預(yù)埋20mm厚的鋼板供預(yù)頂使用。托換梁在托換樁部位預(yù)留注漿孔。3.4預(yù)頂、截樁及封樁為消除新加托換樁的變形，并檢驗(yàn)托換梁承載力及節(jié)點(diǎn)連接性能，在托換承臺(tái)上設(shè)置千斤頂和型鋼安全裝置，對(duì)托換體系分級(jí)施加預(yù)頂荷載，通過(guò)分析同步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)化指導(dǎo)預(yù)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(tái)上方預(yù)留的預(yù)頂空間高500mm，托換

8、梁端千斤頂同步分級(jí)加載，每級(jí)⑹斷樁：在確認(rèn)原樁與托換結(jié)構(gòu)之間轉(zhuǎn)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(fù)原地坪。⑺施工監(jiān)測(cè)：在托換施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地表下沉及橋梁變形的監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)施工監(jiān)測(cè)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(shí)修正設(shè)計(jì)參數(shù)指導(dǎo)施工，對(duì)托換施工過(guò)程進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)和控制，優(yōu)化施工工序。5、托換施工關(guān)鍵工作5.1既有樁體植筋既有樁體植筋的技術(shù)性較強(qiáng)，托換過(guò)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(zhuǎn)換的關(guān)鍵8［～9，］因此除了對(duì)連接面進(jìn)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(tái)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(jìn)行加載，加載時(shí)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(jìn)行加載作業(yè)的千斤頂通過(guò)液壓連動(dòng)系統(tǒng)同步控制，并將設(shè)計(jì)反力分級(jí)加載，對(duì)可能的不同步加載進(jìn)一步衰減。

10、在頂升過(guò)程中，對(duì)托換樁、托換梁、橋梁及其墩柱等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，重點(diǎn)是沉降、應(yīng)力、裂縫、變形和樁頂橫向位移，確保荷載轉(zhuǎn)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(diǎn)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(yù)埋、預(yù)留的鋼筋施焊連接起來(lái)。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(cè)在托換施工過(guò)程中，根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和

11、地質(zhì)條件，布設(shè)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)橋梁既有樁及橋梁基礎(chǔ)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(xiàng)6.1施工前應(yīng)對(duì)被托換樁、托換樁進(jìn)行坐標(biāo)、高程測(cè)量，并與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)差異較大時(shí)，應(yīng)立即通知設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主等有關(guān)部門。6.2對(duì)立交橋下的各種地下管線，如水管、煤氣管、電纜等，要加強(qiáng)保護(hù)和監(jiān)測(cè)，影響施工的要同有關(guān)部門協(xié)調(diào)進(jìn)行處理。6.3被托換樁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，向上頂升時(shí)墩梁端最大向上位移不大于2mm，墩梁端下沉最大值位移不