广州地铁一号线楼房桩基托换工程施工

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1、广州地铁一号线楼房桩基托换工程施工张　原　黄小许　李国雄　刘炯超　张正先　许耀峰　　［摘要］　广州地铁盾构区间隧道在4栋6～9层的桩基楼房下方穿越而过，并破除隧道范围内的约150根桩基。利用钢筋混凝土梁式转换层和钻孔灌注桩组成托换结构，成功应用了多项新技术并攻克了多个难题。　　［关键词］　地下铁道　盾构　住宅　托换施工法　转换层　钻孔灌注桩　　广州地铁一号线长寿路站～中山七路站区间隧道线路，穿过编号为D－P3－2、D－P3－3、D－P3－4和D－P3－5的4幢住宅楼的桩基础，地铁公司决定在维持楼房照常安全使用的条件下进行隧道施工。该段隧道

2、采用盾构法施工，将建成左线和右线2条直径为6.24m的并行隧道，由于隧道中心线位于房屋±0.00下面14～16m处，盾构通过时将割断这几栋楼下面所遇到的桩基，因此要求在盾构通过之前，必须完成这几栋楼桩基的托换工程及影响区的基础加固工程，并特别要求盾构通过部分的上部结构与下部原基础完全脱离，使上部建筑物荷载不再传递到地铁隧道结构上，同时要求托换结构必须置于±0.00标高以下，使楼房首层使用空间不受到影响。广州市鲁班建筑防水补强专业公司对本工程进行了设计、施工总承包。本工程要求进行桩基托换的4幢楼房，均为住宅楼，其中D－P3－2号楼为9层，上

3、部为钢筋混凝土框架结构，下部桩基为φ480沉管灌注桩，原桩长14～18m，首层净高3.7m；D－P3－3号楼为6层和9层，上部为钢筋混凝土框架结构，下部桩基为φ600内击式灌注桩，原桩长20～22m，首层净高3m；D－P3－4号楼为8层，上部为钢筋混凝土框架结构，下部桩基为φ460沉管灌注桩，原桩长18m，首层净高为2.8m；D－P3－5号楼为6层，上部为砖混结构，下部桩基为φ480沉管灌注柱，原桩长15～18m，首层净高3m。1　托换方案　　本工程是以钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和钻孔灌注桩作为托换结构体系。即在盾构影响线外侧设置桩

4、基，由主次梁转换层结构与桩基形成一个完整的托换结构体系，根据具体情况，或用托换大梁包承台直接托柱，或在原承台之间设置托换大梁，在大梁之间通过柱位设置托换小梁来托柱。待托换结构混凝土达到28d强度后，再在原承台底断开原桩，或在托换小梁底断开原柱，使上部建筑物荷载转移到新的永久性的托换结构上(图1)。图1　楼房桩基托换示意　　托换梁与原结构之间新旧混凝土界面采用垂直界面连接(图2)，界面处理措施如下：(1)对旧混凝土结构界面凿毛10～20mm，并清理干净；(2)在对托换梁浇混凝土之前1h，对原混凝土结构界面喷界面处理剂，加强界面连接；(3)对

5、关键的原承台另加锚筋，对关键柱位的托换梁加多纵筋或将柱的纵筋焊上钢板，将钢板与托换梁的纵筋焊接起来；(4)保留了原地梁与柱连接的原地梁纵筋，并在浇托换梁混凝土时将该纵筋包在托换梁结构中，增大了安全储备；(5)在浇托换梁混凝土时，对新旧混凝土界面处混凝土充分振捣密实，并进行蓄水保温养护，避免出现裂缝。图2　新旧混凝土界面处理　　D－P3－4楼托换梁结构采用钢筋混凝土结构，允许带规定宽度裂缝(≤0.2mm)；D－P3－2、D－P3－5楼的主梁采用有粘结后张预应力混凝土结构，以减少挠度和避免裂缝。在进行预应力托换梁施工时，上部结构和下部基础对预

6、应力托换梁都有一个对竖向位移的约束作用。　　由于盾构通过时地面将产生一定的沉降变形，因此对本工程在盾构影响范围内(非托换区)采用了微型嵌岩钻孔灌注桩(树根桩)和微型嵌岩钢管混凝土灌注桩，并通过锚筋式连接小承台进行基础加固。2　托换桩基施工　　钻孔灌注桩采用入中风化的嵌岩桩，设计时已考虑了盾构掘进通过时引起地基沉降而产生的桩周负摩擦的影响，并且在每个钻孔桩钢筋笼内预埋了2根φ20注浆花管，并用薄膜包好注浆孔和端部，待桩身混凝土达到7d强度后，从注浆管注水泥净浆到桩底。试验结果表明：φ800桩最大试验荷载时，最大桩顶总沉降为3.77mm，全部

7、卸荷后最大桩顶残余沉降量为0.86mm；φ600桩最大试验荷载时，最大桩顶总沉降为5.55mm，卸荷后最大桩顶残余沉降量为0.51mm，均符合规范和设计要求。　　施工地段地质土层自上而下依次为：杂填土，厚度1.5～3.0m，顶部15cm多为混凝土地面；淤泥，软塑～流塑，层厚约2～11m；粘土、粉质粘土，可塑～软塑，层厚约0.0～5.5m；粗砂、中砂或砾砂，厚约0.0～5.0m；粉质粘土，可塑～硬塑，层厚约1～8m；强风化泥质粉砂岩，层厚约1.5～10.55m。由于地质条件复杂，又在室内低矮的环境下钻桩，难度很大。后由各方专家研究决定：增大

8、钻杆的强度和刚度；改单箍钻头为双箍钻头，增加导向性，减少断钻头的可能；将室内φ600桩改为φ700或φ800桩，以便放钢筋笼和下导管；钻头进入岩层，不加油压，并控制钻进速度；若进入岩层时孔深小