桩基托换技术研究.pdf

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1、施工技术广东建材2015年第4期1前言桩基托换技术研究侯林波(南宁市财政局工程项目专项管理科)【摘要】随着我国地铁、轻轨、隧道等地下工程建设规模的增加，尽量减少此类工程施工对既有建筑的影响已成为一个引人关注的新课题。目前，在国内外，均采用桩基托换技术对此类工程进行施工处理，收NT良好的成效。本文深入细致地对成绵乐机场路隧道工程桩基托换技术进行研究，提出了工程中的技术难点，并阐述了解决方案。【关键词】桩基托换；施工处理桩基托换技术在地下工程建设中是一项技术含量较高的应用性研究，它涉及土木工程技术的多个方面，具有综合性强、各专业结合要求高、环境和安全问题突出等特点。

2、桩基托换的核心技术是新桩和原桩荷载的转换，要求在转换的过程中托换结构和新桩的变形限制在上部结构允许的范围之内。根据桩基托换的机理，可以分为两种方式：即主动托换技术和被动托换技术。主动托换是当托换建筑物托换荷载大、变形控制要求严格，需要通过主动的变形调节来保证变形要求，即在托换桩切除之前对新桩和托换结构施加荷载，使需要托换的柱在上顶力的作用下，随托换大梁一起上升，从而克服由于托换大梁刚度不足可能产生的上部建筑物较大的沉降，同时也通过预加载消除部分新桩和托换结构的变形，使托换桩和结构的变形可以控制在较小的范围。因此主动托换的变形控制具有主动性。该技术运用于大吨位、结

3、构物对变形要求严格的情况。被动托换是托换建筑物托换荷载小、变形控制要求不甚严格，依靠托换结构自身的截面刚度，可以在托换结构完成后即将托换桩切除，直接将上部荷载通过托换梁(板)传递到新桩，而不采取其它调节变形的措施。托换后既有建筑物及托换结构的变形不能再进行调节，上部建筑物的沉降由托换结构承受变形的能力控制，变形控制为被动适应，该技术适用于小吨位和结构对变形要求不甚严格的情况。研究表明，欧洲、日本和我国的地铁或城市铁路隧道建设中都曾遇到桩基托换问题。2工程概况成绵乐机场路隧道地处成都平原区，地形平坦开阔，地面高程为482～493m，相对高差2～1lm。隧道从成都南

4、站出站后DKl65+480开始下穿，于DKl65+980、一62一DKl66+450、DKl67+590、DKl70+100处下穿铁路西环线、三环路、成雅高速公路、绕城高速公路，紧沿机场高速公路左侧行进，隧道埋深9～17m。沿线地表房屋密集，道路纵横交错，交通极为方便。在下穿西环线、三环路及成雅高速公路处需对一座铁路桥、两座公路桥以及四座人行天桥的桥墩进行桩基托换处理。本文以西环线铁路桥桩基托换为例对此技术研究进行阐述。成绵乐机场路隧道(明挖施工)下穿三环路与既有成都西环联络线铁路桥(单线桥，设计荷载：中活载)连续刚构边墩(DKl+824．36第52号墩)干扰，

5、需进行托换处理(轴力较大，按主动托换设计)。既有铁路桥跨越三环路，主跨为20．5+33．1+20．5m预应力Y型连续刚构。需托换的桥墩为连续刚构边跨桥墩，该墩一侧为20．5+33．1+20．5m预应力Y型连续刚构的边跨，一侧为20m简支T梁，既有桥墩为双柱式墩，墩径为1．25m。基础为明挖双层基础，上层基础为4．4×2．75mz，下层基础为5。4×4．75mz，基础下4m深度范围采用复合地基加固处理。托换梁采用预应力混凝土结构，为保证托换梁底与隧道拱顶有一定的距离，托换梁将既有桥墩包住，位置在既有明挖基础以上，托换梁结构尺寸拟定为28．5×5．7×3m(长×宽×

6、高)，托换桩采用4根直径1．5m的钻孔桩(按柱桩设计，嵌岩深度≥4m)。3托换技术论述根据铁路桥竣工资料，应用迈达斯有限元软件对既有桥、墩桩进行结构建模模拟(Yi面采用板单元、墩桩采用杆单元)，对托换施工的全过程按施工阶段进行有限元分析计算。托换施工工序主要包括：(1)与铁路运营单位共同对既有连续刚构桥现状进行核查，就既有铁路桥跨现状及病害情况进行确认。(2)建立观测体系，对既有铁路桥墩施工前各特征点广东建材2015年第4期施工技术(桥面、墩顶、垫石顶)位移、沉降初始值进行观测(此后动态观测一直延续至桩基托换换成及隧道衬砌完成后半年)。(3)施工隧道开挖防护桩。

7、(4)钻孔施工托换桩。(同侧、相邻托换桩不能同时钻孔施工，应施工灌注完一根桩后方可施工相邻桩)。(5)铁路桥墩托换梁施工①托换梁及桩帽基坑开挖(托换梁基坑采用钢板桩防护开挖，桩帽基坑采用钢筋混凝土护壁垂直开挖)。②托换梁端部梁底桩顶顶帽施工。③既有铁路桥墩柱墩柱进行植筋(植筋宜在后半夜列车运营密度较小时进行)。④设置桩顶支顶装置。⑤托换梁预应力钢束管道布置及普通钢筋布置。墩柱植筋与托梁钢筋相接。⑥灌注托换梁混凝土。⑦张拉托换梁预应力钢束。(此阶段尤其注意对既有桥墩变形及墩顶标高变化的观测，每次张拉前后均需进行观测。张拉钢束前应与铁路运营管理部门联系，应在桥面无车

8、通过时段张拉)⑧根据实测