全护筒桩基施工方法在临近构筑物桩基施工中的应用.pdf

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1、桥梁工程器BridgeEngineering全护筒桩基施工方法在临近构筑物桩基施工中的应用陈林，李明，许博，刘永，牛玉强(北京鑫畅路桥建设有限公司。北京101101)摘要：结合刘家窑桥临近地铁5号线刘家窑站桩摹施工实例，探讨全护筒桩基施工方法相对于传统桩基施丁方法的优越性。实践证明，全护筒桩基施工，对临近构筑物的影响较小，可存类似丁程条件下推广应用。关键词：桩基施工；钻孔灌注桩；全护筒；I临近构筑物中图分类号：TU473．1文献标志码：B文章编号：1009—7767(2011)04—0049-04ApplicationofWholeCasingMethodi

2、nPileConstructionAdjacenttoExistingStructuresChenLin，LiMing，XuBo，LiuYong，NiuYuqiang1工程概况1)刘家窑桥北京市南三环刘家窑桥于1988年建成通车，桥长331．96m．宽29．80m。为解决南三环公交车站与地铁5号线车站之间的乘客换乘问题，现决定对刘家窑桥进行改造，改造工程项目包括：新建主桥2座，引桥4座，人行天桥4座。新建主桥是在旧桥两侧加宽修建的钢一混组合工字梁桥，长189．28m，宽8．2Ill。其下部结构为∥1．5m的混凝土灌注桩，设计桩长为33m。有8棵桩距离地铁5号

3、线较近(4．69～7．23m)，新建主桥与地铁5号线的平面关系见图1。图1新建刘家窑桥与现况地铁平面关系(m)2)刘家窑地铁站刘家窑地铁站中部为地下1层，3拱2柱式结构，采用暗挖法施工；两端为地下2层，3跨矩形框架结构，由侧墙、梁、板柱构成，采用明挖顺作法施工。新建桩基与刘家窑地铁站断面关系见图2。图2新建桩基与刘家窑地铁站断面关系车站暗挖段长75m，拱部覆土厚度为7．27m，采用复合衬砌结构，初期支护为钢架格栅喷射混凝土(厚350ram)。二次衬砌为模筑钢筋混凝土。3)地质情况工程所处地区的地貌单元为古漯水河故道，地形基本平坦，自然地面标高(各钻孔孑L口标

4、高)在39．00～40．55m之间，地下管线众多。地层分布从上到下依次为：0．4～4．5m人工填土、中轻黏土、碎石层、卵石层、粉砂土层。2施工方案该T程中新建桥梁有8棵桩基与地铁距离过近，如采用常规方法施工有可能会对现况地铁结构的稳2011年第4期(75)第29拳啼荭技术1ET49韶桥梁工程BridgeEngineering定造成影响。采用常规桩基施工的危险源分析如下：1)钻孔过程中易造成塌孔，对地铁结构造成影响：2)泥浆可能会渗入地铁站内。为了确保地铁5号线的运营安全．经设计单位及施工单位研究决定，拟采用全护筒钻孑L灌注桩施工。采用全护筒施工方法，钢护筒能

5、分隔现状土，护筒外壁承受筒外土压力，可保持原状土土体压力平衡。此外．在钢护筒内施T不会产生泥浆。3安全评估根据《北京地铁T务维修规则(试行)》规定，地铁5m范嗣以内不准有较大扰动的施工，该工程距地铁结构的最近距离仅4．69in，因此需要对全护筒桩基施工进行安全评估。3．1评估内容1)预测刘家窑桥桩基钻孔施工以及后期的桥梁使用荷载对既有地铁车站结构变形及应力变化的影响。2)根据预测结果评估桥梁施1二对既有地铁结构的安全性影响。3．2评估方法采用通用有限元软件ANSYS进行模拟计算，考虑到施工沉降与地层的关系密切，因此采用地层一结构模型进行分析。3．2．1计算模

6、型及评估范围(见图3)根据新建桩基与既有地铁5号线刘家窑车站的相对位置关系，考虑车站主体变形缝、区间相对位置、开挖影响范围，得到该工程的评估范嗣。图3计算模型(m)3．2．2计算结果分析新建桩基施工完成后。既有地铁结构变形见图4、5。50啼荭投木一盯2011No．4(Jul．)V01．29图4既有地铁结构横向变形图5既有地铁结构纵向变形由图4、5可知，随着刘家窑桥改造施工的进行，既有地铁车站中部结构产生了一定程度的下沉变形和水平位移，桩基成孔后，车站结构横向最大变形值为0．031mm，发生在左侧侧墙处；竖向最大变形值为O．05lmm，发生在左侧侧墙处。桩基施

7、工完成后，车站结构横向最大变形值为0．085nlIn，发生在左侧侧墙处；竖向最大变形值为0．130mm，发生在底板处。施工影响范同为桥桩所对应地铁结构位置的两侧外扩8m。3．3评估结论南数值模拟结果可以推断．刘家窑桥改造T程对既有地铁5号线刘家窑车站结构的影响满足规范要求11-41，既有地铁车站结构及附属设施在该变形条件下是安全的。4施工过程4．1施工工艺(见图6)4．2施工步骤1)桩位放样测量人员根据设计图，采用全站仪进行桩位放点，由监理T程师复核无误后，在纵、横2个方向用4个点引出，拴桩固定。图6施工工艺流程2)场地平整为了保证钻孑L的垂直度和防止在施T

8、过程中钻机倾斜，施丁前必须对场地进行平整和加固，并在