地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术

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1、地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术 摘要：随着城市基础设施的持续建设，地铁轨道交通呈现快速发展的趋势，但受原先城市规划的制约，新的地铁隧道在施工中将不可避免地会部分穿越既有建（构）筑物的基础。本文以深圳地铁五号线盾构区间某立交桥为例，对桩基托换设计、施工工艺及其关键工作等做了详细论述，为在复杂施工环境和地质条件下进行既有桥梁桩基托换和承载力转换积累了宝贵的经验。关键词：盾构隧道；既有桥梁；桩基托换；技术；施工工艺 1、桩基托换技术概述     桩基托换技术是一种技术难度大、费用较高、工期较长、风险性较强的一种特殊施工方法，具有涉及专业类别多、科技含量高、环境安全保

2、护问题突出的特点［1～3］。托换技术的起源可追溯到古代，但直到20世纪30年代兴建美国纽约市的地下铁道时才得到发展。近年来随着城市地下铁道的大量施工，当前所托换的工程数量日益增多，托换技术也有了飞跃的发展，托换工程不但需要应用各种地基处理技术，同时需要善于巧妙灵活地综合选用这些技术。本文结合工程实例介绍桩梁托换技术在实际工程中的应用。     桩基托换技术一般用于建筑物地下基础改造，是进行地基处理和加固的一种方式，它主要解决既有建筑物的地基加固问题、既有建筑物基础下需要修建地下工程以及新建建筑工程影响到既有建筑物安全时需要处理等问题［4～6］。     根据目前国

3、内外对托换技术的运用状况及其核心技术机理的不同，主要分为主动托换和被动托换两种［7］，前者指原桩卸载前对新桩和托换结构施加荷载，以部分消除托换体系长期变形的时随效应，并在上部的荷载转换过程中，对托换结构及上部结构的变形运用顶升装置进行动态调控，一般用于托换荷载大或结构变形要求高的托换工程，相对可靠性较高；后者指原桩在卸载过程中，上部结构荷载随托换结构的变形，被动地转换到新桩，一般用于托换荷载较小的托换工程，相对可靠性较低。2、桩基托换设计实例     深圳轨道交通五号线翻身-灵芝公园区间隧道工程，隧道穿越宝安立交桥桩基，有4根桩基侵入隧道或隧道施工造成对桥桩较大影

4、响，需要进行托换。综合考虑场地工程及水文地质条件，借鉴地铁桩基托换类似工程经验，考虑安全、造价及工期等因素，最后选用桩梁主动托换方案进行托换。3.1桩基托换基槽     施工基槽最大挖深约3.9m，根据施工场地采用直立开挖和放坡开挖，放坡坡度1∶0.7，打入3排L＝3.5m的f42钢花管，倾角15°，间距1.2m×1.2m，挂网f8@200×200喷100mm厚C20混凝土。靠近匝道及围挡的基槽无放坡条件，采用单管旋喷桩f600@400+3排f42（t=3.5）钢花管支护，L=8m，且靠近管线的基槽边旋喷桩内插入1根L=7m的f42（t=3.5）钢管来加强支护。钢

5、花管L=6m，倾角15°，间距1.0m×1.0m，挂网喷120mm厚混凝土。3.2托换桩及承台     采用f1200钻孔灌注桩，混凝土强度为C30，主筋保护层厚度70mm，单桩设计承载力为5000kN，托换桩桩顶设预顶承台。桩承台为C40混凝土，主筋保护层厚度50mm，承台底铺设100mm的C20素混凝土垫层，承台上方预埋20mm厚的钢板供预顶使用。3.3托换梁     采用钢筋混凝土，截面为3000×2500，混凝土强度为C40，主筋保护层厚度50mm。梁底铺设100mm厚C20素混凝土垫层，托换梁端部预埋20mm厚的钢板供预顶使用。托换梁在托换桩部位预留注浆

6、孔。3.4预顶、截桩及封桩     为消除新加托换桩的变形，并检验托换梁承载力及节点连接性能，在托换承台上设置千斤顶和型钢安全装置，对托换体系分级施加预顶荷载，通过分析同步监测数据，动态化指导预顶力的荷载施加和截掉托换梁下方的被托换桩。托换桩承台上方预留的预顶空间高500mm，托换梁端千斤顶同步分级加载，每级加载后持荷10min，预顶力达到设计值后稳压30min，并打紧钢楔，监测托换体系构件的变形。预顶施工完成且监测数据反映托换体系稳定后，连接承台和托换梁间的钢筋，对托换承台和托换梁间的空隙用C30微膨胀混凝土封桩，并通过预留注浆孔注浆填充，待混凝土强度达到设计值

7、时截除被托换桩。3.5切桩     桩基托换完成后，暗挖隧道通过时直接破除被托换桩身钢筋和混凝土，盾构隧道通过时地面预注浆加固，然后开仓破除被托换装身钢筋和混凝土。4、桩基托换施工工艺4.1施工前准备     桩基托换施工前，应首先探明施工范围内的管线和设施，进行迁移和维护，并做好交通疏解工作，调查、记录有关建筑物的现状。根据现场测量控制点进行场地测量放样，确定隧道轴线、托换梁和钻孔灌注桩的位置，放样时应做好标记。4.2托换桩施工工序     ⑴钻孔灌注桩施工：钻进安排就位后，制备泥浆钻孔，分段吊装钢筋笼，灌注钻孔桩混凝土，如图1a；     ⑵基坑开挖：开挖基坑

8、至托换梁垫