暗挖地鐵截樁技術(shù)

王丙仲（中國鐵建十六局集團(tuán)，北京　100018）

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暗挖地鐵截樁技術(shù)

王丙仲（中國鐵建十六局集團(tuán)，北京100018）

北京地鐵六號線車公莊西站順穿一條4400mm×2100mm熱力管溝，橫穿一條3300mm×2570mm的熱力管溝，下穿12700mm×12500mm的熱力小室群，在下穿施工過程中，有504根熱力圍護(hù)樁侵入車站內(nèi)，需大量截斷施工熱力管溝和熱力小室時灌注的圍護(hù)樁，如何快速安全的截斷這些熱力圍護(hù)樁，關(guān)系到車站能否按時竣工和施工安全。

北京地鐵；車公莊西站；熱力圍護(hù)樁；截斷；大量；PBA工法

引言

隨著城市地鐵建設(shè)規(guī)模的加大，新建地鐵車站在穿越城市中心區(qū)時，經(jīng)常碰到需要破除地下構(gòu)筑物的情況，尤其最易碰到的就是截斷混凝土樁，地鐵暗挖車站如何快速安全的切斷大量的熱力圍護(hù)樁，是我們面臨的一個挑戰(zhàn)。

1　工程概況

車公莊西站位于車公莊大街與展覽館路交叉口沿車公莊大街方向的路面下。車站總長237.9m，全部采用PBA洞樁法施工，主體結(jié)構(gòu)覆土8.0m。車站底板埋深約22.9m。

沿車公莊大街和展覽館路各有一條熱力管溝，兩條熱力管溝在十字路口處設(shè)置了一個熱力小室群，西側(cè)大的熱力小室平面尺寸為12.5m×12.5m，內(nèi)底埋深8.2m，東側(cè)小的熱力小室平面尺寸為8.3m×6.7m，內(nèi)底埋深9.4m。熱力管溝和熱力小室有504根圍護(hù)樁侵入車站結(jié)構(gòu)內(nèi)。

熱力管溝的維護(hù)樁直徑0.6m，樁距1m，侵入車站結(jié)構(gòu)2～3m。熱力小室的圍護(hù)樁直徑1m，樁距1.6m，侵入車站結(jié)構(gòu)5～6m。

2　施工中出現(xiàn)的問題

在施工上層小導(dǎo)洞和初支扣拱遇到熱力圍護(hù)樁時，先進(jìn)行掌子面封閉，采用金剛石鉆孔機(jī)（水鉆）連續(xù)鉆孔，將侵限熱力樁切成小塊，待侵入結(jié)構(gòu)中的圍護(hù)樁全部切除后，開始架設(shè)格柵噴射混凝土，然后破除掌子面封閉混凝土，進(jìn)行掌子面開挖。這種方式施工，切除一根樁需要4～5d時間，侵入車站的熱力圍護(hù)樁有504根，照此方式施工，頂層小導(dǎo)洞施工和初支扣拱施工需要五六年時間，比甲方要求的工期至少要滯后四年。

3　處理方案

針對車站開挖小導(dǎo)洞和初支扣拱時遇到504根侵限樁問題，通過專家論證，做出以下處理方案：

3.1樁體處理

（1）上臺階施工中遇侵限樁時，為了保證施工速度和破除侵限樁震動造成掌子面坍塌，侵限樁暫不破除，在侵限樁位置截斷初支結(jié)構(gòu)格柵鋼架并采用L型φ25鋼筋與侵限樁主筋焊接牢固，同時對侵限樁附近的初支結(jié)構(gòu)加強(qiáng)縱向連接，具體做法是，在臨近樁體兩側(cè)格柵位置縱向布設(shè)1根I20a工字鋼，I20a工字鋼需縱向穿入樁體前后格柵中并與格柵主筋焊接牢固，對樁體范圍未成環(huán)格柵起到簡支梁的承托作用。

（2）為防止樁體影響范圍初支結(jié)構(gòu)失穩(wěn)下沉，在樁體處理前需對侵限樁影響范圍拱部初支（樁體縱向前后各1m）進(jìn)行臨時支撐加固，支撐采用150mm×150mm方木，縱向間距同格柵間距，樁體處理完畢，樁體范圍初支封閉成環(huán)，然后將支撐方木拆除。

（3）侵限熱力樁處理應(yīng)采用隔一破一的方法進(jìn)行，處理過程中備足必要的搶險物資，一旦出現(xiàn)異常，及時進(jìn)行加固。侵限樁處理完畢，及時對樁體范圍初支背后進(jìn)行回填注漿。對侵限樁范圍的隧道結(jié)構(gòu)加強(qiáng)現(xiàn)場巡視及沉降監(jiān)測。

（4）為確保初支結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定，處理侵限熱力樁采用金剛石鉆孔機(jī)（水鉆）連續(xù)鉆孔，將侵限熱力樁切成小塊，處理范圍為初支結(jié)構(gòu)外輪廓線以內(nèi)樁體。在侵限熱力樁附近搭設(shè)腳手架操作平臺，在每個切割塊上預(yù)先植筋埋設(shè)吊環(huán)（吊環(huán)采用φ20鋼筋，植入深度15d），同時采用移動提升架作為吊點(diǎn)，樁體切割分塊以單塊重量不大于500kg為宜（樁體豎向每35cm左右），下放時通過手拉葫蘆緩慢進(jìn)行，嚴(yán)禁自由下落至初支仰拱。下放的切割塊采用人工風(fēng)鎬破碎后運(yùn)出洞外。

3.2施工流程

鑿出樁體主筋→開挖樁體左側(cè)上臺階土體→按現(xiàn)場樁體實(shí)際位置，割斷格柵主筋，架立樁體左側(cè)格柵并與樁體主筋連接，噴混凝土封閉→架立樁體右側(cè)剩余的格柵，噴混凝土封閉→上臺階繼續(xù)向前施工10～30m后→靜力破除樁體混凝土→初支封閉。

3.3加強(qiáng)措施

（1）在格柵臨近樁體位置縱向布設(shè)1根I20a工字鋼，I20a工字鋼須縱向穿入格柵中且與格柵主筋焊接牢固，格柵逐榀穿入，若樁體間距較大，工字鋼需穿過樁體兩側(cè)相鄰格柵；若樁體距離較近，需逐榀通過焊接接長，以保證工字鋼穿過樁體之間及兩側(cè)相鄰格柵，對樁體范圍被削弱的格柵起到簡支梁的承托作用，如圖1所示。

圖1　I20a工鋼布設(shè)示意圖

（2）樁體混凝土破除時，為防止拱架失穩(wěn)下沉，在破除前須對影響范圍內(nèi)的初支進(jìn)行支撐，支撐采用150×150mm方木，縱向間距同格柵間距，侵限圍護(hù)樁破除后迅速焊接格柵成環(huán)補(bǔ)噴混凝土，待補(bǔ)噴混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可拆除支撐方木。

（3）加強(qiáng)沉降變形監(jiān)測，如有異常，及時加固處理。

（4）侵限熱力樁處理應(yīng)采用隔一破一的方法進(jìn)行，處理過程中備足必要的搶險物資，一旦出現(xiàn)異常及時進(jìn)行加固。侵限熱力樁處理后對樁體周圍進(jìn)行回填注漿，注漿壓力控制在0.2～0.5MPa，采用單液水泥漿。

4　施工控制標(biāo)準(zhǔn)

檢測項(xiàng)目主要有：地表沉降、隧道拱頂下沉、水平收斂。

（1）地表沉降設(shè)計允許最大沉降量為60mm，沉降平均速率控制值為2mm/d，沉降最大速率控制值為5mm/d。

（2）拱頂沉降設(shè)計允許最大沉降量為40mm，沉降平均速率控制值為2mm/d，沉降最大速率控制值為5mm/d。

（3）水平收斂允許最大收斂值為20mm，平均收斂速率控制值為1mm/d，收斂最大速率控制值為3mm/d。

在施工過程中以及施工完成后，保證地面沉降和車站結(jié)構(gòu)控制目標(biāo)見表1。

表1　地面沉降和車站結(jié)構(gòu)控制目標(biāo)表

5　處理結(jié)果

通過此種方式施工，掌子面可以正常開挖，在不影響掌子面開挖的位置，安排專人負(fù)責(zé)切除侵入結(jié)構(gòu)的熱力圍護(hù)樁，同時把切斷的格柵封閉成環(huán)，補(bǔ)噴混凝土。能滿足結(jié)構(gòu)安全，且不影響正常的施工速度。

竣工后，通過測量數(shù)據(jù)反應(yīng)，地表最大沉降量35mm，隧道內(nèi)拱頂最大沉降量25mm，水平收斂值最大為9mm，各項(xiàng)檢測指標(biāo)均未超過預(yù)警值。

6　總結(jié)和結(jié)論

遇到大量侵入車站結(jié)構(gòu)的廢棄樁時，先行開挖通過，并采取加固措施，后續(xù)進(jìn)行廢棄樁破除，使格柵封閉成環(huán)，并加強(qiáng)初支背后注漿的方式施工，能保證施工速度，且安全可控。

［1］《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》（CECS25-90）［S］.

［2］《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）［S］.

［3］《地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》（DB11/490-2007）［S］.

［4］《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50299-1999）［S］.

2016-3-8

U455

A

2095-2066（2016）11-0178-02