地鐵樁基托換施工技術(shù)措施分析

薛守文（八冶建設(shè)集團(tuán)有限公司，甘肅 金昌 737100）

地鐵樁基托換施工技術(shù)措施分析

薛守文（八冶建設(shè)集團(tuán)有限公司，甘肅 金昌 737100）

隨著我國(guó)城市化進(jìn)展腳步加快，城市的交通負(fù)荷日益增大，為了應(yīng)對(duì)這個(gè)困擾我們的難題，國(guó)內(nèi)的主要城市紛紛加入了對(duì)地鐵交通的建設(shè)隊(duì)伍中。城市地鐵軌道的修建基本都在地下開展，因此，在地鐵的修建過程中，都無(wú)法避開城市原有的建筑物，地鐵樁基托換技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到了廣泛的推廣。本文從理論上分析了地鐵樁基托換的施工技術(shù)措施，將理論與實(shí)際工程案例結(jié)合并進(jìn)行探討。

地鐵交通；樁基托換；施工技術(shù)

1 樁基托換概述

1.1 主動(dòng)托換技術(shù)

為了消除被托換樁長(zhǎng)期變形所引起的時(shí)空效應(yīng)，地鐵樁基主動(dòng)托換技術(shù)將新樁和托換樁施加荷載的工序安排于原樁卸載之前，最大程度利用頂升設(shè)備，對(duì)上部的荷載及形變進(jìn)行有效的調(diào)整控制。當(dāng)工程中遇到建筑物的托換荷載大，變形控制要求高時(shí)，通?？梢岳弥鲃?dòng)變形調(diào)整的方式將變形有效控制，也就是在被托換樁轉(zhuǎn)移前，同時(shí)將一定的荷載施加于原樁以及托換結(jié)構(gòu)，被托換樁借助上頂力的作用，和托換梁一起被升起，當(dāng)被托換樁被截除之后，建筑物的荷載將會(huì)一次性轉(zhuǎn)移于托換梁，最后建筑物會(huì)形成較大的的沉降。與此同時(shí)，過程中通過提前施加荷載，可有效的避免新樁和托換體系發(fā)生的形變，從而控制托換后樁和結(jié)構(gòu)的形變。因此，主動(dòng)性是主動(dòng)托換施工技術(shù)的主要特征[1]。

1.2 被動(dòng)托換技術(shù)

工程中，被動(dòng)托換施工技術(shù)指的是在原樁的卸載過程中，建筑物的荷載經(jīng)被托換樁體被動(dòng)地傳遞到新樁，而在托換后無(wú)法對(duì)上部結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行調(diào)控?；诠こ探?jīng)驗(yàn)，被動(dòng)托換技術(shù)往往被用于建筑物荷載較小的工程，相比主動(dòng)托換技術(shù)，被動(dòng)托換技術(shù)可靠性較低。建筑物的托換荷載較小以及變形控制要求較低時(shí)，可憑借托換樁的截面剛度，在托換樁被移除之后，建筑物的荷載直接依靠托換梁轉(zhuǎn)移到新樁體，而不憑借其余調(diào)整樁體變形的方式。樁以及結(jié)構(gòu)的形變無(wú)法在托換后被調(diào)整，建筑物自身荷載所引起的沉降取決于托換結(jié)構(gòu)屈服變形的能力，被動(dòng)適應(yīng)為該變形控制的主要特點(diǎn)。

2 樁基托換施工技術(shù)

2.1 工程的概述

該工程屬于某城市地鐵建設(shè)項(xiàng)目，處于線路兩點(diǎn)之間（A點(diǎn)和C點(diǎn)）的某一段需要在C橋左側(cè)引橋下方穿過，這影響到B橋引橋的橋臺(tái)以及橋墩，而兩邊的橋的托換結(jié)構(gòu)均屬于連續(xù)型3跨梁結(jié)構(gòu)。因此，樁承臺(tái)周邊梁式的混凝土鋼筋轉(zhuǎn)換層與盾構(gòu)外部的沖孔灌注樁組合成托換結(jié)構(gòu)體，并對(duì)承臺(tái)托換梁施加包裹，制成托柱，當(dāng)托換樁的力學(xué)強(qiáng)度到達(dá)要求強(qiáng)度值后，接著將之前的承臺(tái)底的樁基斷離，在樁基托換下將建筑物上端荷載完全轉(zhuǎn)移到托換樁。

2.2 樁基托換的方式

在樁基托換的施工過程中，其核心技術(shù)手段是原樁結(jié)構(gòu)和托換樁之間建筑物荷載的穩(wěn)定交換傳遞，主要的要求是在樁體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換后，控制托換樁結(jié)構(gòu)體的形變大小在制定的區(qū)間內(nèi)。正因如此，地鐵樁基托換施工工程具有工程技術(shù)含量高、施工風(fēng)險(xiǎn)大、涉及專業(yè)領(lǐng)域廣等特點(diǎn)。該工程的樁基托換所使用的類型為主動(dòng)托換體系，以沖孔式的灌注樁作為托換樁，樁帽和梁澆筑強(qiáng)度為C50混凝土，而在銜接處使用強(qiáng)度為C50的膨脹混凝土，最后構(gòu)成大體積的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.3 樁基托換技術(shù)施工工藝

2.3.1 托換樁和托換樁帽使用

C橋的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是雙排準(zhǔn)1200mm樁，數(shù)量為12根。實(shí)際能影響到AC段路線隧道的是中間的樁基，數(shù)量為4根，原有橋墩的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為準(zhǔn)1200mm樁，實(shí)際影響AC段路線間隧道的各有4根樁基，總計(jì)需要樁基托換的樁數(shù)量為16根。在樁基托換過程中的換樁均按嵌巖樁來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，樁基長(zhǎng)的影響因素為樁頂所承受的荷載力以及左線盾構(gòu)的底板，樁基埋入微風(fēng)化巖層內(nèi)的深度需大于1.5m，同時(shí)，樁底的標(biāo)高需要低于左線盾構(gòu)的底板的1.5m。使用強(qiáng)度為C35的水下混凝土，以灌注方式形成托換樁基。

2.3.2 托換梁的使用

C橋橋臺(tái)都按照加大原承臺(tái)截面法采用加大原承臺(tái)截面，一般使用井型托換梁進(jìn)行橋墩樁基的托換，托換主梁的截面大小為2.5m×2.5m。若按照兩端簡(jiǎn)支進(jìn)行設(shè)計(jì)，2.5m×2.0m的尺寸應(yīng)為托換次梁的截面大小。而在兩端固結(jié)設(shè)計(jì)下，墩柱底承載力大，但同時(shí)也加大了托換梁的跨度，所以適合應(yīng)用主動(dòng)托換方式進(jìn)行樁基托換。

2.3.3 原橋墩以及承臺(tái)與托換梁的銜接

原橋墩以及承臺(tái)與托換梁的銜接是樁基托換工程的重要環(huán)節(jié)，通過處理截面和咬合，然后與植筋進(jìn)行連接，在允許區(qū)間內(nèi)的梁高下，將原樁表面進(jìn)行毛躁處理，開鑿出深為200mm×25mm的啟口,并對(duì)其界面加以認(rèn)真處理，再將鋼筋與樁之間的空隙進(jìn)行填充。

2.3.4 頂升的施工

在頂升施工時(shí)，托換大梁的兩端可以通過油路進(jìn)行并聯(lián)，并且將自鎖單向閥安裝于各油路，使得這些自鎖千斤頂僅僅由一臺(tái)油泵就可以被良好的操控，一般由兩個(gè)小組負(fù)責(zé)操控。當(dāng)每個(gè)步驟被確定正常合理之后，需對(duì)頂升的每一級(jí)加載，單級(jí)加載時(shí)長(zhǎng)約為10min，需要安排專人整體指揮每個(gè)小組的各項(xiàng)操作。需要指出的是，在頂升環(huán)節(jié)，頂升力以及托換梁兩側(cè)的位移需要被嚴(yán)格控制，這是頂升施工的關(guān)鍵[2]。

2.3.5 連接體的施工

在頂升施工完成之后，千斤頂?shù)囊瞥鲂枰诖_定鋼支撐等裝置被確認(rèn)安全下才能進(jìn)行，施工的具體操作有以下幾點(diǎn):

1）樁帽和托換梁的底部需要進(jìn)行充分的毛糙處理，從而確保托換梁、樁帽頂面與混凝土之間的穩(wěn)固連接。

2）杜絕使用生銹的鋼筋，并且對(duì)鋼筋表面進(jìn)行必要的清潔處理，保證鋼筋界面結(jié)合能力。

3）施工時(shí)，原則上采用由內(nèi)到外的施工步驟。

4）托換梁與模板需要進(jìn)行連接，并且在外圍施加鋼箍，使其充分固定。同時(shí)，為了方便對(duì)混凝土澆筑后的振搗以及觀察，可以在木質(zhì)模板上預(yù)留多個(gè)孔洞。

5）待混凝土達(dá)到七天齡期之后，可在其上方周圍鑿出V型槽，再將注漿咀體以及樹脂注入。

3 結(jié) 語(yǔ)

地鐵樁基托換技術(shù)作為一種先進(jìn)的施工技術(shù)，有效解決了城市地鐵軌道工程施工過程中的難題。伴隨著我國(guó)城市化的快速推進(jìn)，以及日益擁堵的地面交通系統(tǒng)，地鐵工程儼然已成為減緩城市交通壓力的不二選擇，也已經(jīng)被越來(lái)越多的城市廣泛應(yīng)用。然而，在修建地鐵工程時(shí)，難免會(huì)發(fā)生穿過原有的建筑物的情況，給施工帶來(lái)技術(shù)挑戰(zhàn)，而本文的地鐵樁基托換技術(shù)不僅符合地鐵工程施工的要求，而且不影響原有建筑的正常使用，這確保了地鐵工程施工的有序進(jìn)行，為縮短施工期以及提高施工質(zhì)量打下基礎(chǔ)。

[1]李偉杰.隧道襯砌結(jié)構(gòu)托換樁基拙施工技術(shù)[J].理論前沿,2014,09:343-344

[2]毛學(xué)鋒，許智焰，胡京濤. 深圳地鐵3號(hào)線廣深鐵路橋梁樁基托換設(shè)計(jì)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2012,3 (2):91-95.

[3]崔江余，藍(lán)戊已，吳如軍，等. 建筑物托換技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013

The subway construction technology of pile foundation underpinning measures analysis

With the accelerated pace of urbanization in China,the traffic load of the city is increasing day by day.In order to cope with this problem,the major cities in China have joined in the construction of the subway transportation.The city subway construction in basic underground development, therefore,in the process of subway construction in the city,can not avoid the original buildings,subway pile underpinning technology came into being,and has been widely promoted.This paper analyzes the construction technology measures of the pile foundation underpinning in theory,theory and practical engineering case are combined and discussed.

subway transportation；underpinning pile；construction technology

U231+.3文獻(xiàn)辨識(shí)碼：B

：1003-8965(2017)02-0105-02