淺談樁基托換工法在隧道下穿高架橋風(fēng)險(xiǎn)源中的應(yīng)用

陳亞民

摘要：我國(guó)目前處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、日新月異的新時(shí)代，在國(guó)家及地方各級(jí)政府的支持下地下軌道交通、綜合管廊、海綿城市等新的城市規(guī)劃在國(guó)內(nèi)遍地開(kāi)花。在地下隧道施工中，多遇到下穿既有建筑物、構(gòu)筑物等風(fēng)險(xiǎn)源的情況。本文作者根據(jù)某市地鐵2號(hào)線盾構(gòu)下穿建和橋（二層高架橋）一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源采用樁基托換工法做了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：橋梁頂升；截樁；風(fēng)險(xiǎn)源；高架橋

1.前言

我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)處于高速發(fā)展、日新月異的新時(shí)代，在國(guó)家及地方各級(jí)政府的支持下地下軌道交通、綜合管廊、海綿城市等等新的城市規(guī)劃在國(guó)內(nèi)遍地開(kāi)花。同時(shí)，我國(guó)發(fā)展要求高效率、快節(jié)奏且綠色環(huán)保，尤其在各大城市中，不允許大規(guī)模出現(xiàn)“馬路拉鏈”、公路斷交、明挖揚(yáng)塵等頻繁的阻斷交通、污染環(huán)境的問(wèn)題，這使礦山法、盾構(gòu)法等地下施工成為隧道施工中最優(yōu)先采用的施工方案。但在地下隧道施工中，多會(huì)遇到下穿既有建筑物、構(gòu)筑物等風(fēng)險(xiǎn)源的情況。本工程為某市地鐵2號(hào)線長(zhǎng)安公園站～藍(lán)天圣木站區(qū)間下穿建和橋一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源。

2、工程概況

2.1 區(qū)間工程簡(jiǎn)介

長(zhǎng)安公園站～藍(lán)天圣木站區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，右線的起始里程為K32+699.392，終止里程為K33+642.447，總長(zhǎng)度為943.055m。線路縱向坡度呈“一”字型坡，上升縱坡8.226‰，區(qū)間結(jié)構(gòu)覆土厚度約10.6～15.3m，盾構(gòu)直徑6.2m。

2.2 建和橋基本情況

建和橋設(shè)計(jì)于1994年，建成通車于1996年，設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)期橋梁名稱為“棉一立交橋環(huán)橋工程”。建和橋下交通，主要聯(lián)通南北向建設(shè)大街與東西向和平路方向交通樞紐；現(xiàn)狀建和橋下方可通過(guò)直行機(jī)動(dòng)車道機(jī)動(dòng)+轉(zhuǎn)彎車道+非機(jī)動(dòng)車道。

二層環(huán)橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土多點(diǎn)支承異形板。線路在區(qū)間中部穿越建和橋及和平路跨線橋立交橋區(qū)，其中盾構(gòu)隧道與建和橋北塊45#、46#的4根樁基發(fā)生沖突，與南塊40#、42#橋墩的6根樁基發(fā)生沖突，因此需對(duì)45#～46#、40#～42#橋墩基礎(chǔ)進(jìn)行樁基托換。

建和橋主橋范圍為一座環(huán)形橋，分為東、南、西、北四個(gè)異形塊橋，四個(gè)塊并不對(duì)稱。異形塊梁高1.3，懸臂3m，為多箱室異形預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。40#～42#橋墩為南異形塊中部一排支點(diǎn)橋墩，為單圓柱墩，直徑1.2m，墩高3.6m；每根柱下為6.3×6.3×2.0m四樁承臺(tái)，樁基直徑1.5m，樁長(zhǎng)20.6m；45#、46#橋墩為北異形塊中部一排支點(diǎn)橋墩，為單圓柱墩，直徑1.2m，墩高3.6m；每根柱下為6.3×6.3×2.0m四樁承臺(tái)，樁基直徑1.5m，樁長(zhǎng)20.6m。

按2號(hào)線初堪地質(zhì)資料，原樁基礎(chǔ)持力層為⑥-1細(xì)中砂或⑥-2中粗砂層，應(yīng)為摩擦樁設(shè)計(jì)。

圖2-4 建和橋北塊構(gòu)造圖

圖2-5 建和橋南塊構(gòu)造圖

2.3 建和橋頂升原因

盾構(gòu)隧道與建和橋南異形板塊40#、42#樁基和北異形板塊45#、46#樁基發(fā)生沖突，因此需對(duì)40#～42#、45#、46#橋墩基礎(chǔ)進(jìn)行樁基托換。

在樁基托換基坑開(kāi)挖的過(guò)程中，40#～42#、45#、46#橋墩由于下挖至老承臺(tái)底以下4m深，至使原有樁基承載力削弱，可能會(huì)帶來(lái)承臺(tái)墩身的下沉，同時(shí)相臨的22#、28#、34#號(hào)墩也可能受到不同程度的影響產(chǎn)生下沉；在盾構(gòu)穿越橋區(qū)時(shí)，盾構(gòu)隧道洞身一定范圍內(nèi)的土體會(huì)出現(xiàn)一定程度的隆降變化，至使橋墩出現(xiàn)不同程度的變化，因此需對(duì)上述各墩進(jìn)行預(yù)支頂，當(dāng)個(gè)別或部分橋墩出現(xiàn)沉降時(shí)，能夠通過(guò)預(yù)支頂系統(tǒng)將梁體頂起至初始位置。避免梁體開(kāi)裂，保障梁體的運(yùn)行安全。

在樁基托換前，新承臺(tái)未加載的情況下，沉降未穩(wěn)定，故在新老承臺(tái)間設(shè)置頂升系統(tǒng)用于完成體系轉(zhuǎn)換，在舊樁截樁前，對(duì)新承臺(tái)施加設(shè)計(jì)荷載的1.2倍，使新承臺(tái)沉降迅速趨于穩(wěn)定，在沉降基本穩(wěn)定后，截?cái)嘈吕铣信_(tái)間的舊樁基，使得新老承臺(tái)間處于自由的狀態(tài)，再頂升不大于1mm的，以確定支反力是否合適，最后在新老承臺(tái)間澆筑混凝土，完成永久固定。

2.4 托換總體流程與步驟

2.4.1 托換總體流程圖

圖2-8 區(qū)間樁基托換總體流程圖

2.4.2 托換施工步驟圖

2.5 頂升工程重難點(diǎn)

（1）建和橋?yàn)殇摻铑A(yù)應(yīng)力混凝土異形板梁，結(jié)構(gòu)建模分析一般采用梁格法進(jìn)行建模分析，計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際懸殊較大；結(jié)構(gòu)對(duì)變形較為敏感，通過(guò)前期檢測(cè)報(bào)告的結(jié)論來(lái)看，本橋相臨墩沉降差控制值最小為1.6mm，對(duì)頂升系統(tǒng)要求高，控制難度大。

（2）頂升面對(duì)的可能工況極為復(fù)雜，在托換施工過(guò)程中可能1個(gè)墩、2個(gè)墩或多個(gè)墩出現(xiàn)沉降超限，這就要求頂升系統(tǒng)能夠?qū)θ我豢赡艹霈F(xiàn)沉降超限進(jìn)行調(diào)整，能單個(gè)調(diào)整，也能任意分組調(diào)整，能單個(gè)支動(dòng)作，也能分組或整體同步動(dòng)作。

（3）本橋要求相臨墩沉降差控制值最小為1.6mm，要求測(cè)量精度至少為0.1mm，如此高精度的水準(zhǔn)測(cè)量還無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，測(cè)量不連續(xù)，頂升系統(tǒng)的調(diào)整也不會(huì)連續(xù)，從而增大沉降超限調(diào)整不及時(shí)產(chǎn)生的開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。

（4）22#墩與其它各墩結(jié)構(gòu)差異大，一側(cè)為異形板另一則為T形梁，荷載差異也很大，無(wú)形中增加了頂升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。

（5）頂升系統(tǒng)關(guān)系建和橋運(yùn)行安全，因此系統(tǒng)自動(dòng)化程度要求高；需運(yùn)行1年以上，系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性要求高；以減少人為因素的影響。

3、施工總體安排

3.1 總體方案

在需預(yù)支頂?shù)母鞫张栽O(shè)置臨時(shí)墩，墩頂安裝液壓千斤頂，千斤頂帶有壓力傳感器及位移傳感器，千斤頂由液壓泵站驅(qū)動(dòng)，22#墩T梁側(cè)按左中右分3組，每組3個(gè)頂，每組由1臺(tái)泵站進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。22#墩異形板側(cè)按左中右分3組，左右各1個(gè)頂，中間2個(gè)頂，每組由1臺(tái)泵站進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。其余各墩每個(gè)墩柱周圍安裝4個(gè)頂，為1組，每組由1臺(tái)泵站進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

40#～42#、45#46#墩每個(gè)新老承臺(tái)間安裝4個(gè)頂，為1組，每組由與其對(duì)應(yīng)的預(yù)支頂泵站驅(qū)動(dòng)，預(yù)支頂與托換頂升不現(xiàn)時(shí)工作，需轉(zhuǎn)換時(shí)只需要操作相應(yīng)控制閥即可。

考慮到各墩支反力差異大，為保證各自處于理想的工作狀態(tài)，故每個(gè)泵站均由1臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)，以調(diào)整各自的頂升速度，從而使同步工作時(shí)速度一致并能夠負(fù)反饋閉環(huán)控制。每個(gè)變頻器由1臺(tái)PLC進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)不同墩之間的邏輯控制，每個(gè)泵站構(gòu)成一個(gè)分站。

南塊11個(gè)分站，由一個(gè)主站控制，北塊10個(gè)分站，由一個(gè)主站控制。主分站之間采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。操作手餅為一臺(tái)安裝有控制程序的平板電腦。主站安裝有4G通訊模塊，可以通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)與項(xiàng)目部和監(jiān)控室進(jìn)行通訊。在監(jiān)控室可以查看、記錄、控制頂升系統(tǒng)。

運(yùn)行程序設(shè)計(jì)總體分2種模式，模式1為手動(dòng)，模式2為自動(dòng)，手動(dòng)模式為正常的作業(yè)模式，作業(yè)開(kāi)始前轉(zhuǎn)入手動(dòng)模式；自動(dòng)模型為安全保障模式，作業(yè)完成后轉(zhuǎn)入自動(dòng)模式。自動(dòng)模式下，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到力和變形超限后，會(huì)短信通知授權(quán)的電話號(hào)碼，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)按照設(shè)定的動(dòng)作自動(dòng)運(yùn)行。

手動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)以第三方監(jiān)控提供的調(diào)整值為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)結(jié)合自身及相臨墩受力情況進(jìn)行校核；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)以設(shè)計(jì)計(jì)算最小支反力的90%為上限，為70%為下限，并且每次運(yùn)行行程限值為1mm，此時(shí)千斤頂務(wù)主要由液壓力承受，小部分由螺紋自鎖承受。在有限元分析模型中分析70%支反力時(shí)，梁體應(yīng)力增加不超過(guò)抗裂設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)。

在原橋基截?cái)嗲埃瑢⑶Ы镯數(shù)挠驮磯毫︽i死、螺旋自鎖裝置鎖死，利用油壓傳感器檢測(cè)千斤頂?shù)膲毫?，同時(shí)監(jiān)測(cè)既有樁基的應(yīng)力應(yīng)變，調(diào)整千斤頂?shù)挠驮磯毫?，確定舊承臺(tái)底荷載完全轉(zhuǎn)移至托換樁，在舊承臺(tái)底0.5m左右處逐根截?cái)嘣瓨蚧?/p>

在原橋基的截?cái)噙^(guò)程中，時(shí)刻監(jiān)測(cè)托換承臺(tái)的內(nèi)力和位移，若產(chǎn)生較大位移活監(jiān)控值發(fā)生突變，立刻停止截樁，并及時(shí)通知業(yè)主、設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位進(jìn)行協(xié)商處理。當(dāng)原橋基截?cái)嗤瓿珊?，舊承臺(tái)底荷載完全轉(zhuǎn)移至托換承臺(tái)上，托換承臺(tái)上的千斤頂承受全部舊承臺(tái)底荷載。

3.2 施工組織

3.2.1組織機(jī)構(gòu)

為加強(qiáng)項(xiàng)目建設(shè)管理、確保工程建設(shè)工期、質(zhì)量、安全、環(huán)境保護(hù)等建設(shè)目標(biāo)全面實(shí)現(xiàn)，成立建和橋頂升、截樁施工控制小組，負(fù)責(zé)總體組織管理與對(duì)外協(xié)調(diào)。

3.2.2班組劃分及勞動(dòng)力配置

根據(jù)頂升施工進(jìn)度目標(biāo)與現(xiàn)場(chǎng)施工情況，計(jì)劃安排四個(gè)班組，即一個(gè)監(jiān)控班、一個(gè)白班、一個(gè)夜班、一個(gè)截樁作業(yè)班組。

3.3 機(jī)械材料配置

根據(jù)施工任務(wù)及進(jìn)度要求，為保證施工材料供應(yīng)滿足施工需要，合理調(diào)配資源。頂升施工所需主要材料供應(yīng)計(jì)劃如下表：

（1）頂升作業(yè)主要機(jī)械設(shè)備配置表

（2）頂升作業(yè)主要材料表

3.4 托換施工過(guò)程中限載措施

根據(jù)托換施工的不同過(guò)程及交管部門審批的限載方案采取不同的限載方式：

（1）在圍護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑4m內(nèi)土方開(kāi)挖、新樁基施工過(guò)程中，環(huán)形橋及引橋正常通行各類車輛，除嚴(yán)重超載重型貨車。具體措施：夜間（20：00-6：00）在環(huán)形橋四個(gè)方向設(shè)置專人值守并配合值班交警嚴(yán)格檢查重型貨車并限制嚴(yán)重超載重型貨車通行；超載重型貨車?yán)@行平安大街或者體育大街。

（2）在基坑4-6.9m土方開(kāi)挖、新承臺(tái)、頂升千斤頂架設(shè)工程中，環(huán)形橋及引橋通行小型汽車、輕型載貨汽車。具體措施：夜間（20：00-6：00）在環(huán)形橋四個(gè)方向設(shè)置可專人值守并配合值班交警限制重型貨車通行；重型貨車?yán)@行平安大街或者體育大街。

（3）在頂升、封固混凝土施工期間，環(huán)形橋及引橋徹底限行。具體措施：夜間（00：00-24：00）在環(huán)形橋四個(gè)方向設(shè)置限高桿派專人值守并配合值班交警嚴(yán)格限載除小型汽車以外的其他一切車輛；小型汽車以外的其他車輛繞行平安大街或者體育大街。

（4）其他施工過(guò)程不限行。

4、頂升主要施工方案

4.1頂升施工工藝流程

4.2頂升控制區(qū)域劃分及液壓系統(tǒng)布置

控制區(qū)域劃分為4個(gè)組?？刂泣c(diǎn)的劃分原則為頂升過(guò)程安全可靠，特別著重同步性和橋體的姿態(tài)控制。

控制區(qū)域設(shè)置光柵尺控制位移的同步性，根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)，位移同步精度控制在2mm。位移傳感器與中央控制器相連形成位移的閉環(huán)控制從而實(shí)現(xiàn)頂升過(guò)程中位移的精確控制。

光柵尺尺體固定于立柱側(cè)面立柱截?cái)嗝嫔隙?，讀數(shù)頭固定于立柱截?cái)嗝嫦露恕９鈻懦吡砍虨?200mm（見(jiàn)圖4-6）。

4.3泵站安裝

頂升泵站4臺(tái)，盡量使千斤頂油管長(zhǎng)度經(jīng)濟(jì)合理。

4.4頂升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分檢查

a、千斤頂安裝是否垂直牢固；

b、頂升支架安裝是否牢固；

c、限位結(jié)構(gòu)安裝是否牢固，限位值設(shè)值大小是否符合要求；

d、影響頂升的設(shè)施是否已全部拆除；

e、主體結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的連接是否已全部去除。

4.5頂升系統(tǒng)調(diào)試

4.6交驗(yàn)點(diǎn)的確定

在每個(gè)橋墩處的橋面上取3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，兩點(diǎn)在橋面兩側(cè)，一點(diǎn)在中線上，分別用于監(jiān)測(cè)頂升過(guò)程中橋梁的標(biāo)高及中線位置變化，并作為頂升結(jié)束后的交驗(yàn)點(diǎn)。頂升前應(yīng)測(cè)得標(biāo)高點(diǎn)初始值，以便頂升完成后進(jìn)行復(fù)核。

4.7橋梁稱重試驗(yàn)

通過(guò)預(yù)支頂千斤頂對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行稱重，稱重結(jié)果如與設(shè)計(jì)圖紙不符，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位核實(shí)調(diào)整。

4.7.1保壓試驗(yàn)

a、油缸、油管、泵站操縱臺(tái)、監(jiān)測(cè)儀等安裝完畢檢查無(wú)誤；

b、按千斤頂最大頂力的30%～90%加壓，進(jìn)行油缸的保壓試驗(yàn)5小時(shí)；

c、檢查整個(gè)系統(tǒng)的工作情況，油路情況；

4.8.2 稱重

a、為保證頂升過(guò)程的同步進(jìn)行，在頂升前應(yīng)測(cè)定每個(gè)頂升點(diǎn)處的實(shí)際荷載

b、稱重時(shí)依據(jù)計(jì)算頂升荷載，采用逐級(jí)加載的方式進(jìn)行，在一定的頂升高度內(nèi)（1～10mm），通過(guò)反復(fù)調(diào)整各組的油壓，可以設(shè)定一組頂升油壓值，使每個(gè)頂點(diǎn)的頂升壓力與其上部荷載基本平衡。

c、為觀察頂升處是否脫離，需用百分表測(cè)定其行程。

d、將每點(diǎn)的實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值比較，計(jì)算其差異量，由液壓工程師和結(jié)構(gòu)工程師共同分析原因，最終由領(lǐng)導(dǎo)組確定該點(diǎn)實(shí)測(cè)值能否作為頂升時(shí)的基準(zhǔn)值。

4.8臨時(shí)支撐安裝、拆卸

異形板底下的臨時(shí)支撐采用直徑600mm，壁厚14mm的Q235鋼管做立柱，厚度為20mm的鋼板焊接成箱形梁做主橫梁，立柱之間采用直徑219mm，壁厚10mm的鋼管進(jìn)行連接，焊縫高度8mm～10mm，鋼管底面焊接有法蘭，與老承臺(tái)頂面采用M30化學(xué)螺栓進(jìn)行進(jìn)行連接，化學(xué)螺栓長(zhǎng)度380mm，錨固深度300mm，法蘭與老承臺(tái)頂面之間采用灌槳料進(jìn)行找平及調(diào)節(jié)高度，安裝后臨時(shí)支撐橫梁頂面與異形板底面之間保持間距為540mm～560mm，以保證300噸帶自鎖千斤頂能夠順利安裝。

T底下的臨時(shí)支撐采用直徑400mm，壁厚10mm的Q235鋼管做立柱，立柱之間采用直徑219mm，壁厚10mm的鋼管進(jìn)行連接，焊縫高度8mm～10mm，鋼管頂?shù)酌婧附佑蟹ㄌm，與老承臺(tái)頂面采用M30化學(xué)螺栓進(jìn)行進(jìn)行連接，化學(xué)螺栓長(zhǎng)度380mm，錨固深度300mm，法蘭與老承臺(tái)頂面之間采用灌槳料進(jìn)行找平及調(diào)節(jié)高度，安裝后臨時(shí)支撐橫梁頂面與異形板底面之間保持間距為320mm～340mm，以保證100噸帶自鎖千斤頂能夠順利安裝。

千斤頂下混凝土調(diào)整墊塊：

混凝土墊塊高25cm，長(zhǎng)寬均為70cm，平面位置詳見(jiàn)托換布置圖，混凝土材料為C40，鋼筋為不小于φ8的螺紋鋼筋，鋼筋布置如下圖：

考慮到橋下拼裝，一般的起吊設(shè)備無(wú)法使用，故臨時(shí)支撐各桿件加工成型后在橋位置拼裝焊接，可考慮采用5T叉車配合安裝，叉車也無(wú)法到位的地方，可在遠(yuǎn)處拼裝并作臨時(shí)連接，倒鏈拉至設(shè)計(jì)位置，調(diào)整后再焊接橫連接。千斤頂?shù)陌惭b也采用叉車配合，倒鏈拖就位。

安裝臨時(shí)支撐時(shí)，需使立柱下底面與承臺(tái)頂保持20mm-30mm的間隙，然后采用化學(xué)螺栓進(jìn)行錨固，臨時(shí)支撐各部尺寸合適后，對(duì)主柱下底面與承臺(tái)頂間隙進(jìn)行灌槳，等強(qiáng)后擰緊化學(xué)螺栓。

支頂前需對(duì)支頂處梁底進(jìn)行檢查，千斤頂支撐位置需保持平整，必要時(shí)對(duì)梁底進(jìn)行麿平處理，千斤頂加載前對(duì)臨時(shí)支撐各部焊接部位進(jìn)行全面檢查，防止焊接缺陷致使結(jié)構(gòu)存在薄弱環(huán)節(jié)。

千斤頂頂面與梁底之間墊一層10mm厚的橡膠板，以防止梁體底面局部受力過(guò)高，同時(shí)還可以起到平衡各頂間受力狀態(tài)的作用。如果需在千斤頂頂面與梁底之間加墊鋼板，鋼板尺寸不得小于38cm×38cm。

首次加載應(yīng)逐級(jí)加載，加載過(guò)程注意觀察臨時(shí)支撐及各部變化情況，防止突然加載產(chǎn)生意外結(jié)果。

按圖示搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，平臺(tái)支架采用扣件式腳手架，保證梁底距作業(yè)平臺(tái)頂面在1600mm-1700mm以利于預(yù)支頂施工作業(yè)，腳手架扶手高于1.4米，設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)。

由于夜晚工作的需要，需在各作業(yè)點(diǎn)及檢修點(diǎn)設(shè)置足夠數(shù)量的燈，以方便作業(yè)，保障安全。

拆卸時(shí)，本著與安裝相反的順序進(jìn)行拆卸，首先拆除千斤頂，再分拆立柱之間的橫向連接，最后拆除橫梁與立柱。

4.9頂升裝置構(gòu)成

頂升裝置主要由千斤頂、泵站及控制系統(tǒng)組成，液壓系統(tǒng)額定工作壓力為63MPa，電氣系統(tǒng)動(dòng)力電為三相380V，控制系統(tǒng)為直流24V，作業(yè)過(guò)程中控制好動(dòng)力電的使用，可更好的保障安全。各裝置在系統(tǒng)管理下以設(shè)定的邏輯按操作人員的指令進(jìn)行工作。

（1）千斤頂：

千斤頂主要有三種規(guī)格，一種是頂力400t，行程100mm，數(shù)量為20個(gè)，備用2個(gè)用于樁基托換頂升。第二種是頂力300t，行程100mm，數(shù)量為44個(gè)，備用4個(gè)用于異形塊下方的預(yù)支頂。第三種是頂力100t，行程100mm，數(shù)量為18個(gè)，備用2個(gè)用于T形梁下方的預(yù)支頂?？傆?jì)需要90個(gè)各規(guī)格的液壓千斤頂。三種規(guī)格的千斤頂均為帶機(jī)械自鎖的單作用千斤頂。在使用過(guò)程中，千斤頂頂升到設(shè)計(jì)位置后，需及時(shí)將螺母旋緊，每次起升距離一次不要太大，以防密封不嚴(yán)帶來(lái)不良后果。此種型號(hào)的千斤頂不能處于全伸狀態(tài)旋緊螺母，否則會(huì)出現(xiàn)拆不下來(lái)的情況，到時(shí)不能上也不能下，給自己增加麻煩。千斤頂基本結(jié)構(gòu)如下圖。

（2）泵站：

每個(gè)泵站主電機(jī)功能為2kw，21個(gè)泵站總功率約為40kw，考慮不太可能同時(shí)啟動(dòng)，因此備用50kw的三相電源就可以滿足要求。28#、34#、40#-42#、45#-46#號(hào)墩每個(gè)墩預(yù)支頂設(shè)有4臺(tái)300t千斤頂，這4臺(tái)為一組共用一臺(tái)泵站。其中40#-42#、45#-46#號(hào)墩每個(gè)墩還存在托換頂升，每個(gè)墩托換頂升設(shè)有4臺(tái)400t千斤頂，這4臺(tái)為一組共用一臺(tái)泵站，考慮到預(yù)支頂與托換頂升不同時(shí)工作，故此處預(yù)支頂與托換頂升共用一臺(tái)泵站。22#墩異形板側(cè)每端設(shè)置4臺(tái)300t千斤頂，分為3組，2側(cè)每個(gè)為1組，中間2個(gè)為1組，每組1個(gè)泵站；22#墩T梁側(cè)每端設(shè)置9臺(tái)100t千斤頂，分為3組，每側(cè)3個(gè)為1組，中間3個(gè)為1組，每組1個(gè)泵站；共計(jì)需要21個(gè)泵站。

4.10試頂升與正式頂升

4.10.1試頂升

（1）超載試驗(yàn)

試頂升施工前首先對(duì)調(diào)節(jié)塊的承載力，支撐的可靠性，以及千斤頂與梁底支撐面進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。

分別單獨(dú)頂升至設(shè)計(jì)計(jì)算值的1.1倍；以檢驗(yàn)各承載結(jié)構(gòu)的承載能力，設(shè)備的有效性，可靠性等。

（2）控制指令

各墩檢查設(shè)備情況→各墩匯報(bào)檢查結(jié)果（從L1～374順序）→一鍵同步5Mpa接觸→同步完成后按下起升指令→率先達(dá)到支反力限值的泵站停止→總控向各分控發(fā)出各自調(diào)整指令→各分控調(diào)整支反力至控制支反力值→順序向總控報(bào)告反力控制情況

4.10.2正式頂升

（1）正式頂升必須按下列程序進(jìn)行，并作好記錄：

a、操作：按預(yù)設(shè)荷載進(jìn)行加載和頂升；

b、觀察：各個(gè)觀察點(diǎn)應(yīng)及時(shí)反映測(cè)量情況。

c、測(cè)量：各個(gè)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)認(rèn)真做好測(cè)量工作，及時(shí)反映測(cè)量數(shù)據(jù)；

d、校核：數(shù)據(jù)報(bào)送至現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)組，比較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異；

e、分析：若有數(shù)據(jù)偏差，有關(guān)各方應(yīng)認(rèn)真分析并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

f、決策：認(rèn)可當(dāng)前工作狀態(tài)，并決策下一步操作。

（2）正式頂升施工工藝

a、判定需要頂升調(diào)整的墩位，計(jì)算調(diào)整量。

b、設(shè)定檢查調(diào)整量，檢測(cè)墩頂情況，作業(yè)人員到達(dá)工作位置。

c、啟動(dòng)調(diào)整，松果調(diào)整結(jié)果，合適后旋緊螺母。

d、系統(tǒng)轉(zhuǎn)入自動(dòng)模式狀態(tài)。

（3）頂升注意事項(xiàng)

a、每次頂升的高度應(yīng)稍高于墊塊厚度，能滿足墊塊安裝的要求即可，不宜超出墊塊厚度較多，以避免負(fù)載下降的風(fēng)險(xiǎn)；

b、頂升關(guān)系到主體結(jié)構(gòu)的安全，各方要密切配合；

c、頂升過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)巡視工作，應(yīng)指定專人觀察整個(gè)系統(tǒng)的工作情況。若有異常，直接通知指揮控制中心；

d、結(jié)構(gòu)頂升空間內(nèi)不得有障礙物；

e、頂升過(guò)程中，未經(jīng)許可非作業(yè)人員不得擅自進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

4.11落梁施工

頂升完成后，立即轉(zhuǎn)入落梁作業(yè)，首先調(diào)整各墩支反力及標(biāo)高綜合處于良好的狀態(tài)，然后將調(diào)整墊板安裝在支座上方，并按設(shè)計(jì)要求焊接完畢，注意墊完后各相臨墩間隙差值不大于1mm。

起動(dòng)千斤頂略向上頂，至螺母可以放松即可，螺栓向上擰2mm，打開(kāi)卸荷閥，待梁下降1mm處停止，再依次下落其它墩，直至所有墩全部下落支撐在支座上為止。

5、橋梁監(jiān)測(cè)

橋梁頂升過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，為了保證施工過(guò)程的安全、橋梁結(jié)構(gòu)的線形和受力在施工過(guò)程中和施工結(jié)束后能滿足設(shè)計(jì)的要求，要設(shè)置一整套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并要設(shè)定必要的預(yù)警值和極限值，以便將姿態(tài)數(shù)據(jù)反饋給施工加載過(guò)程。

5.1 監(jiān)測(cè)部位及監(jiān)測(cè)內(nèi)容

（1）承臺(tái)沉降觀測(cè)：設(shè)置承臺(tái)沉降觀測(cè)體系來(lái)反應(yīng)承臺(tái)沉降狀況，及時(shí)做出相應(yīng)的措施。

（2）橋面標(biāo)高觀測(cè)：橋面高程觀測(cè)點(diǎn)用來(lái)推算每個(gè)橋墩的實(shí)際頂升高度。設(shè)置橋面標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)可以精確的知道每個(gè)橋墩的實(shí)際頂升高度，使頂升到位后橋面標(biāo)高得到有效控制。因此，在施工過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)的豎向位移進(jìn)行測(cè)量是至關(guān)重要的。豎向位移的測(cè)量采用水準(zhǔn)儀，測(cè)點(diǎn)設(shè)在橋面上，在每個(gè)蓋梁位置的橋面兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。通過(guò)頂升前后各測(cè)點(diǎn)高程的變化，掌握各點(diǎn)頂升高度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并判斷高度的變化是否在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生了過(guò)大的附加內(nèi)力。

（3）蓋梁底面標(biāo)高測(cè)量：它是橋面標(biāo)高控制和測(cè)量的補(bǔ)充，提供輔助的頂升作業(yè)依據(jù)。

（4）蓋梁縱向位移觀測(cè)：為了對(duì)頂升過(guò)程中蓋梁縱向位移及立柱垂直度的觀測(cè)，在外立柱外側(cè)面用墨線彈出垂直投影線，墨線須彈過(guò)切割面以下，在垂直墨線的頂端懸掛一個(gè)鉛球。通過(guò)垂球線與墨線的比較來(lái)判斷蓋梁的縱向位移及蓋梁是否傾斜。

（5）支撐體系的觀測(cè)

鋼支撐在頂升過(guò)程中將承受橋梁的全部恒載和施工荷載，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性對(duì)施工的安全起著決定性的影響，也是施工監(jiān)控的重點(diǎn)部位。計(jì)算表明，由鋼支撐等構(gòu)件組成的空間支撐體系受力較為復(fù)雜。若施工過(guò)程中各千斤頂頂升的高度產(chǎn)生差異，將使各鋼支撐的軸力發(fā)生變化，通過(guò)觀測(cè)，能及時(shí)掌握支撐體系的受力和變形情況及時(shí)采取措施控制支撐體系的變形量，使施工在安全可控的環(huán)境下進(jìn)行。

（6）伸縮縫間隙觀測(cè)

通過(guò)伸縮縫間隙觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)，及時(shí)采取措施使施工順利地進(jìn)行。

6、總結(jié)

目前在越來(lái)越多的地下工程施工中，隧道施工下穿橋梁等重大風(fēng)險(xiǎn)源的情況比比皆是，樁基托換保障盾構(gòu)下穿建和橋一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源施工尚為某市首例，但隨著此項(xiàng)技術(shù)在地鐵施工中的不斷運(yùn)用，技術(shù)不斷改進(jìn)及完善，樁基托換將為保障路面交通，順利下穿風(fēng)險(xiǎn)源最有利的措施。

參考文獻(xiàn)

[1]《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 166-2011）；

[2]《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 169-2012）；

[3]鄭武奎 地鐵工程施工中的樁基托換技術(shù)應(yīng)用 建筑施工

（作者單位：中鐵一局集團(tuán)第二工程有限公司）