近接地鐵條件下樁基施工技術(shù)

張繁榮

摘 要：我國城市化進(jìn)程發(fā)展迅速，也導(dǎo)致了城市人口密度增加，地鐵作為城市軌道交通的主要方式，為市民出行提供了便捷的服務(wù)。由于受到地鐵線路的限制，一些需要樁基施工的高層和橋梁建筑受到一定程度的影響，近接地鐵條件下的樁基施工會引起地鐵隧道的變形，產(chǎn)生一系列問題。文章以實(shí)際工程為例，首先對近接地鐵樁基建造方案進(jìn)行分析，然后對近接地鐵建造樁基的具體實(shí)施進(jìn)行了討論，工程施工后滿足了施工要求，保證了地鐵的運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：樁基施工 偏差控制 偏差控制

1.工程概況

某盾構(gòu)地鐵線路目前運(yùn)營狀態(tài)，某道路橋梁全長3.12km，設(shè)有8匝道。為了減小橋梁工程對地鐵隧道的影響，盡量設(shè)計(jì)橋梁的樁基遠(yuǎn)離地鐵線路，但根據(jù)地鐵、橋梁和地表公路的實(shí)際情況，橋梁工程仍然有200根樁基建設(shè)距離地鐵隧道10m范圍內(nèi)，其中有85根樁基距離地鐵隧道5m以內(nèi)。通過對橋梁樁基施工前的試樁，分析計(jì)算所得數(shù)據(jù)可以很大程度上保證地鐵的運(yùn)行安全，也可以最大限度地保證該橋梁工程后期投入運(yùn)行后的質(zhì)量。

實(shí)驗(yàn)施工所用樁型數(shù)量為3根，其中2根（1號樁、3號樁）建在隧道的相同斷面，2號實(shí)驗(yàn)樁建在離隧道外部結(jié)構(gòu)線2.3m，1號實(shí)驗(yàn)樁建在離隧道外部結(jié)構(gòu)線4.6m，3號實(shí)驗(yàn)樁建在離隧道外部結(jié)構(gòu)線6.3m。實(shí)驗(yàn)樁基的直徑1300mm，實(shí)驗(yàn)樁長度為61m。使用鋼套管保護(hù)壁灌注樁型，樁基端持力層加入中度風(fēng)化砂巖，深入基巖到達(dá)5m處的樁芯是C25標(biāo)準(zhǔn)的水下用混凝土，鋼筋選擇24C25mm，單樁載重力最小≥8000kN。隧道最頂端埋入17m，外徑6500mm，管片厚300mm，內(nèi)徑為6200mm，隧道深入濃厚的軟泥中，基樁從下到上先是結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重風(fēng)化石、粉砂土、粘性土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、雜志含量少的原狀土。

施工時注意觀察隧道位移情況，測驗(yàn)隧道構(gòu)造平移、下沉與里層土體有沒有平移情況。從樁基四面各設(shè)檢測剖面，每個剖面分別相距2.5m、2.5m、5m、5m，每個剖面的兩側(cè)面都設(shè)置檢測點(diǎn)。

2.近接地鐵樁基建造方案

考慮到工程樁和地鐵隧道附近樁基動工和負(fù)重會形成附近土體產(chǎn)生位移和受力變化，從而對相鄰隧道造成影響。考慮到這點(diǎn)，在經(jīng)歷行家數(shù)次潛入剖析考慮和興建地鐵的保護(hù)管理辦法，來保證地鐵隧道符合地鐵正常使用。樁基的敏感性參變量的改進(jìn)方案有：

（1）長基樁改進(jìn)：風(fēng)化程度低的粉砂巖，這層巖石在自然濕度下單軸可抵御12MPa的強(qiáng)壓力。樁基底部都有>4倍樁徑規(guī)模的持續(xù)安定泥質(zhì)風(fēng)化程度較輕的粉砂巖石維持，并且把這層作為摩擦端主要承樁，確保樁端到這層的策劃深度。根據(jù)一些地方對地鐵技術(shù)的維護(hù)管理規(guī)則，投入使用的地鐵隧道整體外側(cè)9.Om以內(nèi)的工程樁，其基樁底部標(biāo)高要求比地鐵隧道整體低2.1m，以便又好又準(zhǔn)地保證基樁長度，實(shí)施了超前樁長地質(zhì)鉆，并以此再次核對樁長。

（2）樁基沉降形變限度：據(jù)以往的研究來看，因?yàn)闃痘至拥谋Ｗo(hù)，下臥層受力可以忽略不計(jì)，而土有自身重量，所以造成樁基下沉的主要原因是樁身的重力和沉渣形變。此次工程地鐵隧道與建在中間基樁的同一水平距離僅為2.6m。地鐵建造要求隧道外部3.5m界線內(nèi)嚴(yán)禁工程行徑，所以要特意探究基樁沉降的問題，對于能否長久承載看臺上部負(fù)荷造成的巨大影響。運(yùn)用有限元中關(guān)于土體的形變相關(guān)軟件，進(jìn)而對整個基樁施工期間地鐵隧道位力變化作出預(yù)估，在整個施工進(jìn)程地鐵隧道受力形變實(shí)施監(jiān)測，隨時機(jī)動，確保地鐵可以正常使用。

3.近接地鐵建造樁基的具體實(shí)施

依據(jù)地鐵隧道周圍動工操作標(biāo)準(zhǔn)，正常使用中的地鐵隧道外部結(jié)構(gòu)18m以內(nèi)不能應(yīng)用振動、水沖的開工方法，在動工期間既不能用爆破方法，也不能過量吸取地下水。針對近接地鐵施工特性，由于時間緊急和對地鐵隧道的維護(hù)要求，選擇旋轉(zhuǎn)挖掘鉆孔機(jī)和能在水里灌輸混凝土作業(yè)，代替了人工作業(yè)。使地鐵可以正常使用，工程也能安全施工。近接地鐵隧道動工的關(guān)鍵點(diǎn)有樁基建設(shè)的位置、樁頂?shù)母叨?、沉渣深度等?/p>

3.1樁基建立位置

避免建設(shè)樁基對近接地鐵隧道造成損害，樁基定位也是關(guān)鍵點(diǎn)?？梢允褂萌緝x來定位樁基，把灰柱作成標(biāo)記，樁位測放把握在±25mm范圍里。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙安出樁基位置和相互垂直樁線，并作十字栓點(diǎn)控制，開工前技術(shù)員需再次測量還需監(jiān)理到場復(fù)核。

3.2樁基高度確定

樁頂標(biāo)高需要準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，這樣必須要不定時檢測混凝土最上面的高度，在制造測錘時要嚴(yán)格要求，浮渣厚度測量以及混凝土實(shí)際高度都要有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，在浮渣厚度達(dá)到至少12cm才能停止灌注。確?；炷撩娴膶?shí)際高度比原來設(shè)計(jì)>60cm，導(dǎo)管在沒有拔出混凝土面時繼續(xù)反插1m左右，查看樁頂上面的混凝土面必須平整，以防空心樁的產(chǎn)生?；炷镣锕嘧r隨時測量，不得超灌標(biāo)高高度，樁長標(biāo)準(zhǔn)，樁頭符合高度，樁入巖達(dá)到要求深度。

3.3沉渣厚度要求

（1）鋼筋籠下放時籠正中與樁中心必須沒有差異，在下放時注意不要碰到孔壁，還要保證順利下放，如有阻力需暫停下放，查明原因不可強(qiáng)力加壓往下放，以免造成坍塌、形變等一系列影響。

（2）為了準(zhǔn)確鉆孔，在鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)孔低還有40cm時，鉆頭應(yīng)暫停15min以上，靜等泥漿沉淀下去，再使用鉆頭慢慢地挖出與設(shè)計(jì)孔底一致的所有泥渣。隨后現(xiàn)場測出深度，在監(jiān)理工程師復(fù)查符合設(shè)計(jì)要求，再把鋼筋籠和導(dǎo)管放下去，通過沉渣厚度測量，發(fā)現(xiàn)不符合沉渣厚度，則需二次清孔。

（3）如果需要二次清孔就要使用導(dǎo)管，用單個清孔接頭把導(dǎo)管、膠管分別連接，膠管一頭連上泥漿泵，導(dǎo)管底部提起0.5m左右，開啟泥漿循環(huán)，抽干凈孔底沉渣為止。

（4）孔底沉渣清完立即灌注混凝土，導(dǎo)管底部距離孔底要有60cm，灌注混凝土一次可以埋住導(dǎo)管1.2m以上的量，隨著灌注混凝土產(chǎn)生強(qiáng)大沖力，可以清除孔底剩余沉渣。

3.4偏差控制

應(yīng)控制樁頂標(biāo)高建造偏差<5 5 m m，樁底標(biāo)高建造偏差<110mm。樁孔底沉渣要有監(jiān)理現(xiàn)場監(jiān)督和在場指定下測量，建造的工程樁不要太厚，需控制在8±2cm，還要不定時抽查建造的工程樁在建孔后的直徑、深度、孔沉渣及孔有沒有傾斜，保證樁孔傾斜率<1/100使樁身垂直。

3.5技術(shù)監(jiān)測

要想地鐵正常安全使用，通過整個工程完工情況與監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，地鐵隧道28個截面的水平、垂直的位置移動總共監(jiān)測出發(fā)生變形最大值是-1.5mm，所有點(diǎn)的三維坐標(biāo)發(fā)生改變較小，因此可以確定地鐵隧道整體運(yùn)行良好。

4.結(jié)束語

綜上所述，得出以下結(jié)論：

（1）近接地鐵隧道開展的樁基建設(shè)，在使用了管旋式挖挖掘樁基施工方式后，對地鐵隧道造成損害較小。為使盾構(gòu)之間管片沉降、位置移動和里層土位置移動較小采取了在盾構(gòu)6m以上灌注混凝土，這樣在抽拔剛鐵套管時確保盾構(gòu)之中的管片產(chǎn)生沉降或者位置移動等變化小，屬于地鐵可以報(bào)警數(shù)值之內(nèi)，可以抽拔。如盾構(gòu)附近3m內(nèi)，還沒有抽拔出來鋼套管，動工期間不需抽拔。

（2）在試樁期間，隧道整體豎直位置移動和水平位置位移慢慢加大，使樁基附近土體發(fā)生騷動。

（3）管片水平位移在打樁時候也在慢慢加大，由此使試樁距離變大，減小了最大水平位置移動和管片產(chǎn)生沉降，試樁距離盾構(gòu)的長短直接影響到沉降程度和水平位的移動，而且由于現(xiàn)場施工負(fù)荷、體積較重的機(jī)器等同樣影響沉降程度和水平位移動大小。

（4）管片產(chǎn)生水平位移動是試樁時主要變動，而發(fā)生管片沉降水平位移動的一半。大部分管片發(fā)生沉降，少數(shù)會有管片漂浮上去。相比隧道截面安放的管片主要沉降，其側(cè)面放置的管片先是沉降，隨后往上飄起。

（5）慢慢地隧道周圍土體會靠近隧道，而隧道周圍埋深以下的土層會逐漸遠(yuǎn)離隧道。

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