地鐵盾構(gòu)隧道樁基托換施工技術(shù)研究

劉 陽

（中交隧道工程局有限公司北京盾構(gòu)工程分公司，北京 100032）

現(xiàn)代施工技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)工程項目建設(shè)不斷向前，建筑體是樁基托換技術(shù)的基礎(chǔ)，樁基處理期間，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計處理，達(dá)到最佳樁基投放效果。不同于水工與鐵路隧道施工，地鐵隧道施工中，經(jīng)常會遇到建筑物，如何處理建筑物和地鐵隧道施工的關(guān)系，逐漸成為地鐵盾構(gòu)施工的重點。建筑下端樁基施工，加強(qiáng)加固與托換處理，可確保建筑物與地鐵隧道施工順利開展。

1 地鐵下穿建筑物基礎(chǔ)托換工程簡述

基礎(chǔ)托換操作施工多為對已建成地基進(jìn)行加固，或在建筑物周遭修建地下工程，地鐵盾構(gòu)隧道施工中，應(yīng)避免對工程結(jié)構(gòu)造成影響。因盾構(gòu)隧道施工基礎(chǔ)托換工程周期較長，部分結(jié)構(gòu)托換施工完成后，即可開展新地基托換處理，以便提升工程建設(shè)可靠性。

從地鐵盾構(gòu)隧道施工角度分析，建筑物基礎(chǔ)托換易導(dǎo)致建筑物不穩(wěn)；從施工經(jīng)濟(jì)性角度分析，應(yīng)保證建筑物價值高于基礎(chǔ)托換工程，合理應(yīng)用施工方法。地鐵盾構(gòu)基礎(chǔ)托換施工十分復(fù)雜，施工難度較大，施工線路與建筑物相交，可有效保證建筑物安全性。應(yīng)用坑式托換法可延伸建筑物基礎(chǔ)，將核載傳到地基工程中，保證建筑主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。地鐵盾構(gòu)隧道穿越樁基群托換施工前，應(yīng)全面掌握既有建筑樁基結(jié)構(gòu)種類及受力情況，合理制定最佳施工方案，保證施工方案切實可行。地鐵盾構(gòu)隧道下穿建筑物基礎(chǔ)托換工程，應(yīng)繼續(xù)向下延伸，以消除抗壓基礎(chǔ)水平土壓力。

2 地鐵盾構(gòu)隧道施工樁基礎(chǔ)托換技術(shù)種類

（1）主動托換技術(shù)。

主動托換技術(shù)是隧道工程操作中的常用技術(shù)，應(yīng)用初期，應(yīng)合理調(diào)整頂升裝置基礎(chǔ)變形，確保動態(tài)穩(wěn)定，并對新建樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理調(diào)整，盡可能消除建筑物長期應(yīng)用變化。托換結(jié)構(gòu)中，核載數(shù)值相差較大，形變方面控制要求較高，施工期間，結(jié)構(gòu)頂升常受到頂端加載影響，產(chǎn)生某種程度的抵消。材料應(yīng)用階段，應(yīng)對結(jié)構(gòu)變形量進(jìn)行合理控制，以便將其控制在最佳范圍內(nèi)，保證材料應(yīng)用規(guī)范合理。

（2）被動托換技術(shù)。

被動托換技術(shù)常用于荷載較低建筑中，操作期間使用被動托換技術(shù)能夠提供可靠幫助，維持結(jié)構(gòu)變形，確保其可沿著新樁結(jié)構(gòu)迅速上移，以便合理調(diào)控變形量進(jìn)行。技術(shù)應(yīng)用階段，對建筑物形變要求較小，應(yīng)用期間可提供小荷載。結(jié)構(gòu)托換期間，應(yīng)使用不同結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)變形，同時考量上端結(jié)構(gòu)托換梁新樁處理過程，以便掌握變形量后及時處理各項問題，保證結(jié)構(gòu)符合規(guī)定。

3 樁基托換施工技術(shù)應(yīng)用要點

3.1 鉆孔樁操作施工

（1）詳細(xì)分析設(shè)計圖紙內(nèi)容，確定放樣點位置，放樣期間，應(yīng)合理處置基層面，保證狀態(tài)平整，清理表層雜物，為人工挖孔奠定基礎(chǔ)。

（2）人工挖孔操作期間，應(yīng)對挖孔的垂直度進(jìn)行合理控制，及時進(jìn)行糾編處理，待操作符合實際要求后，再進(jìn)行后續(xù)應(yīng)用，不斷提升工作價值。

（3）結(jié)合實際要求綁扎鋼筋籠，合理控制綁扎順序、主筋、單面接頭等操作，進(jìn)行鋼筋籠安裝處理，保證結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

（4）灌注混凝土施工中，應(yīng)合理控制混凝土澆筑量與速度，以便溢滿鉆孔，同時做好鉆孔結(jié)構(gòu)加固處理。

3.2 土方開挖施工

（1）地下管線施工中，應(yīng)認(rèn)真采集管線內(nèi)容，明確地下管線分布及埋深參數(shù)，操作期間應(yīng)合理開展保護(hù)工作，加強(qiáng)建筑物應(yīng)用監(jiān)督，防止結(jié)構(gòu)沉降。

（2）土方開挖前，應(yīng)加強(qiáng)排水工程處理，合理設(shè)置集水井，防止隧道操作期間出現(xiàn)涌砂與水。

（3）土方開挖期間，應(yīng)將兩根托換梁兩端作為界限，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鋼筋綁扎，固定綁扎位點，施工期間應(yīng)結(jié)合地下連續(xù)墻位置施工，以便提升土方開挖可靠性。

3.3 設(shè)立新建承臺

樁基托換施工中，承臺結(jié)構(gòu)位置應(yīng)設(shè)在兩端新建承臺，確保荷載結(jié)構(gòu)以新建承臺為基礎(chǔ)，以便向托換樁穩(wěn)定傳遞，達(dá)到最佳托換成效，常采用工開挖法。承臺結(jié)構(gòu)施工中，應(yīng)開展分段開挖施工，及時向外運(yùn)輸渣土，開挖至標(biāo)高處，應(yīng)提前在外圍預(yù)留樁結(jié)構(gòu)。監(jiān)測堆載作業(yè)期間，遇到問題應(yīng)及時處理，以便合理處置承臺結(jié)構(gòu)。針對異常位置，應(yīng)確保支撐體系安全，操作期間應(yīng)保證澆筑狀態(tài)與材料施工合理、應(yīng)用結(jié)果可靠。

3.4 樁基托換處理

（1）認(rèn)真梳理盾構(gòu)影響范圍，利用信息技術(shù)建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)合實際受力，掌握結(jié)構(gòu)荷載情況。認(rèn)真分析樁基失效問題，參照計算數(shù)值，得到最佳數(shù)據(jù)，確保其能滿足實際應(yīng)用需求，且荷載要求與實際規(guī)范相符。

（2）處理樁基群侵入隧道問題時，應(yīng)使用托換梁——托換樁施工法施工。施工階段應(yīng)全面監(jiān)測作業(yè)區(qū)現(xiàn)狀，以監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，合理選用人工挖孔法更換樁結(jié)構(gòu)。應(yīng)用期間應(yīng)對受力情況進(jìn)行全面分析，結(jié)合過往經(jīng)驗，施工中使用1600鉆孔灌注樁操作，結(jié)合混凝土各項參數(shù)施工，以提升結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

3.5 破樁工程施工

（1）處理混凝土外圍保護(hù)層過程中，應(yīng)按照從上到下順序開展破除操作，結(jié)合實際要求處理對外半周鋼筋結(jié)構(gòu)。

（2）操作結(jié)束后，積極開展破除樁芯混凝土施工，操作期間應(yīng)按照由上到下順序破除，合理控制單次破除量，防止數(shù)量過大引發(fā)安全事故。

（3）割除內(nèi)半周鋼筋結(jié)構(gòu)，使用分段割除法加強(qiáng)清潔處理，待破樁完成后對廢棄物進(jìn)行統(tǒng)一處理。針對混凝土材料，應(yīng)將粉碎后的材料作為填料使用；針對鋼筋材料，應(yīng)做好除銹工作，使其發(fā)揮效用，不斷提升材料質(zhì)量與系統(tǒng)的應(yīng)用成效。

3.6 回填土方施工

（1）加強(qiáng)回填土材料選擇，若開挖土方質(zhì)量與實際要求相符，可將其作為回填土應(yīng)用。在應(yīng)用期間，應(yīng)晾曬含水量較高的回填土，待材料含水量不斷降低至某一范圍內(nèi)后再應(yīng)用。

（2）回填期間應(yīng)合理控制回填土厚度，單次回填厚度應(yīng)在50 cm內(nèi)。借助碾壓設(shè)備開展壓實處理，檢測實際壓實度，確保其符合實際要求，再鋪筑下一層材料，鋪筑期間確保各層厚度逐漸減少，材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

4 施工技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵點

4.1 做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備

做好各項準(zhǔn)備工作，可為日后工作有序開展奠定良好基礎(chǔ)，以提高樁基托換施工技術(shù)施工成效。

（1）加強(qiáng)施工材料質(zhì)量管理，技術(shù)應(yīng)用期間應(yīng)合理使用不同施工材料，以質(zhì)量管理體系為基礎(chǔ)，加強(qiáng)施工材料質(zhì)量管理，及時調(diào)換不合理材料，保證材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

（2）施工期間，技術(shù)應(yīng)用階段經(jīng)常會遇到較多問題，應(yīng)配備高水平操作人員，確保其全面發(fā)揮施工技術(shù)作用。施工期間應(yīng)加強(qiáng)人員綜合能力考核，應(yīng)加強(qiáng)人員工作培訓(xùn)，確保人員技術(shù)應(yīng)用有效合理。

4.2 保證區(qū)域交通暢通

保證區(qū)域交通順暢，可降低技術(shù)應(yīng)用期間產(chǎn)生的負(fù)面作用，為技術(shù)使用奠定堅實基礎(chǔ)。實際操作期間，施工單位應(yīng)與本地交通管理部門積極開展合作，以便將作業(yè)路段隔離在外。為確保道路通行順暢，高峰階段交通管理部門應(yīng)安排交警努力協(xié)調(diào)道路情況，確保交通運(yùn)行通暢。在作業(yè)范圍內(nèi)，應(yīng)使用隔離板進(jìn)行圍合處理，前后設(shè)立臨時標(biāo)志，以便警示過往車輛減速，避免發(fā)生相應(yīng)安全隱患。

4.3 合理安排人員

施工階段，為提升人員操作效率，確保施工技術(shù)的合理實施，應(yīng)掌握施工人員情況，合理安排操作人員，提升資源應(yīng)用率，防止人員冗余。具體應(yīng)用中，應(yīng)詳細(xì)梳理基礎(chǔ)作業(yè)情況，確定不同階段施工操作難度，合理安排施工人數(shù)、工種。應(yīng)加強(qiáng)前期培訓(xùn)與人員篩選，確保各階段施工人員充足，全面發(fā)揮施工技術(shù)價值，不斷提升施工技術(shù)水平。

4.4 地鐵盾構(gòu)隧道樁基托換施工要點

（1）施工前，應(yīng)合理測量被托換樁及托換樁高程與坐標(biāo)，對照設(shè)計圖紙，若二者存在較大差異，應(yīng)立即告知業(yè)主與監(jiān)理等部門。

（2）施工前，應(yīng)認(rèn)真鑒定構(gòu)筑與建筑物，若存在裂縫情況應(yīng)做好電子記錄。

（3）土方開挖期間，應(yīng)保證支護(hù)操作及時合理，若二者存在較大差異，應(yīng)及時采取支護(hù)措施處理。

（4）托換施工期間，為合理監(jiān)控地表下沉與建筑變形情況，應(yīng)做好實況信息反饋，以便對托換施工開展進(jìn)行合理指導(dǎo)。

5 結(jié)語

綜上所述，使用地鐵盾構(gòu)隧道樁基托換技術(shù)，可維護(hù)地鐵施工速度，降低工程成本，減少拆遷問題，避免對施工企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。在城市地鐵施工期間，應(yīng)用樁基托換技術(shù)施工應(yīng)進(jìn)行全面分析。為確保施工技術(shù)順利落實，應(yīng)做好各項準(zhǔn)備工作，合理安排操作人員，保證區(qū)域交通順暢，為地鐵盾構(gòu)隧道樁基托換技術(shù)應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。