地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术

【摘要】近年来国家大力完善基础交通设施建设，地铁軌道交通作为城市交通的重要组成部分取得了飞速发展。但是由于原城市规划的影响，导致在新地铁隧道施工中难免会有部分穿越既有构筑物基础。基于此，本文以北京某地铁线为例，对地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术进行了详细介绍，旨在与相关工作者借鉴交流。

【关键词】地铁速调；桥梁桩基；托环技术

1、前言

我国是人口大国，近年来随着我国城市化进程不断加快，大量人口涌进城市，导致城市交通拥挤情况愈大严重，为了缓解这一状况，为人们的出行提供便利，地铁工程的建设尤为必要。随着城市地下空间被越来越多的开发和利用，加之城市原规划限制等种种因素，导致部分地铁隧道工程需要穿越既有构筑物，在这种情况下，就必须进行托换施工。而托换是地铁隧道施工中最难的环节，轻则影响工程质量，重则威胁施工人员和市民的生命安全。因此，必须要做好托换工作。北京地铁某线位于暗挖区间隧道，南北走向，北段下穿新兴桥南异形板区8～10#桥桩与8～3#桥桩，大约在隧道埋深14.7m处，异形桥的跨度为19m+19.5m+13.5m，采用厚度为0.76m的现浇预应力混凝土异形多孔连续板。异形桥基础由人工挖孔扩孔桩组成，桩长和桩径分别为7.9m和1.2，异形桥采用独柱支撑异形板，上设6.5mx3m承台，1.2mx0.9m长方形墩柱。桩底距隧道拱顶约3.9m，桩边距隧道中心水平距离为1.4m，为了确保整个工程施工安全，需要托换加固这两处桥桩桩基[1]。

2、桩基托换原理

在需要托换的承台两侧分别施桩顶为扩大矩形桩头的新桩，然后将钢托换梁架设在上面，位于中间位置，完成架设后，工作人员要对贴合情况进行检查，确保贴实，借助千斤顶实现承载力的转换。稳定后，分级截取将原有桩基，施做钢梁外包钢筋，新的承台就形成了[2]。

3、桩基托换的施工流程及方法

3.1施工流程

3.2基础施工

地面支撑体系。在施工过程中很容易发生异形桥桥面下降的情况，为了解决这一问题，采用φ609mm×14mm钢管对换桩基进行临时支撑，在墩柱周围设置四根临时支撑钢管，分别在顶部放置顶重为200t的千斤顶一台，这样就能有效防止异形桥桥面下降情况的出现，为了保证变形符合控制指标，需要根据实际沉降情况对千斤顶进行适当调整。托换新桩施工。8～3#、8～10#桥桩各施工两根托换新桩，桩的长度和直径分别为23m和l 600mm，桩顶设桩基扩大头，桩身采用C30水下混凝土后压浆灌注。在一定范围内，对桩外侧施外包防水层。考虑到桩径比较大，所以决定桩基成孔采用人工挖孔桩。承台基坑开挖施工。新承台基坑的开挖采用人工分层开挖的方式，分层高度控制在1.5m以内，在一边开挖的过程中做好边坡支护工作，基坑为1：0.3边坡，开挖过程中将锚杆打在沿垂直边坡方向上，坡面挂网，并且喷射混凝土用来加固。桩基扩大头施工。在绑扎钢筋之前，根据图纸要求对钢板进行预埋。用钢筋接驳器将钢托换梁锚固连接的钢筋和桩基扩大头预留钢筋连接到一起。为了确保钢筋接驳器与钢梁底面不发生触碰，在对钢筋接驳器进行预留时，高度应当控制在钢梁就位轨道高度内，用C30微膨胀（膨胀率0.03%）混凝土进行连续浇注，一次完成。此外，为了将变形控制在合理范围内，在桩基和扩大头符合设计强度的前提下，对桩基进行适当减压，每根桩的总载荷为41000kN。

3.3桩基托换施工 钢托换梁安装。钢托换梁为单箱双室结构，采用规格为9.1m×1.9m×1.0m的Q345D钢板。由于钢承台的尺寸、重量都比较大，并且安装条件较为复杂，所以需要35t的汽车进行辅助。首先，借助汽车、手抓葫芦和千斤顶将钢梁放置在轨道上，将钢承台放置预留位置，借助仪器对位置进行进一步调整，确保精确，同时要对贴合情况进行检查，保证钢托换梁和原承台地面贴实，位置确定以后用分别用千斤顶和工字钢进行顶升和安装，最后进行锚固。顶升。确定完钢梁的位置之后，将两台200t的千斤顶放置在在新桩的桩顶上。考虑到托换桩和墩柱中心线存在400mm的偏离，所以千斤顶的分布要均匀，确保承受的力是相等的。在完成每阶段的顶升之后，为了确保安全都要将其螺旋锁死。顶升符合要求后，在千斤顶两侧一共布置工字钢12根，使两者共同承力。采用液压同步升降系统对整个顶升过程进行控制。施加的起始顶力为500kN，然后通过逐层加力（每一级力为500kN）的方式顶里提升。在支撑负荷时，一旦发现预顶力产生损耗，要及时补充，直到钢托换梁变形稳定。截桩。首先要将与地铁结构最远的桩基截断，按照1/3、1/2、2/3的比例逐级截去，直至完全截去。每完成一级截断后，要将桩基部位用钢垫片及时楔紧，避免钢梁出现横向失稳的情况，同时在每级截桩过程中，还应当实时观测钢梁的变化，根据具体情况，对千斤顶进行及时调整。新承台施工。完成截桩工作之后，需要对墩顶的标高进行调整，补充和恢复施工前期的沉降量，然后对其结构进行观测，直到稳定，千斤顶螺旋装置锁死后，将油缸与壳体焊死。完成原承台植筋施工之后，根据图纸，用钢筋对新承台进行绑扎，完成绑扎后，支立模板浇筑混凝土，混凝土应分层浇筑并振捣密实。

4、结语

综上所述，本文结合实例对地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术进行了分析。桩基托换施工的难点在于托换钢梁顶升施工，采用上述方法能够有效进行异形板桥桩的桩基托换，不仅桥梁的沉降变形得到了控制，而且施工风险也大大降低，最大程度保证了施工安全。

参考文献

[1]张永生.地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术分析[J].工程建设与设计，2014（5）.

[2]刘世标.地铁隧道穿越既有建筑物的施工技术[J].城乡建设，2013（7）.

作者简介

王海斌，男，汉，1976.08.24，吉林通化，助工，研究方向：桥，隧，地铁等。