地铁桩基托换施工技术措施分析

薛守文（八冶建设集团有限公司，甘肃 金昌 737100）

地铁桩基托换施工技术措施分析

薛守文（八冶建设集团有限公司，甘肃 金昌 737100）

随着我国城市化进展脚步加快，城市的交通负荷日益增大，为了应对这个困扰我们的难题，国内的主要城市纷纷加入了对地铁交通的建设队伍中。城市地铁轨道的修建基本都在地下开展，因此，在地铁的修建过程中，都无法避开城市原有的建筑物，地铁桩基托换技术应运而生，并得到了广泛的推广。本文从理论上分析了地铁桩基托换的施工技术措施，将理论与实际工程案例结合并进行探讨。

地铁交通；桩基托换；施工技术

1 桩基托换概述

1.1 主动托换技术

为了消除被托换桩长期变形所引起的时空效应，地铁桩基主动托换技术将新桩和托换桩施加荷载的工序安排于原桩卸载之前，最大程度利用顶升设备，对上部的荷载及形变进行有效的调整控制。当工程中遇到建筑物的托换荷载大，变形控制要求高时，通常可以利用主动变形调整的方式将变形有效控制，也就是在被托换桩转移前，同时将一定的荷载施加于原桩以及托换结构，被托换桩借助上顶力的作用，和托换梁一起被升起，当被托换桩被截除之后，建筑物的荷载将会一次性转移于托换梁，最后建筑物会形成较大的的沉降。与此同时，过程中通过提前施加荷载，可有效的避免新桩和托换体系发生的形变，从而控制托换后桩和结构的形变。因此，主动性是主动托换施工技术的主要特征[1]。

1.2 被动托换技术

工程中，被动托换施工技术指的是在原桩的卸载过程中，建筑物的荷载经被托换桩体被动地传递到新桩，而在托换后无法对上部结构的变形进行调控。基于工程经验，被动托换技术往往被用于建筑物荷载较小的工程，相比主动托换技术，被动托换技术可靠性较低。建筑物的托换荷载较小以及变形控制要求较低时，可凭借托换桩的截面刚度，在托换桩被移除之后，建筑物的荷载直接依靠托换梁转移到新桩体，而不凭借其余调整桩体变形的方式。桩以及结构的形变无法在托换后被调整，建筑物自身荷载所引起的沉降取决于托换结构屈服变形的能力，被动适应为该变形控制的主要特点。

2 桩基托换施工技术

2.1 工程的概述

该工程属于某城市地铁建设项目，处于线路两点之间（A点和C点）的某一段需要在C桥左侧引桥下方穿过，这影响到B桥引桥的桥台以及桥墩，而两边的桥的托换结构均属于连续型3跨梁结构。因此，桩承台周边梁式的混凝土钢筋转换层与盾构外部的冲孔灌注桩组合成托换结构体，并对承台托换梁施加包裹，制成托柱，当托换桩的力学强度到达要求强度值后，接着将之前的承台底的桩基断离，在桩基托换下将建筑物上端荷载完全转移到托换桩。

2.2 桩基托换的方式

在桩基托换的施工过程中，其核心技术手段是原桩结构和托换桩之间建筑物荷载的稳定交换传递，主要的要求是在桩体结构转换后，控制托换桩结构体的形变大小在制定的区间内。正因如此，地铁桩基托换施工工程具有工程技术含量高、施工风险大、涉及专业领域广等特点。该工程的桩基托换所使用的类型为主动托换体系，以冲孔式的灌注桩作为托换桩，桩帽和梁浇筑强度为C50混凝土，而在衔接处使用强度为C50的膨胀混凝土，最后构成大体积的钢筋混凝土结构。

2.3 桩基托换技术施工工艺

2.3.1 托换桩和托换桩帽使用

C桥的结构基础是双排准1200mm桩，数量为12根。实际能影响到AC段路线隧道的是中间的桩基，数量为4根，原有桥墩的基础设计为准1200mm桩，实际影响AC段路线间隧道的各有4根桩基，总计需要桩基托换的桩数量为16根。在桩基托换过程中的换桩均按嵌岩桩来进行设计，桩基长的影响因素为桩顶所承受的荷载力以及左线盾构的底板，桩基埋入微风化岩层内的深度需大于1.5m，同时，桩底的标高需要低于左线盾构的底板的1.5m。使用强度为C35的水下混凝土，以灌注方式形成托换桩基。

2.3.2 托换梁的使用

C桥桥台都按照加大原承台截面法采用加大原承台截面，一般使用井型托换梁进行桥墩桩基的托换，托换主梁的截面大小为2.5m×2.5m。若按照两端简支进行设计，2.5m×2.0m的尺寸应为托换次梁的截面大小。而在两端固结设计下，墩柱底承载力大，但同时也加大了托换梁的跨度，所以适合应用主动托换方式进行桩基托换。

2.3.3 原桥墩以及承台与托换梁的衔接

原桥墩以及承台与托换梁的衔接是桩基托换工程的重要环节，通过处理截面和咬合，然后与植筋进行连接，在允许区间内的梁高下，将原桩表面进行毛躁处理，开凿出深为200mm×25mm的启口,并对其界面加以认真处理，再将钢筋与桩之间的空隙进行填充。

2.3.4 顶升的施工

在顶升施工时，托换大梁的两端可以通过油路进行并联，并且将自锁单向阀安装于各油路，使得这些自锁千斤顶仅仅由一台油泵就可以被良好的操控，一般由两个小组负责操控。当每个步骤被确定正常合理之后，需对顶升的每一级加载，单级加载时长约为10min，需要安排专人整体指挥每个小组的各项操作。需要指出的是，在顶升环节，顶升力以及托换梁两侧的位移需要被严格控制，这是顶升施工的关键[2]。

2.3.5 连接体的施工

在顶升施工完成之后，千斤顶的移出需要在确定钢支撑等装置被确认安全下才能进行，施工的具体操作有以下几点:

1）桩帽和托换梁的底部需要进行充分的毛糙处理，从而确保托换梁、桩帽顶面与混凝土之间的稳固连接。

2）杜绝使用生锈的钢筋，并且对钢筋表面进行必要的清洁处理，保证钢筋界面结合能力。

3）施工时，原则上采用由内到外的施工步骤。

4）托换梁与模板需要进行连接，并且在外围施加钢箍，使其充分固定。同时，为了方便对混凝土浇筑后的振捣以及观察，可以在木质模板上预留多个孔洞。

5）待混凝土达到七天龄期之后，可在其上方周围凿出V型槽，再将注浆咀体以及树脂注入。

3 结 语

地铁桩基托换技术作为一种先进的施工技术，有效解决了城市地铁轨道工程施工过程中的难题。伴随着我国城市化的快速推进，以及日益拥堵的地面交通系统，地铁工程俨然已成为减缓城市交通压力的不二选择，也已经被越来越多的城市广泛应用。然而，在修建地铁工程时，难免会发生穿过原有的建筑物的情况，给施工带来技术挑战，而本文的地铁桩基托换技术不仅符合地铁工程施工的要求，而且不影响原有建筑的正常使用，这确保了地铁工程施工的有序进行，为缩短施工期以及提高施工质量打下基础。

[1]李伟杰.隧道衬砌结构托换桩基拙施工技术[J].理论前沿,2014,09:343-344

[2]毛学锋，许智焰，胡京涛. 深圳地铁3号线广深铁路桥梁桩基托换设计[J].铁道工程学报，2012,3 (2):91-95.

[3]崔江余，蓝戊已，吴如军，等. 建筑物托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社，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文献辨识码：B

：1003-8965(2017)02-0105-02