地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响及防护研究

王金刚

（中铁七局集团第五工程有限公司 河南省郑州市 450001）

在地铁施工中，想要更好的维护周围的建筑与桥梁稳定性，应当积极探究地铁随隧道挖掘过程中，对附近建筑与乔装的影响，遵循土质迁移变化规律，在明确的桥梁迁移基础上，制定合理的下降掌控措施。现阶段，我国地铁施工急需解决的问题主要包括，明确桥梁变形的影响要素，合理掌控桥梁变形策略，保障地铁施工的安全性与合理性，推动我国交通事业的可持续发展。

1 地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响

1.1 地铁工程影响

通过对比桥梁桩基底部硬度与施工现场土壤硬度，能够发现桥梁桩基底部的土壤硬度较高，由此可将桩基视作一个刚性体，一旦桥梁桩基底部产生一些迁移力，将会导致土层的应力被分散，使得桥梁桩基底部的阻力与桩基侧面阻力产生变化，影响地基的纵向负荷力。

在地铁工程施工过程中，盾构施工阶段对邻近桥梁桩基的影响规律主要包括：①在竖直方向对比桩基与土壤，发现可将桩基视作一个刚形体。②盾构施工过程中桥梁桩基形成的附属力，会随着土壤传递到桩基顶部，影响桩基及其底部的负荷能力，这就需要相关人员在工作开展中引发关注。③地铁隧道施工会导致地层纵向迁移，从而减弱了对桥梁桩基垂直方向上的干扰力。

1.2 隧道工程影响

就邻近的桥梁桩基桩底，在地铁盾构施工方法应用过程中，掘进阶段促使土壤产生的横向力与相邻桥梁底部产生的纵向力没有差别，会导致桥梁桩基与挖掘隧道产生同一方力迁移。土壤横力会影响邻近桥梁桩基，导致桩基出现变形与倾斜。地铁盾构施工方式在应用过程中，还会导致桩基地点发生转变，一旦周围土壤疏松，桩基会呈现弯曲现象。

在地铁隧道施工阶段，土层横向迁移对附近桥梁的干扰规律主要为：①基地直径越大，桥梁桩基的硬度就越高，也会增加桩基横向变形效果，进而降低地铁盾构施工对桥梁桩基、基底造成的影响。②地铁盾构施工会导致地铁附近的土壤横向迁移与变形，顺着隧道产生位移现象，桩基变形主要集中在桥拱位置。③地铁盾构隧道施工会增加土层迁移深度与范围，桥梁地基底侧转变会随着深度的加深逐步减少，迅速恢复“0”值。

2 地铁盾构施工对邻近桥梁桩基影响的防护措施

地铁施工本身属于一项利国利民的工程，只有在地铁施工阶段，强化邻近桥梁桩基、建筑的防护，将地铁施工影响降到最低，才可保障施工的有序性，地铁盾构施工对邻近桥梁桩基影响的防护措施主要如下：

2.1 桥梁桩基表型防护措施

桥梁桩基表型防护，必须要合理掌控桥梁桩基变形策略，合理应用各种手段，强化指数的改善。在施工初期，工作人员需要依据自身阅历与工作经验，合理挑选施工指数，正确改善工程开展情况。在施工过程中，要依据实际的变形情况，改善盾构机械设备指数，降低其对附近桥梁桩基的干扰。桥梁桩基表型防护措施主要包括：掌控挖掘面，这也是地铁隧道施工中的核心步骤，此阶段需要采取有效措施，将土压值与工作压力维持在一定的范围内。不管土压值过大还是过小，均会影响隧道施工。一旦压力值超出规定范围，将会导致地面凸起，不仅影响美观还会增加交通事故发生的记录。若压力值较小，会导致地表沉降，影响地面交通结构。

2.2 地铁盾构工程施工策略

想要实现安全防护的最终策略，不仅要依据实际情况，合理改善地铁盾构施工设备指数，还需要合理优化地铁工程施工，针对不同的施工工序，采取针对性的解决对策。地铁盾构施工策略主要包括：①合理应用阻隔墙，在工程施工中阻隔墙防范技术得到了广泛应用，在施工过程要求具备一定的工作空间。在地铁施工过程中，是在挖掘过程中添加阻隔墙，其目的是为防止挖掘设备对地铁邻近桥梁的威胁与影响，在桩基与隧道之间增加一道阻隔墙。在实际应用中，阻隔墙能够在地表、地下开展施工，借助密排打孔灌注桩，袖阀灌注浆等开展作用。②科学应用桩基托换技术，针对陈旧的桩基需要及时将其替换，将新桩基作为地铁隧道上层构造物的负荷桩，促使桩基与工程地基基底构成全新的桩基系统，两者相互协作，共同承受上层荷载力，不断完善与优化原本的地铁工程地基应力，确保将桥梁下沉掌控在合理范围内。在地铁盾构施工中常用的桩基托换技术主要包括：桩基转变层技术、张继负压板技术。③提升土地牢固度，土体牢固在工程安全防范策略中属于关键性步骤，提升土地牢固度技术主要包括：喷射搅拌与化学注浆。喷射搅拌是借助桩基附近土壤的硬度，提升附近土壤的健全性，全面降低地铁施工过程中对周围桥梁桩基的干扰。化学注浆，是针对土壤开展相应的化学灌浆，提升土壤的硬度与刚性，以此降低地铁施工对周围桥梁桩基的影响。

比如：在某地铁工程地质状况监测过程中，工作人员在邻近桥梁与隧道位置基础上，构建相应的有限元分析软件模型，依次开展模拟运算，强化袖阀注浆的牢固性，更好的开展各项防范工作。在运算数值基础上，判断是否采取加固手段。针对隧道附近地层与桥桩变形较大的情况，经过对比之后，选择袖阀注浆加固手段，经过应用之后，未发现变形，应用效果显著。为全面保障桥梁安全，需要积极调节地铁盾构指数，提升施工监控频率，强化同时注浆与二次填补注浆，实时整理设备反映回来的数据。

2.3 盾构施工现场监测工作

在地铁盾构施工中，对邻近桥墩的影响较大，因此必须要深入分析桥墩掘进施工得到的监测数据，计算、分析地层沉降数据。在实际工程案例基础上，设计相应的监测案例，计算出邻近桥梁的累计沉降量，合理安排相应的工作。就实际情况而言，在地铁盾构施工过程中，只有强化现场监测工作，完善管理制度，更新管理理念，才可确保地铁盾构施工工作的有序开展。

3 实用案例

以某城市地铁某一区间隧道为例，隧道埋深范围为9.87～14.0m，左线长度为3.356m，隧道区间全场为665.89m，此区间中间设置有一处联络通道。采取盾构施工手段，以掘进的方式从侧面的桥墩基础穿过，这无疑会对桥墩产生影响，使得沉降情况发生，严重的话还会导致桥体倾斜。

针对这类情况，在盾构施工过程中，必须要强化现场检测，同时采取有效的防控措施，主要包括：①加固袖阀管注浆，保障隧道与高架桥之间水泥土的稳定性。在案例中，掘进工程施工前，在桥墩周围预埋10～15根袖阀管，在隧道与高架桥桩基之间的土地内开展注浆加固施工，现场施工的注浆浆液为42.5级以上的普通硅酸盐水泥，在桥墩周边1.5m位置预埋袖阀管，注浆深度为隧道管底下3.5m以上。②现场注浆时，袖阀管加固深度为底部3.50m位置。水泥注浆必须要与42.5级的水玻璃双液注浆一致。③减小掘进过程对周围桩基、土地的影响，依据实际情况，合理调整盾构掘进参数，强化同步注浆与二次补浆，提升施工检测效率。在地铁盾构施工经过桥墩时，需要强化地下水的关注，避免出现超挖现象，保障上部桥梁使用的安全性。就地铁盾构施工的桥墩，需要强化盾构正面压力，采取合理的控制手段，合理调整盾构掘进参数，避免出现土压力波动较大的情况。在盾构掘进期间，应当保证材料配比的科学性，开展同步注浆，在推进环节需要将注浆量控制在1.4～1.6倍，注浆量为5.03～7.81m3。④设计专门的监测方案，监测点布置应当依据监测方案、工程图纸，在相关资料的基础上，合理布设地表监控点，划分为桥墩、隧道轴线、地表三部分。⑤分析盾构施工现场监测工作，在各项数据基础上，合理控制高架桥桥墩的沉降量。依据监测方案，计算出高架桥桥墩倾斜度。

最终结果显示，在地铁盾构施工过程中，强化邻近桥梁桩基的防护，可保障施工的有序性，避免地铁施工对周围桥梁的影响。在数值模拟软件基础上，高架桥桥墩最大沉降量为14.78mm，现场桥墩最大沉降量为13.89mm。数值模拟计算结果，监测数据计算结果得到的桥墩倾斜度较小，本文现场计算出的倾斜度为0.31%，在允许数值范围内。

4 结束语

综上所述，在地铁施工过程中，一旦掌控不合理，将会导致邻近桥梁、建筑物下降，使得道路大面积沉降、变形，这些问题会严重影响着人们的生活，无法将地铁施工的作用发挥出来。地铁盾构施工过程中，应当合理分析对周围桥梁桩基造成的影响，依据实际情况，制定有效的应对措施，加速我国交通行业的发展。