桥梁桩墩式基础加固处理关键技术研究

李 棋 吕 攀

(中国电建集团铁路建设有限公司，北京 100089)

1 工程概况

18号线火车南站是18号线一期工程的起点站，与1，7号线火车南站通道换乘。车站位于火车南站南行桥东侧，铁路火车南站站房南侧。车站设计起讫里程为：YDK9+972.200～YDK10+536.902。车站有效站台中心里程为YDK10+133.000。车站结构形式为地下2层岛式站台车站，西侧普通车岛式站台宽为13 m，车站总长约564 m，有效站台长186 m，标准段宽22.6 m。基坑等级为A级。

2 桩基加固处理

成都地铁18号线火车南站沿三环路人南延线立交高架桥东侧布置，呈南北走向，为避免车站结构明挖施工时对三环路人南延线立交高架桥桥墩产生得到不良影响，现对立交桥既有桥墩进行加固处理，对距离车站西侧既有桥墩桩基，增设桩基承台的方式进行加固，车站范围内需加固的桩基共有37处。

2.1 桩基加固方案

需加固的既有桥墩主要为车站基坑西侧最近的一排立交桥桥墩。立交桥与车站基坑平行走向，桥墩桩基受车站基坑开挖影响，将会导致承载力下降、沉降、倾斜。按照初步设计确定的桩基加固原则，对距离车站基坑6 m范围内的既有桥墩桩基，按照增设桩基条形承台的方式进行加固。需加固的既有桩基为φ1.8 m钻孔桩，加固桩采用φ0.245 m的钢管混凝土桩(按照桩长设计，嵌岩深度不小于1 m)，承台采用条形承台。

2.2 桩基加固步骤

1)与公路运营单位共同对既有连续梁桥现状进行核查。就既有公路桥跨现状及病害情况进行确认。2)建立变形监测体系，对既有公路桥墩施工前各特征点(桥面、墩顶、垫石顶)位移、沉降初始值进行监测。3)施工车站明挖基坑的围护桩(按车站围护结构施工图，既有桥墩左15 m范围围护桩应逐桩跳孔施工，钻孔时注意控制进尺速度，以减小施工对既有桥梁的影响)。4)对要求加固的桥墩，钻孔施工加固桩。5)既有桥墩桩基加固施工：a.钢管混凝土桩施工。在钢管中预埋2根二次注浆管，φ32壁厚3 mm,其中第一根管在承台混凝土形成强度后对桩底进行预注水泥浆;第二根预埋管作为信息化施工需要，留待后期跟踪注浆使用，是否注浆应视桥墩的变形监测情况而定；为了保证钢管桩与承台之间紧密连接需在钢管桩顶部焊接直径20的HRB400钢筋嵌入承台250 mm，并焊接锚固钢筋，锚固钢筋长度不小于1 m，钢筋与钢管的角焊缝hf=d/2。b.承台基坑开挖支护。基坑开挖坡面支护，天仁路以南桩基加固基坑开挖采用放坡开挖，根据揭露边坡情况辅助砂浆临时喷护护坡；其余部位桩基加固基坑根据现场实际情况，采用放坡开挖支护方式，放坡开挖每边预留0.5 m的操作空间。控制最小坡比1∶0.5，在开挖中遇土体松散，可放大坡比，开挖机械采用液压反铲(斗容量为0.3 m3～1.0 m3)，装车采用装载机(斗容量1.5 m3～3.0 m3)装自卸汽车，水平运输采用自卸汽车(斗容量15 m3～20 m3)运至弃渣场。c.既有公路桥墩柱、基础在承台范围内设置企口，其余接缝面凿毛处理，并植筋；承台普通钢筋布置，墩柱植筋与承台钢筋相接。新设承台与既有桥墩连接：钢筋埋深12 cm，外露部分加弯钩；先凿出企口，清洗干净后植筋，废弃植筋孔应立即采用植筋胶封堵密实；基础钻孔时每次最多只能钻一个孔眼，应在基础对应两侧不同高度的两个位置钻孔施工，高差应小于10 cm，严禁在基础同侧同时或连续钻孔施工，严禁相邻或相对孔眼同时钻孔，钻孔不得破坏被托换基础的核心混凝土，钻孔后应立即植筋。d.连接处混凝土表面涂界面剂，喷涂5 mm厚环氧砂浆，之后半小时内立即灌注承台混凝土。6)承台顶覆土，对既有桥状况进行核查。7)施工车站基坑内支撑。8)车站明挖结构开挖及回筑施工，期间内加强对既有桥墩的变形监测。9)施工完成半年后对既有桥状况进行核查，对基坑开挖施工对桥梁的影响情况进行确认。

2.3 桩基加固技术要求

1)本次既有桥墩桩基加固结构设计根据所能收集到的公路桥结构竣工图确定，因此施工前需对所有相关构筑物控制点进行实测，以做到万无一失。施工前应做好施工组织详细实施方案，对在施工过程中可能出现的情况进行充分的分析，并对应制定应急措施预案及相关资料。2)所有钢筋的加工、安装和质量验收均应按照国家有关的规范、规程进行。凡因施工需要而断开的钢筋再次进行连接时，必须进行焊接并符合施工技术规范的有关规定。3)考虑到浇筑、振捣混凝土的需要，可对钢筋间距做适当调整。4)加固连接点处的混凝土齿槽(植筋面凹凸槽)在刷涂粘结材料、浇筑混凝土前不能有疏松混凝土、浮土等。5)粘结材料需要进行现场测试，节点施工工序的选择需要考虑到粘结材料凝固时间的影响。6)钢筋植筋钻孔时应避开既有桥墩内的钢筋。7)土方开挖必须配合基坑支护施工，土方回填应满足公路规范及道路管理部门的要求。8)承台基坑开挖前应确保开挖范围内无地下管线及地下构筑物后方可施工，开挖过程中做好地下管线的保护。9)合理制定土方开挖方案，规划出合理的挖掘机开挖路线，开挖过程中，严禁挖掘机损坏其他结构。10)基坑应加强排水措施，周边应做好排、截水沟，避免水流入基坑内。11)在结构施工前应准确查明基承台基坑开挖影响范围内的地下管线的位置、埋深、管线材质、基础形式，并会同业主、监理、设计等相关单位及管线权属部门共同协调、研究其改迁、加固、悬吊保护方案，确保管线的安全与正常使用。12)施工过程中，应定期、及时将各项监测数据以及现场实际情况反馈给设计。

3 桥墩沉降分析

如图1所示，通过对3个测点处桩基础的沉降监测可知，沉降曲线呈先增大后衰减最后趋于稳定的趋势，3个测点的基本趋势一致，JZ5-1测点的最大沉降量约为6.1 mm。满足设计和规范对沉降控制标准值10 mm，表明本文提出的加固方案切实有效，能够满足工程需要，使其正常运营。

4 结语

随着城市轨道交通建设事业的发展，其在大中型城市交通运输服务中所起的作用效果愈加不可替代。由于地铁线路的通常设置在现有道路干线下的空间，但实际上总会遇到整个隧道或部分隧道要从现有建筑物下面或附近通过，对于需要保护的地面构筑物、建筑物，必须进行基础加固处理。钢管桩条形承台加固技术既有效又复杂，工程具有较大的风险性，必须精心设计、精心施工， 对桩基加固过程中遇到的一系列技术难题进行合理解决。本文介绍的成都轨道交通18号线火车南站临近既有桥梁桩墩式基础加固处理工艺已经形成电建集团级工法。