廣東地鐵隧道下穿建筑物樁基托換施工技術(shù)

淺談某軌道交通工程建筑物樁基托換技術(shù)xx摘要：隨著我國(guó)城市地鐵的大量興建，盡量減少地下建筑對(duì)既有建筑的影響已成為一個(gè)引人關(guān)注的新課題。本文對(duì)樁基托換技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并以xx某軌道交通盾構(gòu)區(qū)間工程建筑物樁基托換為例，對(duì)樁基托換設(shè)計(jì)、施工工藝、樁基托換關(guān)鍵工作等作了介紹，供復(fù)雜施工環(huán)境下的既有建筑物樁基托換施工作參考。關(guān)鍵詞：地鐵施工、建筑物、樁基托換、植筋A(yù)bstract:alongwiththeurbansubwayconstructionofalarge,undergroundbuildingtotrytoreducetheinfluenceofoldbuildingshasbecomeacompellingnewtopic.Inthispaper,thepilefoundationunderpinningtechnologyarebrieflyintroduced,andarailtrafficinguangzhoushieldintervalengineeringbuildingpilefoundationunderpinningasanexample,thepilefoundationunderpinningdesign,constructiontechnology,pilefoundationunderpinningthekeyworkisintroduced,complexconstructionenvironmentforbothbuildingpilefoundationunderpinningconstructionforreference.Keywords:thesubwayconstruction,building,pilefoundationunderpinning,plantsteel樁基托換技術(shù)是樁基加固的一種，一般用于建（構(gòu)）筑物地下基礎(chǔ)改造工程，具有涉及專業(yè)類別多、科技含量高、環(huán)境安全保護(hù)問(wèn)題突出的特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著城市地鐵的大量施工，常應(yīng)用于城市內(nèi)隧道施工前建（構(gòu)）筑物預(yù)加固處理。本文結(jié)合工程實(shí)例介紹了樁基托換技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。實(shí)踐證明，樁基托換技術(shù)在建筑物加固中的應(yīng)用效果良好，具有很好的推廣價(jià)值。1樁基托換技術(shù)簡(jiǎn)介樁基托換技術(shù)一般用于建筑物地下基礎(chǔ)改造，是進(jìn)行地基處理和加固的一種方式。它主要解決既有建筑物的地基加固、既有建筑物基礎(chǔ)下需要修建地下工程及新建建筑工程影響到既有建筑物安全時(shí)需要處理等問(wèn)題。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)運(yùn)用狀況及其核心技術(shù)機(jī)理的不同，樁基托換技術(shù)主要分為主動(dòng)托換和被動(dòng)托換兩種。主動(dòng)托換是原樁在卸載之前對(duì)新樁和托樁結(jié)構(gòu)施加荷載，以部分消除托換體系長(zhǎng)期變形的時(shí)隨效應(yīng)，并在上部的荷載轉(zhuǎn)換過(guò)程中，對(duì)托換結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)的變形運(yùn)用頂升裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控，一般用于托換荷載大或結(jié)構(gòu)變形要求高的托換工程，相對(duì)可靠性高。被動(dòng)托換是在原樁切樁的過(guò)程中將荷載傳遞到新的受力體系上，一般用于托換荷載較小的托換工程，相對(duì)可靠性較低。2工程概況xx軌道交通某盾構(gòu)區(qū)間工程全長(zhǎng)3564.21單延米，當(dāng)機(jī)頭里程為ZCK12+453.800時(shí)，盾構(gòu)機(jī)到達(dá)建筑物下方，根據(jù)該樓竣工圖紙資料顯示，建筑物為8層鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)為樁徑0.8m、1m的沖孔樁（部分為鉆孔樁），設(shè)計(jì)樁底深度為23.1米～25.3米，而該處隧道頂板埋深為22.3米，故該建筑物有13根樁直接侵入盾構(gòu)掘進(jìn)區(qū)域，7根樁處于隧道外1m影響線內(nèi)或?qū)儆陔p樁承臺(tái)而受到盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)間接影響，即有20根樁需進(jìn)行托換和加固處理。（見(jiàn)圖1）根據(jù)前期建筑物調(diào)查及專項(xiàng)地質(zhì)補(bǔ)勘等相關(guān)資料，經(jīng)設(shè)計(jì)院及地鐵建總等相關(guān)技術(shù)部門論證，盾構(gòu)隧道頂部上方存在較厚的強(qiáng)、中風(fēng)化巖層，盾構(gòu)通過(guò)后原樁的剩余承載力仍較大，故可采取擴(kuò)大承臺(tái)＋鋼管樁托換方案來(lái)承擔(dān)部分上部荷載；原樁承臺(tái)布置不規(guī)則且距離較近，故擴(kuò)大承臺(tái)后就連在一起成為筏板，可以加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和協(xié)調(diào)變形。建筑物B138A124建筑物B138A124圖1盾構(gòu)隧道與建筑物平面關(guān)系3樁基托換設(shè)計(jì)3.1施工基槽設(shè)計(jì)樁基托換施工基槽的開挖深度約3.4m，采用單排￠600@400單管旋噴樁+100厚￠8@200×200鋼筋網(wǎng)C20噴射混凝土+三排￠42鋼花管土釘來(lái)支護(hù)，其中旋噴樁樁長(zhǎng)8m，樁內(nèi)插入一根A42鋼管來(lái)加強(qiáng)支護(hù)。鋼花管土釘長(zhǎng)為7m，打設(shè)傾角為15°，間距為水平1.2m，豎直1.0m。3.2托換樁設(shè)計(jì)新增的托換樁采用￠300mm的鋼管樁，樁底端進(jìn)入<7>地層不小于1.5m，但至隧道頂上方應(yīng)大于3m，樁長(zhǎng)約14m，單樁承載力特征值為250kN。樁身灌注C30細(xì)石混凝土，鋼管采用￠219×6.5mm鋼管，樁身每隔0.5m均勻開設(shè)3個(gè)￠30的小孔，下部1m樁身均勻開2排3列40×200mm的矩形孔，注漿管采用￠32mm無(wú)縫鐵管。3.3筏板設(shè)計(jì)加強(qiáng)整體性的筏板平面上為矩形，大小為24.53m×12.38m，厚度為0.8m。筏板每隔1.5m間距按正方形平面預(yù)埋可重復(fù)注漿管，筏板施工完后應(yīng)進(jìn)行一次充分注漿，當(dāng)盾構(gòu)穿過(guò)時(shí)，引起柱下沉超過(guò)7mm時(shí)，應(yīng)用1：1水泥漿壓漿，以控制筏板下沉。3.4切樁設(shè)計(jì)盾構(gòu)隧道通過(guò)前，地面預(yù)注漿加固，盾構(gòu)隧道通過(guò)時(shí)，開倉(cāng)破除被托換樁身的鋼筋及混凝土。4樁基托換施工工藝樁基托換施工主要包括施工前準(zhǔn)備、基槽支護(hù)及開挖、鋼管樁施工、筏板施工、基槽回填、監(jiān)測(cè)等。圖2樁基托換施工流程圖4.1施工前準(zhǔn)備首先需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放線、定位、探槽工作，以確定既有樁基平面、空間關(guān)系，檢查加固平面尺寸是否合適，核算樁頂標(biāo)高；探明施工場(chǎng)地范圍內(nèi)管線（化糞池）等分布情況，進(jìn)行管線（化糞池）改遷。4.2基槽支護(hù)及開挖基槽支護(hù)先進(jìn)行旋噴樁施工，要求水泥漿液壓力大于20Mpa，流量80～120L/m，水灰比為1.0～1.5.基坑開挖采用人工分層開挖形式，第一層開挖深度1米，開挖完成后及時(shí)施工土釘和掛網(wǎng)噴錨，第二層土方開挖深度1.8米，開挖完成后及時(shí)施工土釘和掛網(wǎng)噴錨，第三層土方開挖深度3.3米，開挖完成后及時(shí)施工土釘和掛網(wǎng)噴錨。圖3基槽開挖剖面圖4.3鋼管樁施工樁機(jī)安排就位后，挖埋護(hù)筒同時(shí)制備泥漿，開始鉆孔。鉆孔完成后，吊裝鋼管，填灌碎石然后注漿，當(dāng)漿液泛出孔口時(shí)方可結(jié)束注漿，插入樁頂插筋。圖4鋼管樁平面布置圖4.4筏板施工在基槽底部施做墊層，原樁周圍鑿毛，露出新鮮混凝土，采用植入技術(shù)將短鋼筋植入原承臺(tái)和樁基中，綁扎筏板鋼筋，并將短鋼筋、鋼管樁頂插筋分別與筏板鋼筋連成一體。鋼筋安裝好后，放出袖閥管注漿點(diǎn)位，預(yù)埋套管，灌注C30商品混凝土。圖5筏板施工剖面圖4.5基槽回填在筏板和袖閥管施工完成后，開始土方的回填恢復(fù)工作，回填采取分層回填夯實(shí)方式，回填到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，等盾構(gòu)隧道施工通過(guò)房屋后，再按首層原間隔及樣式恢復(fù)管線、地臺(tái)和墻體、樓體。4.6監(jiān)測(cè)在托換施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地表下沉及建筑物變形的監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和信息反饋，掌握托換施工造成建筑物變形的情況，及時(shí)修正設(shè)計(jì)參數(shù)以指導(dǎo)施工，對(duì)托換施工過(guò)程進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)和控制，優(yōu)化施工工序。5托換施工的關(guān)鍵工作5.1基槽支護(hù)及開挖由于樁基托換是在既有建筑物上施工，因此基槽能否安全開挖是整個(gè)工程能否順利實(shí)施的關(guān)鍵。基槽開挖前，應(yīng)預(yù)計(jì)事故發(fā)生的可能性，作好基坑搶險(xiǎn)加固的準(zhǔn)備工作。當(dāng)基坑止水帷幕漏水、流土，坑內(nèi)降水及開挖使坑外地面或道路下沉?xí)r，應(yīng)立即停止坑內(nèi)降水和挖土，并立即用粘土、水泥漿液或其它化學(xué)漿液等處理止水帷幕的滲漏，必要時(shí)重新補(bǔ)做止水帷幕。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過(guò)大，明顯傾斜時(shí)，可在坑底與坑壁之間加設(shè)斜撐。當(dāng)坑邊土體嚴(yán)重變形，且變形還持續(xù)增加有滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)視為基坑整體滑動(dòng)失穩(wěn)產(chǎn)前兆，應(yīng)立即采用砂包或其它材料回填，反壓坑腳，待基坑穩(wěn)定后再作妥善處理。5.2原承臺(tái)和樁基植筋植筋技術(shù)是利用黏著和鎖鍵原理產(chǎn)生固結(jié)力，從而使鋼筋和混凝土之間產(chǎn)生有效、足夠強(qiáng)度的粘結(jié)力，達(dá)到如同預(yù)埋鋼筋的效果。在托換過(guò)程中，原承臺(tái)與筏板能否有效連接是受力體系能否有效轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。因此，除對(duì)連接面進(jìn)行鑿毛處理和涂刷界面劑外，還應(yīng)采取植筋處理方案。本植筋采用￠25mm鋼筋，長(zhǎng)400mm，水平和豎向間距為300mm，錨入原承臺(tái)內(nèi)200mm。5.3監(jiān)測(cè)1）托換施工期間，必須對(duì)房屋基礎(chǔ)沉降、結(jié)構(gòu)變形和裂縫開展等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并制定專門的監(jiān)測(cè)措施。要求對(duì)樓房所有柱進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，對(duì)樓房分別在縱橫軸兩個(gè)方向上監(jiān)測(cè)傾斜度。2）盾構(gòu)機(jī)到達(dá)建筑物下部至通過(guò)后兩個(gè)星期，需對(duì)地表沉降、建筑物傾斜、不均勻沉降和裂縫開展情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。6施工注意事項(xiàng)1）在施工前應(yīng)對(duì)被托換的樁基進(jìn)行坐標(biāo)、高程的測(cè)量，并與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)差異較大時(shí)，應(yīng)立即通知設(shè)計(jì)、業(yè)主等有關(guān)部門。2）在施工前應(yīng)進(jìn)行建（構(gòu)）筑物的鑒定，對(duì)既有裂縫等情況進(jìn)行記錄。3）對(duì)各種地下管線，如水管、煤氣、電纜等，要加強(qiáng)保護(hù)和監(jiān)測(cè)，影響施工的要同有關(guān)部門協(xié)調(diào)進(jìn)行處理。4）新舊混凝土結(jié)合要牢固。具體措施如下：=1\*GB3①為了讓新舊結(jié)構(gòu)共同協(xié)調(diào)作用，將舊混凝土表面鑿毛，深度宜為10~20mm；=2\*GB3②鑿毛后用水清洗干凈，并充分濕潤(rùn)，保證澆搗混凝土?xí)r界面是濕潤(rùn)的；=3\*GB3③鑿毛時(shí)若發(fā)現(xiàn)裂縫等異常情況，應(yīng)立即采取臨時(shí)安全加固措施，并告知設(shè)計(jì)人員；=4\*GB3④在新結(jié)構(gòu)混凝土澆注前4h內(nèi)刷界面處理劑。7結(jié)語(yǔ)由于在城市內(nèi)進(jìn)行地下隧道施工，難免會(huì)下穿建筑物、構(gòu)筑物等既有建筑，通過(guò)托換施工，能夠保證隧道在下穿建筑物過(guò)程中的安全。通過(guò)實(shí)例證明，根據(jù)工程所處的地理環(huán)境和工程地質(zhì)情況，制定切實(shí)可行的施工方案和相關(guān)措施，才能夠保證工程順利進(jìn)行。參考文獻(xiàn):[1]xxx,xxx.樁基托換技術(shù)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1991.[2]地基處理手冊(cè)編寫委員會(huì).地基處理手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1988.[3]xxx.樁基加固及