深圳福田站樁基托換施工技術(shù)

改造者：王占軍

深圳福田站樁基托換施工技術(shù)

改造者：王占軍

工程背景

本工程位于深圳市福田中心區(qū)段，因廣深港客運專線需要下穿濱河益田立交橋（益田路上跨，濱河路下穿）以及益田路人行天橋，需對橋梁進(jìn)行樁基托換施工，消除客運專線隧道下穿過程中的安全隱患。

濱河益田立交共有2座橋，分別為1號橋和2號橋。

1號橋為主線橋，共1聯(lián)，橋跨布置為（28+2*35+28）m，橋面寬32.25m，設(shè)雙向六車道；橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，單箱五室截面，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺和橋墩樁徑分別為1.2m和1.5m，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化或弱風(fēng)化花崗巖層。

2號橋為上跨主線的匝道橋，共三聯(lián)，橋跨布置為2*30m+3*30m～（27.435+2*35+28）m，橋面寬10m，設(shè)單向一車道；橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，單箱單室截面，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.2m，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化或弱風(fēng)化花崗巖層。

益田路人行天橋東西向跨越益田路，共一聯(lián)，橋跨布置為（26+25+15.4+15.4）m；上部結(jié)構(gòu)采用等截面連續(xù)鋼箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁，樁徑為0.8m，樁端持力層為弱風(fēng)化花崗巖層。

總體思路

上部結(jié)構(gòu)對新舊樁的不均勻沉降的適應(yīng)力是相當(dāng)有限的，舊樁的沉降變形應(yīng)在沒有新的影響因素情況下，認(rèn)為已基本穩(wěn)定，而新的托換樁在受荷后必然產(chǎn)生沉降變形，所以如何控制托換結(jié)構(gòu)的沉降變形是樁基托換的一個核心問題。

圖1　千斤頂頂升操作

本工程樁基托換的形式為主動托換。需主動托換部分托換鑿除的施工思路：是在盾構(gòu)影響范圍內(nèi)考慮原樁失效，設(shè)置托換梁及托換樁承受上部建筑荷載，以滿足盾構(gòu)通過要求。本工程主要施工內(nèi)容為四個樁基的主動托換。

施工工序流程

托換施工是本項目的重大風(fēng)險源之一，為切實做好樁基托換各項施工組織，安全、高質(zhì)完成施工任務(wù)，必須嚴(yán)格把控每個施工環(huán)節(jié)，確保樁基托換安全順利完成。主要施工工序流程為：施作托換承臺→頂升托換、監(jiān)測→破除侵入隧道舊樁→基坑回填與路面恢復(fù)

樁基托換預(yù)頂

本工程在托換施工時采取一次預(yù)頂，控制變形和沉降，確保安全。頂升值：宜取各頂升端支座反力的1.1倍。

預(yù)頂目的

①完成托換樁的下沉及變形；

②檢驗托換梁、托換樁以及構(gòu)件新舊連接處是否滿足設(shè)計承載力要求；

③檢驗頂升設(shè)備（千斤頂、安全自鎖裝置等）及整個監(jiān)測系統(tǒng)是否正常。

預(yù)頂操作說明

（1）選用校檢系數(shù)相接近的千斤頂，托換梁頂升端千斤頂利用油路并聯(lián)，各油路安裝單向閥自鎖裝置，每臺油泵控制一個頂升端的所有千斤頂，分小組進(jìn)行操作，統(tǒng)一指揮；

（2）采取分級加載原則，初級加載值取加載上限值的30％，之后每級荷載增量為千斤頂加載上限制的10％、5％、2％....根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，調(diào)整每級加載值；

（3）每級加載需保持10min，等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后方可加次級荷載；

（4）通過嚴(yán)密的監(jiān)控系統(tǒng)，分析反饋來的信息，根據(jù)信息控制油泵的工作系統(tǒng)，調(diào)節(jié)托換梁梁端頂升力，使其達(dá)到平衡；

（5）在加載過程中，采用裂縫觀測儀嚴(yán)格監(jiān)測托換梁裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展；采用電子位移計監(jiān)測托換梁撓度和既有橋墩豎向位移；采用傾角儀對既有橋墩、托換梁變形進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)最大變形或位移大于設(shè)計要求限值時，應(yīng)停止加載，通知設(shè)計進(jìn)行分析處理；

（6）為保證頂升過程安全，鋼支撐打鋼鍥塊同步升降；

（7）頂升過程中發(fā)現(xiàn)墩柱有上抬趨勢，即當(dāng)托換梁頂升端不產(chǎn)生位移時，為頂升臨界點應(yīng)停止頂升，預(yù)頂完成。

圖2　托換千斤頂、鋼支撐及連接部位結(jié)構(gòu)圖示

托換監(jiān)測

（1）整個施工過程中所使用的電子位移計測量精度為0.01mm，傾角儀精度為2s；

（2）均經(jīng)專業(yè)質(zhì)檢部門標(biāo)定后使用；

（3）采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和分析技術(shù)；

（4）位移計監(jiān)測系統(tǒng)是由多個位移計一個機(jī)箱組成，可以同時在顯示屏看到不同部位的變形情況，便于施工操作，通過完善、先進(jìn)、可靠的監(jiān)控系統(tǒng)，對被托換橋墩、托換體系構(gòu)件（托換梁、托換樁）變形做到嚴(yán)密監(jiān)測，在監(jiān)測信息的反饋指導(dǎo)下，安全有效地完成這一項施工過程。

新建托換樁與托換梁連接

在完成侵入隧道舊樁基破除，并在托換梁的頂升后，進(jìn)行新建托換樁與托換梁間的連接。

連接部位施工前，須確定托換梁及樁基已完成受力轉(zhuǎn)換。托換連接采用高一等級微膨脹C40混凝土，連接部位鋼筋、模板、混凝土澆筑需嚴(yán)格按規(guī)范及質(zhì)量要求進(jìn)行控制，確保施工質(zhì)量。

待連接部位混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，逐漸將千斤頂回油，逐一拆除，鋼支撐可拆可不拆。

施工工藝流程

頂升千斤頂鎖定→確定無誤→鋼支撐上打鋼鍥塊、焊勞→接駁鋼筋及、預(yù)頂千斤頂、固定鋼支撐、清理雜物→支模→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆除千斤頂。

連接施工注意事項

（1）必須確保連接部位無雜物，鋼筋連接無損壞，施工對鋼支撐及千斤頂無影響后方可進(jìn)行混凝土澆筑施工。

（2）對托換承臺頂面及托換梁底面實施鑿毛、清洗處理，確保與連接體混凝土的可靠結(jié)合。

（3）對明顯有銹斑的鋼筋進(jìn)行除銹處理，同時清除連接鋼筋上的油漬、雜物等。

（4）連接體預(yù)埋鋼筋采用冷擠壓套筒連接法或綁條焊接法連接，主筋外增設(shè)鋼筋網(wǎng)，從內(nèi)至外依次施工。

（5）對托換梁、新樁連接體的模板木質(zhì)定型弧形模板，外加鋼箍固定，在模板上部預(yù)留約4 個20cm 見方的孔洞用于混凝土澆筑觀察及振搗，利用托換梁中預(yù)留的3 根直徑168mm鋼管孔道澆搗混凝土，直至澆滿并振搗密實。

結(jié)束語

樁基托換施工監(jiān)測對保證施工安全和質(zhì)量尤為重要。在托換或頂升過程中對托換梁上部原樁的位移、沉降和托換新樁的沉降情況、托換梁的變形進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測。施工監(jiān)測主要部位為挖孔樁、托換梁、樁基頂升托換等。樁基托換施工監(jiān)測則需要專項監(jiān)測，需要有第三方進(jìn)行平行監(jiān)測，對采集數(shù)據(jù)過程、結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督，要進(jìn)行信息化施工。為了確保托換過程中上部結(jié)構(gòu)的正常安全使用，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)必須根據(jù)每個施工步驟可能對結(jié)構(gòu)造成的影響進(jìn)行布置。采用信息化施工技術(shù)，以信息指導(dǎo)施工，托換過程中對每個環(huán)節(jié)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，發(fā)現(xiàn)問題及時提出，并對有關(guān)托換頂升參數(shù)進(jìn)行修正。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.09.037本文結(jié)合工程實例，對盾構(gòu)施工過程中的樁基主動托換技術(shù)進(jìn)行了探討，可供類似工程參考。