地鐵樁基托換施工技術措施分析

薛守文（八冶建設集團有限公司，甘肅 金昌 737100）

地鐵樁基托換施工技術措施分析

薛守文（八冶建設集團有限公司，甘肅 金昌 737100）

隨著我國城市化進展腳步加快，城市的交通負荷日益增大，為了應對這個困擾我們的難題，國內的主要城市紛紛加入了對地鐵交通的建設隊伍中。城市地鐵軌道的修建基本都在地下開展，因此，在地鐵的修建過程中，都無法避開城市原有的建筑物，地鐵樁基托換技術應運而生，并得到了廣泛的推廣。本文從理論上分析了地鐵樁基托換的施工技術措施，將理論與實際工程案例結合并進行探討。

地鐵交通；樁基托換；施工技術

1 樁基托換概述

1.1 主動托換技術

為了消除被托換樁長期變形所引起的時空效應，地鐵樁基主動托換技術將新樁和托換樁施加荷載的工序安排于原樁卸載之前，最大程度利用頂升設備，對上部的荷載及形變進行有效的調整控制。當工程中遇到建筑物的托換荷載大，變形控制要求高時，通常可以利用主動變形調整的方式將變形有效控制，也就是在被托換樁轉移前，同時將一定的荷載施加于原樁以及托換結構，被托換樁借助上頂力的作用，和托換梁一起被升起，當被托換樁被截除之后，建筑物的荷載將會一次性轉移于托換梁，最后建筑物會形成較大的的沉降。與此同時，過程中通過提前施加荷載，可有效的避免新樁和托換體系發生的形變，從而控制托換后樁和結構的形變。因此，主動性是主動托換施工技術的主要特征[1]。

1.2 被動托換技術

工程中，被動托換施工技術指的是在原樁的卸載過程中，建筑物的荷載經被托換樁體被動地傳遞到新樁，而在托換后無法對上部結構的變形進行調控。基于工程經驗，被動托換技術往往被用于建筑物荷載較小的工程，相比主動托換技術，被動托換技術可靠性較低。建筑物的托換荷載較小以及變形控制要求較低時，可憑借托換樁的截面剛度，在托換樁被移除之后，建筑物的荷載直接依靠托換梁轉移到新樁體，而不憑借其余調整樁體變形的方式。樁以及結構的形變無法在托換后被調整，建筑物自身荷載所引起的沉降取決于托換結構屈服變形的能力，被動適應為該變形控制的主要特點。

2 樁基托換施工技術

2.1 工程的概述

該工程屬于某城市地鐵建設項目，處于線路兩點之間（A點和C點）的某一段需要在C橋左側引橋下方穿過，這影響到B橋引橋的橋臺以及橋墩，而兩邊的橋的托換結構均屬于連續型3跨梁結構。因此，樁承臺周邊梁式的混凝土鋼筋轉換層與盾構外部的沖孔灌注樁組合成托換結構體，并對承臺托換梁施加包裹，制成托柱，當托換樁的力學強度到達要求強度值后，接著將之前的承臺底的樁基斷離，在樁基托換下將建筑物上端荷載完全轉移到托換樁。

2.2 樁基托換的方式

在樁基托換的施工過程中，其核心技術手段是原樁結構和托換樁之間建筑物荷載的穩定交換傳遞，主要的要求是在樁體結構轉換后，控制托換樁結構體的形變大小在制定的區間內。正因如此，地鐵樁基托換施工工程具有工程技術含量高、施工風險大、涉及專業領域廣等特點。該工程的樁基托換所使用的類型為主動托換體系，以沖孔式的灌注樁作為托換樁，樁帽和梁澆筑強度為C50混凝土，而在銜接處使用強度為C50的膨脹混凝土，最后構成大體積的鋼筋混凝土結構。

2.3 樁基托換技術施工工藝

2.3.1 托換樁和托換樁帽使用

C橋的結構基礎是雙排準1200mm樁，數量為12根。實際能影響到AC段路線隧道的是中間的樁基，數量為4根，原有橋墩的基礎設計為準1200mm樁，實際影響AC段路線間隧道的各有4根樁基，總計需要樁基托換的樁數量為16根。在樁基托換過程中的換樁均按嵌巖樁來進行設計，樁基長的影響因素為樁頂所承受的荷載力以及左線盾構的底板，樁基埋入微風化巖層內的深度需大于1.5m，同時，樁底的標高需要低于左線盾構的底板的1.5m。使用強度為C35的水下混凝土，以灌注方式形成托換樁基。

2.3.2 托換梁的使用

C橋橋臺都按照加大原承臺截面法采用加大原承臺截面，一般使用井型托換梁進行橋墩樁基的托換，托換主梁的截面大小為2.5m×2.5m。若按照兩端簡支進行設計，2.5m×2.0m的尺寸應為托換次梁的截面大小。而在兩端固結設計下，墩柱底承載力大，但同時也加大了托換梁的跨度，所以適合應用主動托換方式進行樁基托換。

2.3.3 原橋墩以及承臺與托換梁的銜接

原橋墩以及承臺與托換梁的銜接是樁基托換工程的重要環節，通過處理截面和咬合，然后與植筋進行連接，在允許區間內的梁高下，將原樁表面進行毛躁處理，開鑿出深為200mm×25mm的啟口,并對其界面加以認真處理，再將鋼筋與樁之間的空隙進行填充。

2.3.4 頂升的施工

在頂升施工時，托換大梁的兩端可以通過油路進行并聯，并且將自鎖單向閥安裝于各油路，使得這些自鎖千斤頂僅僅由一臺油泵就可以被良好的操控，一般由兩個小組負責操控。當每個步驟被確定正常合理之后，需對頂升的每一級加載，單級加載時長約為10min，需要安排專人整體指揮每個小組的各項操作。需要指出的是，在頂升環節，頂升力以及托換梁兩側的位移需要被嚴格控制，這是頂升施工的關鍵[2]。

2.3.5 連接體的施工

在頂升施工完成之后，千斤頂的移出需要在確定鋼支撐等裝置被確認安全下才能進行，施工的具體操作有以下幾點:

1）樁帽和托換梁的底部需要進行充分的毛糙處理，從而確保托換梁、樁帽頂面與混凝土之間的穩固連接。

2）杜絕使用生銹的鋼筋，并且對鋼筋表面進行必要的清潔處理，保證鋼筋界面結合能力。

3）施工時，原則上采用由內到外的施工步驟。

4）托換梁與模板需要進行連接，并且在外圍施加鋼箍，使其充分固定。同時，為了方便對混凝土澆筑后的振搗以及觀察，可以在木質模板上預留多個孔洞。

5）待混凝土達到七天齡期之后，可在其上方周圍鑿出V型槽，再將注漿咀體以及樹脂注入。

3 結 語

地鐵樁基托換技術作為一種先進的施工技術，有效解決了城市地鐵軌道工程施工過程中的難題。伴隨著我國城市化的快速推進，以及日益擁堵的地面交通系統，地鐵工程儼然已成為減緩城市交通壓力的不二選擇，也已經被越來越多的城市廣泛應用。然而，在修建地鐵工程時，難免會發生穿過原有的建筑物的情況，給施工帶來技術挑戰，而本文的地鐵樁基托換技術不僅符合地鐵工程施工的要求，而且不影響原有建筑的正常使用，這確保了地鐵工程施工的有序進行，為縮短施工期以及提高施工質量打下基礎。

[1]李偉杰.隧道襯砌結構托換樁基拙施工技術[J].理論前沿,2014,09:343-344

[2]毛學鋒，許智焰，胡京濤. 深圳地鐵3號線廣深鐵路橋梁樁基托換設計[J].鐵道工程學報，2012,3 (2):91-95.

[3]崔江余，藍戊已，吳如軍，等. 建筑物托換技術[M].北京:中國建筑工業出版社，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文獻辨識碼：B

：1003-8965(2017)02-0105-02