套管法拔桩施工对邻近箱涵的影响分析.doc

套管法拔桩施工对邻近箱涵的影响分析摘要在地铁施工中难免遇到侵入开挖限界的桩基础,一般的处理 方法 多是对其进行拔除,但在施工过程中必须将对周围管线和建筑的 影响 降低到最低限度。结合上海软土地层中的一个拔桩工程实例,通过实测数据 分析 后认为,采用套管法拔桩对邻近箱涵的沉降影响在允许范围之内。其经验可供类似工程借鉴。关键词地铁施工,拔桩,箱涵沉降城市地铁选线的一个重要原则就是其走向尽量沿城市主干道,以避开高层建筑的桩基。但由于城内建筑物林立、河道纵横、主干道上桥梁众多,在地铁隧道盾构推进施工中,难免遇到中高层建筑、防汛墙和桥梁的桩基侵入隧道开挖限界的情况。为使盾构顺利推进.就需要将这些侵入限界的桩拔除1。 拔桩施工最重要的是破除桩周的摩阻力,主要为切断桩基与外界土体的联系,减少拔桩力。此施工多采用套管法。一般套管打设主要采用钻进套取法和冲击成孔法。对于上海所特有的淤泥质地层,多采用振动锤进行冲击成孔,破除桩基周围土体的包裹,随后采用油压千斤顶将桩体在预定位置拔断。 在桩体拔出过程中,难免对于周边的土体产生扰动,甚至会威胁到一些重要建筑物的安全。由于原桩基施工质量存在着差异,因此拔桩施工存在着相当大的不确定性。必须加强施工中对周围环境的监测,并根据监测结果调整施工参数,保证周边结构物的安全。 本文主要介绍拔出护管桥桩基的一个工程实例。施工过程中对邻近桩基的一重要箱涵原水管渠进行了监测,通过监测数据分析了拔桩过程对箱涵的影响。1 工程概况 上海轨道 交通 线6号线双圆盾构某区间隧道,在两条城市主干道交叉口的一个重要箱涵下方穿越1。此箱涵为宽9.6m、高3.14m的3孔无压过水箱涵,每25m设一个伸缩缝。为保护此箱涵安全,原主干道上已构筑了护管桥(见图1)。护管桥基础为两排800mm的钻孔灌注桩,桩深36m,两排桥桩与隧道轴线夹角为83。盾构穿越断面每排各有5根灌注桩侵入隧道限界。为此在盾构掘进前需对10根桥桩进行拔除施工,以确保盾构施工的正常进行。桩体边线距离箱涵边线为5.065m,10根待拔桩的具体位置及编号参见 文献 1的图1。上海软土地层中的拔桩施工应极其小心,若稍有不慎,很容易引起塌孔,将直接导致周围管线大幅度沉降。2 拔桩施工过程 护管桥的800mm钻孔灌注桩长36m,桩上部14m主筋为820mm+816mm,桩中部10m主筋为816mm,底部约1/3桩长范围没有配筋。综合以上桩体情况、隧道和箱涵的埋深,考虑仅破除地面至隧道下方2m范围内的钻孔灌注桩桩体。 计算 表明,桩体自重力约为450kN,整个桩侧摩阻力约为2714kN;因此确定桩上拔力约为3164kN。采用2台2000kN的千斤顶将桩进行拔断。 剩余部分桩的摩阻力约为1582kN;变截面处桩的抗拉强度为997.2kN。可以看出剩余部分桩的摩阻力大于桩本身能够承受的拉力,因此在钢筋用量变换的部位桩很易拔断,剩余的桩采用人工凿除到盾构底部2m的位置。 考虑到拔桩施工中极易出现坍孔现象,故选用1.2m的钢套管进行护壁。钢套管打入到桩截断位置下方4m左右,为此选用长度为22m的钢套管。 拔桩的主要施工步骤如下:采用150t吊车和120kW振动锤打下钢套管;钢套管下沉到位之后,用高压水破坏管内土体,使桩周边土体形成泥水后溢出,土体清理干净后抽干钢套管内的泥水;在套管内插入注浆管注浆加固管底土体,确保管底稳定;凿出灌注桩桩顶主筋,焊接反力架;利用2台2000kN千斤顶进行强制拔桩,一旦灌注桩体在千斤顶作用下出现完全断裂,则改用吊车吊除;将钢套管内的泥浆和水吸出,将搅拌均匀的水泥、粉煤灰等填充材料填入钢套管内;填充结束后,采用吊车配备振动锤拔除钢套管。3 对箱涵的保护措施及 影响 分析 根据相关的会议及管理规范,本箱涵的沉降报警值定为绝对沉降5mm,伸缩缝间相对沉降为2.5mm。拔桩施工过程中极易引起对周围土体的扰动,对箱涵的保护任务非常艰巨。为此,在施工前必须制定完善的相关措施,具体如下:钢套管必须保证通长一次打入,不能中间停顿,套管侧壁涂抹润滑油;高压水枪清理桩侧土时必须干净彻底;桩底必须严密注浆,增加局部的摩擦力,若遇中间断桩情况则采用人工 方法 全部凿除。 拔桩施工先从箱涵西侧开始,钻孔桩桩号依次为西1#,西5#,西3#,西4#,西2#。东侧依次被拔除的钻孔桩桩号为东1#,东4#,东3#,东5#,东2#(桩号排列见 文献 1)。整个拔除施工较为顺利,拔除的桩体最长为14m;其余部分采用人工凿除。 施工过程中对箱涵进行了严密的监测,在打设第一根钢套管前将箱涵上方相关部分土清除,寻找到伸缩缝位置,并在箱涵顶上布置了12个测点(箱涵测点布置图见文献1)。拔桩施工后各测点最终沉降汇总于表1。 从表1不难看出,桩体拔除对于箱涵的影响是不大的,最大累计沉降量仅为0.85mm。其中箱涵伸缩缝两侧的ZYS8、ZYS9点之间的差异沉降量仅为0.5mm,说明在打设钢套管和拔桩过程中对周围的土体扰动是很小的。4 结语 本施工作业表明,采用套管法拔桩是十分有效的;监测数据表明对于相距仅5m的大型箱涵的影响是在相关规定的允许范围之内的。本拔桩施工的成功经验完全可以