浅谈某轨道交通工程建筑物桩基托换技术

浅谈某轨道交通工程建筑物桩基托换技术浅谈某轨道交通工程建筑物桩基托换技术 周舟 论文原址 摘要 摘要 随着我国城市地铁的大量兴建 尽量减少地下建筑对既有建筑的影响已成为一个引人关注的新课题 本文对 桩基托换技术进行了简要的介绍 并以广州某轨道交通盾构区间工程建筑物桩基托换为例 对桩基托换设计 施工工 艺 桩基托换关键工作等作了介绍 供复杂施工环境下的既有建筑物桩基托换施工作参考 关键词 关键词 地铁施工 建筑物 桩基托换 植筋 Abstract along with the urban subway construction of a large underground building to try to reduce the influence of old buildings has become a compelling new topic In this paper the pile foundation underpinning technology are briefly introduced and a rail traffic in guangzhou shield interval engineering building pile foundation underpinning as an example the pile foundation underpinning design construction technology pile foundation underpinning the key work is introduced complex construction environment for both building pile foundation underpinning construction for reference Key words the subway construction building pile foundation underpinning plant steel 中图分类号 TU74 文献标识码 A 文章编号 桩基托换技术是桩基加固的一种 一般用于建 构 筑物地下基础改造工程 具有涉及专业类 别多 科技含量高 环境安全保护问题突出的特点 近年来 随着城市地铁的大量施工 常应用于 城市内隧道施工前建 构 筑物预加固处理 本文结合工程实例介绍了桩基托换技术在实际工程中 的应用 实践证明 桩基托换技术在建筑物加固中的应用效果良好 具有很好的推广价值 1 桩基托换技术简介桩基托换技术简介 桩基托换技术一般用于建筑物地下基础改造 是进行地基处理和加固的一种方式 它主要解决 既有建筑物的地基加固 既有建筑物基础下需要修建地下工程及新建建筑工程影响到既有建筑物安 全时需要处理等问题 根据目前国内外对运用状况及其核心技术机理的不同 桩基托换技术主要分为主动托换和被动 托换两种 主动托换是原桩在卸载之前对新桩和托桩结构施加荷载 以部分消除托换体系长期变形 的时随效应 并在上部的荷载转换过程中 对托换结构及上部结构的变形运用顶升装置进行动态调 控 一般用于托换荷载大或结构变形要求高的托换工程 相对可靠性高 被动托换是在原桩切桩的 过程中将荷载传递到新的受力体系上 一般用于托换荷载较小的托换工程 相对可靠性较低 2 工程概况工程概况 广州轨道交通某盾构区间工程全长 3564 21 单延米 当机头里程为 ZCK12 453 800 时 盾构机 到达建筑物下方 根据该楼竣工图纸资料显示 建筑物为 8 层钢筋砼框架结构 桩基础为桩径 0 8m 1m 的冲孔桩 部分为钻孔桩 设计桩底深度为 23 1 米 25 3 米 而该处隧道顶板埋深为 22 3 米 故该建筑物有 13 根桩直接侵入盾构掘进区域 7 根桩处于隧道外 1m 影响线内或属于双桩承台 而受到盾构掘进时间接影响 即有 20 根桩需进行托换和加固处理 见图 1 根据前期建筑物调查及专项地质补勘等相关资料 经设计院及地铁建总等相关技术部门论证 盾构隧道顶部上方存在较厚的强 中风化岩层 盾构通过后原桩的剩余承载力仍较大 故可采取扩 大承台 钢管桩托换方案来承担部分上部荷载 原桩承台布置不规则且距离较近 故扩大承台后就 连在一起成为筏板 可以加强基础的整体性和协调变形 J 1 0 J 1 0 J 1 0 J 1 0 J 1 0 J 1 0 J 1 0J 1 0 J 1 0 J 0 8 J 0 8 J 0 8 J 0 8 J 0 8 J 0 8 J 0 8 J 1 0 J 0 8 J 1 0 J 0 8J 0 8 J 1 0 J 0 8 J 0 8J 0 8 J 0 8 J 0 8 J 1 0J 0 8 J 0 8 J 0 8 J 1 0 图 1 盾构隧道与建筑物平面关系 3 桩基托换设计桩基托换设计 3 1 施工基槽设计施工基槽设计 桩基托换施工基槽的开挖深度约 3 4m 采用单排 600 400 单管旋喷桩 100 厚 8 200 200 钢筋网 C20 喷射混凝土 三排 42 钢花管土钉来支护 其中旋喷桩桩长 8m 桩内插入一根 A42 钢 B138 A124建筑物建筑物 管来加强支护 钢花管土钉长为 7m 打设倾角为 15 间距为水平 1 2m 竖直 1 0m 3 2 托换桩设计托换桩设计 新增的托换桩采用 300mm 的钢管桩 桩底端进入地层不小于 1 5m 但至隧道顶上方应大 于 3m 桩长约 14m 单桩承载力特征值为 250kN 桩身灌注 C30 细石混凝土 钢管采用 219 6 5mm 钢管 桩身每隔 0 5m 均匀开设 3 个 30 的小孔 下部 1m 桩身均匀开 2 排 3 列 40 200mm 的矩形孔 注浆管采用 32mm 无缝铁管 3 3 筏板设计筏板设计 加强整体性的筏板平面上为矩形 大小为 24 53m 12 38m 厚度为 0 8m 筏板每隔 1 5m 间距 按正方形平面预埋可重复注浆管 筏板施工完后应进行一次充分注浆 当盾构穿过时 引起柱下沉 超过 7mm 时 应用 1 1 水泥浆压浆 以控制筏板下沉 3 4 切桩设计切桩设计 盾构隧道通过前 地面预注浆加固 盾构隧道通过时 开仓破除被托换桩身的钢筋及混凝土 4 桩基托换施工工艺桩基托换施工工艺 桩基托换施工主要包括施工前准备 基槽支护及开挖 钢管桩施工 筏板施工 基槽回填 监 测等 图 2 桩基托换施工流程图 4 1 施工前准备施工前准备 首先需进行现场放线 定位 探槽工作 以确定既有桩基平面 空间关系 检查加固平面尺寸 是否合适 核算桩顶标高 探明施工场地范围内管线 化粪池 等分布情况 进行管线 化粪池 改迁 4 2 基槽支护及开挖基槽支护及开挖 基槽支护先进行旋喷桩施工 要求水泥浆液压力大于 20Mpa 流量 80 120L m 水灰比为 1 0 1 5 基坑开挖采用人工分层开挖形式 第一层开挖深度 1 米 开挖完成后及时施工土钉和挂网喷锚 第二层土方开挖深度 1 8 米 开挖完成后及时施工土钉和挂网喷锚 第三层土方开挖深度 3 3 米 开 挖完成后及时施工土钉和挂网喷锚 100厚 C20喷 锚 层 42钢 管 42 3 5花 管 42 3 5花 管 基 槽 单 管 旋 喷 桩 图 3 基槽开挖剖面图 4 3 钢管桩施工钢管桩施工 桩机安排就位后 挖埋护筒同时制备泥浆 开始钻孔 钻孔完成后 吊装钢管 填灌碎石然后 注浆 当浆液泛出孔口时方可结束注浆 插入桩顶插筋 图 4 钢管桩平面布置图 4 4 筏板施工筏板施工 在基槽底部施做垫层 原桩周围凿毛 露出新鲜混凝土 采用植入技术将短钢筋植入原承台和 桩基中 绑扎筏板钢筋 并将短钢筋 钢管桩顶插筋分别与筏板钢筋连成一体 钢筋安装好后 放 出袖阀管注浆点位 预埋套管 灌注 C30 商品混凝土 图 5 筏板施工剖面图 4 5 基槽回填基槽回填 在筏板和袖阀管施工完成后 开始土方的回填恢复工作 回填采取分层回填夯实方式 回填到 设计标高后 等盾构隧道施工通过房屋后 再按首层原间隔及样式恢复管线 地台和墙体 楼体 4 6 监测监测 在托换施工过程中 应加强对地表下沉及建筑物变形的监测 通过对施工监测数据的分析和信 息反馈 掌握托换施工造成建筑物变形的情况 及时修正设计参数以指导施工 对托换施工过程进 行有效的预测和控制 优化施工工序 5 托换施工的关键工作托换施工的关键工作 5 1 基槽支护及开挖基槽支护及开挖 由于桩基托换是在既有建筑物上施工 因此基槽能否安全开挖是整个工程能否顺利实施的关键 基槽开挖前 应预计事故发生的可能性 作好基坑抢险加固的准备工作 当基坑止水帷幕漏水 流 土 坑内降水及开挖使坑外地面或道路下沉时 应立即停止坑内降水和挖土 并立即用粘土 水泥 浆液或其它化学浆液等处理止水帷幕的渗漏 必要时重新补做止水帷幕 当支护结构变形过大 明 显倾斜时 可在坑底与坑壁之间加设斜撑 当坑边土体严重变形 且变形还持续增加有滑动趋势时 应视为基坑整体滑动失稳产前兆 应立即采用砂包或其它材料回填 反压坑脚 待基坑稳定后再作 妥善处理 5 2 原承台和桩基植筋原承台和桩基植筋 植筋技术是利用黏着和锁键原理产生固结力 从而使钢筋和混凝土之间产生有效 足够强度的 粘结力 达到如同预埋钢筋的效果 在托换过程中 原承台与筏板能否有效连接是受力体系能否有效转换的关键 因此 除对连接 面进行凿毛处理和涂刷界面剂外 还应采取植筋处理方案 本植筋采用 25mm 钢筋 长 400mm 水平和竖向间距为 300mm 锚入原承台内 200mm 5 3 监测监测 1 托换施工期间 必须对房屋基础沉降 结构变形和裂缝开展等进行监测 并制定专门的监测 措施 要求对楼房所有柱进行沉降监测 对楼房分别在纵横轴两个方向上监测倾斜度 2 盾构机到达建筑物下部至通过后两个星期 需对地表沉降 建筑物倾斜 不均匀沉降和裂缝 开展情况进行监测 6 施工注意事项施工注意事项 1 在施工前应对被托换的桩基进行坐标 高程的测量 并与设计图纸进行对比 当差异较大时 应立即通知设计 业主等有关部门 2 在施工前应进行建 构 筑物的鉴定 对既有裂缝等情况进行记录 3 对各种地下管线 如水管 煤气 电缆等 要加强保护和监测 影响施工的要同有关部门协 调进行处理 4 新旧混凝土结合要牢固 具体措施如下 为了让新旧结构共同协调作用 将旧混凝土表面 凿毛 深度宜为 10 20mm 凿毛后用水清洗干净 并充分湿润 保证浇捣混凝土时界面是湿润的 凿毛时若发现裂缝等异常情况 应立即采取临时安全加固措施 并告知设计人员 在新结构混 凝土浇注前 4h 内刷界面处理剂 7 结语结语 由于在城市内进行地下隧道施工 难免会下穿建筑物 构筑物等既有建筑 通过托换施工 能 够保证隧道在下穿建筑物过程中的安全 通过实例证明 根据工程所处的地理环境和工程地质情况 制定切实可行的施工方案和相关措施 才能够保证工程顺利进行 参考文献 1 叶书麟 汪益基 桩基托换技术 M 北京 中国铁道出版社 1991 2 地