桩基托换技术在广州地铁三号线工程中的应用

桩基托换技术在广州地铁三号线工程中的应用[摘要]结合广州市轨道交通三号线沥滘-厦滘区间桩基托换工程实例,介绍了托换体系的设计、施工步骤和监测。[关键词]地铁;桩基托换;隧道

随着城市公共交通压力的增大,在城市中心区修建地铁来改善交通,越来越必要。而城市中心区内房屋建筑较为密集,要求线路选线时避开所有的建筑物是不现实的。隧道从建筑物下通过,对建筑物自身的安全威胁也是不容忽视的。因此,必须根据隧道和建筑物的具体情况,对建筑物采取必要、有效的加固或托换措施,从而保证隧道顺利掘进和建筑物结构安全。采用桩基形式进行建筑物托换,能够有效地解决地基基础承载力不足或沉降失控问题。1工程概况1.1房屋概况

广州市轨道交通三号线沥滘-厦滘区间经过部分民房,其基础如表1所示。共有20根桩基础进入隧道平面。1.2隧道概况

本段为盾构法施工,隧道结构外径为6.0ｍ,结构厚度300ｍｍ,隧道埋深较浅,隧道顶部至地表大约为10～15ｍ。由桩长及隧道埋深可知,进入隧道的桩基贯穿整个隧道。1.3

地质概况

该段地质属河流堆积地貌,地势平坦,隧道通过地段为饱和中细砂,拱顶为中～高灵敏度且宜液化的淤泥质砂,上覆层含水层厚,富水性强。地质概况如表2所示。2托换方案设计2.1

主动托换体系

主动托换技术是指原桩在卸载以前,对新桩和托换体系施加荷载,从而部分消除被托换体系长期变形的时空效应,将上部的荷载和变形运用顶升装置加以动态的控制。当托换建筑物的荷载大、变形要求严格控制的时候,需要通过主动变形调节来保证变形要求,即在被托换桩凿除之前,对新桩和托换体系施加荷载,使被托换柱(墩)在上顶力的作用下,随托换梁一起上升,从而使得在被托换的桩截断后,上部荷载全部转移到新加的托换桩上,同时通过预加荷载,可以消除部分新桩和托换体系的变形,使托换后桩和结构的变形控制在很小的范围内。2.2

托换方案

本设计采用主动托换体系。托换桩为钻孔灌注桩,托换梁采用钢筋混凝土梁。在隧道结构线外1ｍ范围外设置φ800ｍｍ灌注桩。承台两侧设置梁,承台和梁之间进行植筋处理。加载设备为ＱＦ50020型千斤顶及配套油泵,千斤顶行程为200ｍｍ,千斤顶最大压力5000ｋＮ。桩顶标高由既有承台底标高、托换梁支座处高度、千斤顶初始工作空间决定。如图1、2所示。2.3

托换桩设计托换桩的桩

长由以下3个原则共同确定:①满足桩顶设计承载力;②满足进入中风化层不小于05ｍ(若强风化层较厚时,参照①、③);③桩底标高不得高于隧道最低点以下1ｍ,避免桩对隧道结构产生有害的应力。紧

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兽计算结计果甜:巧托换桩采粗用钻孔灌邀注赖桩开,壁桩径喉为些80家0活ｍ球ｍ师;乒纵向钢筋争及加劲箍菊筋采用Ｈ乒Ｒ堪Ｂ模335积;族螺旋箍筋播采用ＨＰ铲Ｂ办23绩5祝。桩身为衣Ｃ雪3妙0湿水下混凝惰土。桩深波入中、强映风化服岩卫,疯桩长根据德每个桩的们承载力要霞求及其他芒构造要求腔长度不晨同拣,状在图纸中伟列表表示饺。钢筋笼鞋纵向钢筋炼的混凝土高保护层厚植度细为够6毅0赤ｍ拾ｍ猫,校钢筋笼外眼侧需设混去凝土垫块瑞或采取其吗它有效措锅施剑,谈以保障钢漂筋保护层萌厚度的准寻确性。蓬

厕

狂瘦托换梁的坟内力按照坛《混凝土技结构设计摩规范》Ｇ佳Ｂ艳5001句020谋0炒2轮进行配筋竭计算和裂胃缝验算。跟2.量4足植筋计算盆

凤

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户托换体系佩中态,瑞承台两侧卧设置托换判梁列,歌荷载将通葬过承台传薪到托换梁停上讲,赤再由梁传餐到新加的台托换桩银上验,趟从而达到短托换的目搏的。为保假证承台上战的荷载能斤够传到梁阅上稍,搜就必须保游证承台与糖梁的有效乐连接。为毒此锹,着除在施工锋措施中对坚原有承台坝进行新旧垒混凝土界暗面处理呼外督,捷还在设计李中不考虑料新旧混凝坦土间的抗森剪掩力伍,做其荷载完追全由承台咱上的植筋庄来承担。逢

否

东局植筋施工喘应满足以倒下要治求谁:灵①镇植筋胶要线求眉有裙5刘0害年的长期醉性能报告飞及值1.专5呈ｈ以上的赴耐火测试价报掩告蜘;鄙②径植筋胶应锹具有塞焊骗性着能午,顷当植筋与趟钢筋焊接被时产生的皇热辐射能申不会影响垮植筋胶的龄性能。裤2.肚5忍托换体系透设计管2.5.村1推构造设计炼

括

絮捎本托换体耻系采用主妖动托换的毒形可式旋,股托换体系将设计是托孕换成功与悟否的关键粱之朝一遭,缸也是托换经施工的难旦点和重点筛。托换体腐系节点构关造如企图宜3波、屠4翻所示。迈

叹

灯减桩顶与梁您底间的距林离根据千握斤顶的结窑构尺寸及端行程决定蛮。党2.5.廊2发

暂钢垫板、义钢楔设计仿

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认娘为保证托宰换体系加抛载过程中铸桩和梁底疾的混凝土堪不被压卧碎幸,夸需要在桩丽顶和梁底摇设置钢垫粘板蜂,申垫板尺毅寸需59涛0鲁ｍ拆ｍ勤×45岗0赤ｍ肺ｍ么×2泥0稻ｍ涌ｍ啄,批上下偷各颂1栏块未,指用尿3缝根直修径吴2绑0胁ｍｍ的锚坦筋锚入桩蠢或梁体内淋。锚筋焊雹缝厚度跑ｔ藏=1黄0婚ｍ坛ｍ塔,愉双面板焊躬,桌并采取有鬼效措施防器止施焊时捎引起垫板敏翘公曲收,舌可断续宽焊拦,嗓但每边焊写缝长度不流得小欲于栽1寒5亦ｃｍ。为探保证垫板拜下混凝土价浇注密撕实药,谋垫板上需许开踩4猎个直柏径休2税5知ｍｍ的出恼气孔。室

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贼为保证托者换体系加腾载完成钓后舅,株千斤顶能忽够顺利取啊出、托换垃体系能够素继续保持孝稳察定壶,原从而顺利廊浇注微膨扑胀混凝威土淡,迷需要设置哪钢垫板、惑钢楔块。哲具体尺寸猪如立图待5院～刑8略所示。警

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运钢垫块施死工前应对袍上下钢垫染板进行定抹位、平整绒度检麦查矩,枯且须保证假钢垫块与站钢垫板接扰触密实饱塞满爽,置四周与钢莫垫板点铅焊寄,世以保证可似靠连接。屿钢楔块施凝工完后同厚样要与钢知垫板及钢洒垫块焊对牢优,拦以保证可导靠连接。夸2.5.费3鞠

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递各托换桩咐预压总荷结载为桩顶验设计承载艺力仓的布1攻5里倍细,则分沙1辈0淹级均匀加友载。对于息同翼属东1孙组托换梁断的各托换揭桩同时加拌载雪,壤各级稳跑定眠2丝0眼ｍｉｎ。叫对于施工干监测中沉岂降观测内饲容在加载诚停止结束讽时、停止钞后努5赠、疾1派0伐、房1来5界ｍｉｎ各扶测允读倾1嫁次。柱

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(2拴)娇桩顶总沉抹降超凉过划5阶0饿ｍｍ。摘3声施工步炉骤谨

多

(1则)叨施工前准摄备首先绒需进行现贪场放线、杨定位、探猪槽工种作扬,腹以确定托旋换梁、托训换桩与既纽有承台、且既有桩基级平面、空驳间关夫系潜,外检查托换塔梁尺寸是糊否合柴适促,候验算桩顶育标高。禾

哑

(2潮)耗托换桩施瘦工桩位昆平面允许瘦偏差禁应辉<3指0泽ｍ超ｍ窜,炼桩垂直度燥偏差均应娘按设计要独求不得大嗽于险1堡%违。土方开拨挖范围内允管线及其警他障碍物拘处理、托笛换桩施争工拍,乖应及时详闯细地对施晨工过程进渴行记录。抬岩层中土瘦方开挖应声采用适宜罢的施工措束施淘,禾以减少对租围岩的扰自动。旺

押

(3来)嚷钢筋笼焊拐接、吊放旧加工前武需按规定好对材料进俘行抽检。段钢筋笼应油分节焊接冈、吊来放样,扎每节钢筋婶笼的长度棋应根据房街屋首层净朋空决食定兔,体施工时应隶采取有效骄措斥施梅,秘使上下节绕钢筋笼的更轴心在一后条直线上办。施工中轰应严格按梅照施工规隔范操们作斥,总确保钢筋裙笼的焊接戒质境量鸣,驳同时施工肃时应尽量认缩短吊放注和焊接时各间。半

拖

(4甩)侨托换梁施浑工既有围承台表面日处扇理耕;演既有承台宽植钳筋律;去托换梁钢堤筋、混凝予土施工。胁新旧结构叛接触面的搏垫层须清磁除仰,桨且将接触登面混凝土申表面按施饰工缝要求幕处理。凿泡毛、清除抬表面松动超石子及清初洗混凝土样表面舟。撒绩

葬

(5茫)述预压待分托换梁强赖度达到要鸽求后进行急预压。预星压前需对体液压设备洒、量测设逆备进行标藏定女,拥做好千斤仿顶定位检评查兰,馆量测系统兼测食试述,编预压方案呜完省善歉,馒房屋鉴定孩等前期工咸作。预压序过程应按枪既定方案献分步进行绒、同步加瞒压隔(脚同组笑梁线)义,差并根据量蜓测结果调画整施工参挑数及步骤塞。揉

友

(6希)喝体系转换耻待达到左加载终止践条厌件微,正托换梁、蛮桩及建筑播物沉降稳销定后安装且钢垫苦块牙,潜钢垫块稳善定性及强炎度满足要荒求才可逐夺步进行体摧系转换。辉特别注意朱在初期阶湿段控制千它斤顶回油斗速肆度编,伏并根据量拴测结果调擦整施工参棉数及步骤窑。量测结披果及外部雀条件允许径后取出千悬斤顶。简

互

(7前)激节点施工方节点钢做筋设置、邻焊质接乓,愤浇注微膨撞胀混凝土串。浇注过供程中控制轮振捣棒不商得接触钢馒垫块。预侄顶节点施三工观完夸,厉且全面观捎测沉降变捧形稳定刮后红,理盾构方可绣掘蛮进捐,杰洞内开始征切断被托宣换的桩。打

布

(8轿)达覆土恢绵复地面。肾4贞利施工监测饱

桐

办筹桩基托换浊是风险性干、技术性造很高的工宁作遵,潜同时也是罪依赖信息闷化程度很乱高的工作确。施工监弯测是决定受工程成败溜的重要一载环。监测独内容包侄括偏:爆建筑物的顿沉降、倾娘斜及裂缝鸡观箩测铁;蠢地面沉降纳及裂缝观掏测烤;窗地下水位坑观航测靠;怠托换梁变导位及裂缝产观室测烈;送托换桩、涌托换遭梁示(兼支座票处景)膊、既有桩密、既有柱攀高程监利测希;珍分步液压暗参数监测递等。球

箱

漆季所有水准朵点均应与仇不受施工税影响较远库的基准点薯相联田系网,精并绘制沉嗽降与时间背关系曲线颠。裂缝观兔测应在裂鉴缝位置予拍以标谎明授,起并进行编俱号轿,海记录大小云及发展。贵

犁

(1制)虽水准点布搏置慢①留与托换梁笛相交既有海柱及与这坑些被托换宫柱相邻轴困号上的既贼有给柱酷;柳②企被托换建从筑天面四俘角及天面嫁四边靠近酱中点位贪置轻;绩③爽新施工的茂托换桩桩横顶榴;偷④桶新施工的哭托换梁支丸座处及与透既有桩相居交京处钱;股⑤纤地面沉降第观测点。寄

饲

(2均)贵裂缝观测久位置闷①寸托换建筑仅物裂缝金既有裂缝竖及托换过知程中出现牌的裂渣缝掘;膊②冈托换梁裂展缝包括齐支座处、斗受拉爪区霞;睁③辛托换桩裂加缝包括撤桩头、桩丰侧后;织④还其他与托坦换体系相柄连的结构明构件裂缝糊。亭

作

(3页)涌变形观测觉位置寇①五托换梁梁鲜底变领形爪;屋②稳托换梁梁嫌侧变形。导

漂

(4霞)燥液压参数岂畜①支标定后液毒压设备压挑力表读闭数续;耻②屑千斤顶活祥塞长度。揉

位

(5领)踢柱沉降监握测要求补①串对楼房的眼所有柱进苹行沉降监货测概;运②材监测仪器优的精确度究不大旗于誉0.宁1慧ｍ页ｍ律;丝③且基准点要橡稳傻定廉,省不受托换久施工和隧锦道施工影始响。鞭

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(6仙)洗对楼房倾或斜监测要辰求途①布对楼房分姥别在纵横速轴泰2供个方向上坚监测倾斜江度烂;输②柴读数精确康度不大确于引1结ｍｍ。笨

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喂托换完森毕嘉2高个星期居内绍,引仍要进行射监测工作狸。此时仅葬监测被托厦换柱的沉层降慌,翼第薄1维周监测频打率为每忍天季1伟次占,缩第码2傲周却为裹2动天色1续次冰,犯监测数据街应及时反石馈联。蛋煎

丑

顿从盾构机酒到达建筑视物下部开饺始离,密到盾构机霜通过建筑烛后碰2惭个星期敲内奏,酱需对地表胳沉降及建吊筑物倾斜刘、不均匀锯沉降、裂蜜缝开展情码况进行监中测。盾构绸通过时每拆天监造测异2面次赞,石其他时侵间顽2己天监稻测剂1输次稿,警监测数据例应及时反锋馈。地面南下沉允许挠值量为劣1绘0谨ｍ翅ｍ胞;掏房屋不均幼匀沉降允轨许值袄为拐0.00比2搂Ｌ漫(越Ｌ为框架马梁跨栗长艺)芽;额房屋倾斜申不允许大既于机0.00扶4援(枕指基础倾城斜方向两吉端点的沉及降差与其提距离的比萍值促)暮。子5筑施工注宣意事项经

扔

(1岭)报在原柱上胸穿孔和凿捏、锯除承侮台茶前议,