1、地铁穿越桥梁桩基础托换技术浅析摘要：城市基础设施的持续建设，地铁轨道交通呈现快速发展的趋势，地铁隧道在施工中将不可避免地会部分穿越既有建筑物的基础。本文实例说明地铁穿越桥梁桩基础桥桩托换技术的施工工艺，分析了施工中可能出现的难点并提出切实可行的解决办法。 关键词：地铁施工 桩基托换技术穿越桥梁 中图分类号： U231 文献标识码： A 1 引言 随着城市发展步伐的加快，城市交通发展缓慢成为制约城市发展的绊脚石，为解决城市出现的拥堵现象，发展城市轨道交通成为缓解城市交通压力的重大举措。 受市区内建构筑物的影响，市区的轨道交通基本位于城市道路下方，在穿越桥梁时与桥梁桩基存在立体交叉，因此需要截断桥
2、桩以保证隧道通过，此时桩基托换技术是保证桥梁安全的主要工艺之一。 2 工程概况 2.1 桥梁现状 二道沟桥位于北京市朝阳区二道沟河上方，为单跨预应力钢筋砼简支梁，梁高 1.2 米，梁间距 1.75 米，共 24 片。下部结构为 3 跨排架桩盖梁式桥台，台下为 1.2 米的摩擦桩。 地铁隧道下穿二道沟桥，左线在 0#轴与 3#、6#桩基相交，右线在 1#轴与 11#、14#桩基相交。平面图如下： 2.4 托换设计 在现况桩基中间新建 12 根 D=1.5 米，L=13 米人工挖孔桩，桩基顶部新建 1.01.2 米系梁。 桩基砼分两期，一期为预留 0.8 米以下部分，预留 0.8 米部分为二期。
3、一期砼达到强度检测合格后安装千斤顶，每个千斤顶的顶力恒定为750KN。地铁下穿施工完成后，在盖梁内植入钢筋，并浇筑剩余的 0.8 米砼。 3 施工工艺 3.1 施工流程 施工准备人工挖孔桩灌注一期砼安放千斤顶暗挖隧道通过桥区植筋并浇筑预留 0.8 米桩头系梁施工完工退场 3.2 人工挖孔桩施工 3.2.1 开挖准备工作 开挖前，首先根据设计坐标，准确放出桩位的控制点，并撒出圆周线。 测量定位后在孔口设置固定标点，便于施工中的检查，标点呈十字型布置，分层开挖时由十字线的交点（桩中心线）吊垂球落至开挖层顶面，以垂球为中心，指导开挖作业。 3.2.2 开挖及护壁 3.2.2.1 挖孔作业 采用人工开
4、挖，开挖一节浇筑一节护壁砼，以此循环作业。 每桩孔内设 1 人进行开挖作业，孔内渣土采用吊桶及电动提升机运至孔外，渣土运至孔口 2m 外堆放。孔内作业人员上方设半圆形防护板，保护孔内施工人员安全。开挖深度超过 5m 时，采用硬质塑料管送风至作业处。 第一节护壁上口高出地面 2040cm，第一节桩孔浇筑护壁砼，养护24h 并达到 5MPa 强度后，再进行第二节桩孔土方开挖。 3.2.2.2 护壁模板 护壁模板采用 5mm 厚钢板，循环使用，一圈模板分成 3 段，高度为1m，拼装好的模板上口直径等于设计直径，下口直径等于桩设计直径加10cm。 3.2.2.3 护壁砼施工 施工时，护壁采用 15cm
5、 厚 C25 砼。地质不稳定或渗水严重时在护壁同中加入钢筋骨架和钢筋焊网。护壁砼采用搅拌站集中供应，经吊桶运至孔内，人工浇筑。 成孔时孔底不应有积水，杂物。桩孔验收合格后进行浇筑砼施工。 3.3 浇筑桩基一期砼 砼浇筑工作分为 2 期 3 次进行，一期第一次浇筑至地面以上2040cm，第二次用模板浇筑至预留 80cm 以下位置，二期浇筑预留 80cm位置。 桩基钢筋骨架全长 10.4 米，钢筋骨架上焊好控制保护层的钢筋。吊放钢筋骨架时，对准孔位，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋骨架放到设计位置时，立即固定。 桩身砼采用商品砼，用砼罐车运输到场，坍落度控制在 1618cm，通过地泵向桩孔内浇筑砼。浇
6、筑砼时连续进行，从地面以下 3m 处开始用插入式振捣器分层振捣密实，约请专业检测机构对桩基进行无破损检测，合格后进行下步工序施工。 3.4 千斤顶施工 一期浇筑的桩基达到强度，经检测验收合格处理桩头后，在新建桩顶布置带自锁功能的千斤顶对盖梁进行支顶，每个千斤顶顶力为 750KN,地铁隧道穿过施工时，保持顶力不变，整个施工期间均对其进行观测，及时调整顶力。地铁下穿施工完成且隧道结构沉降稳定后，在盖梁内植入钢筋，并浇筑剩余的 0.8 米砼，千斤顶不取出。 3.5 植筋及二期砼施工 地铁下穿施工完成且隧道结构沉降稳定后，在盖梁内植入钢筋，并按要求浇筑剩余 80cm 二期砼，桩顶千斤顶不用取出。首先进
7、行临时排水设施恢复，挖除系梁施工的工作场地，挖除高度 2 米。 3.5.1 植筋 新建桩与现况盖梁结合处植筋、新建系梁与新、老桩基连接面植筋采用快凝型植筋胶，其特殊的有机-无机混合型配方可使后植钢筋表现出如同预埋钢筋的力学行为，常温下，凝胶时间应不大于 30min，更可在-10低温条件下使用。 植筋前，将原结构表面清理干净后，通过无损检测方式扫描钢筋分布情况，结合植筋打孔设计位置进行钻孔、植筋，避免破坏结构内原有钢筋。钻孔时，如遇到盖梁及桩基主筋，孔位可适当挪移。 植筋的主要施工步骤如下： (1) 根据设计要求钻孔，并用清孔专用刷及气泵进行清孔、除尘； (2) 将植筋胶进行预注； (3) 植筋
8、胶注射完成后，立即将设计植筋按要求的位置、深度植入；(4) 钢筋植入后 15min 内不得受力。 现况盖梁底面植筋 25，植入深度为 30cm，约束拉拔条件下所植钢筋与砼的粘结力应大于 149.5KN。 植筋钻孔严格按设计图纸要求进行，严格控制孔深，避免对桥梁结构造成大的损坏。通过无损检测方式探测钢筋位置后方可钻孔，避免多次调整植筋孔位造成对桥梁的损伤。 3.5.2 新旧砼界面结合胶 为保证新浇筑砼与原结构粘结良好，新建桩与现状盖梁地面、新建系梁与新、老桩基连接界面涂刷结构用新旧砼界面结合胶。新旧砼间界面结合胶采用 A 级改性环氧类界面胶，界面胶剪切粘接强度3.5Mpa，且为砼内聚破坏；新旧砼
9、界面胶应可在水中固化，经过湿热老化检验合格，90 天湿热老化测试抗剪强度下降小于 10%，环保无毒。 3.6 新建系梁施工 在现况桩相应位置植筋，增设桩顶横系梁，每幅边盖梁的新、老桩基础连接，增加桩身刚度的同时保证各桩的整体受力。新建系梁尺寸为 1.0米宽1.2 米高，全桥共有系梁 24 道，系梁下设 10cm 厚 1.2 米宽 C15 砼垫层，新建系梁时在原桩内植筋，植入前对原桩基内钢筋通过无破损检测方式进行定位，避免破坏原桩内钢筋，新建系梁需在桩基侧面植筋，植入 25 钢筋打孔直径为 30mm，植入深度为 30cm，约束拉拔条件下所植钢筋与砼的粘结力应大于 61.2KN；植入 25 钢筋打
10、孔直径为 30mm，植入深度为 30cm，约束拉拔条件下所植钢筋与砼的粘结力应大于149.5KN。 系梁模板采用 1.2cm 厚多层木模板，模板后用 510cm 方木背楞加劲，侧模外侧竖向设 510cm 方管，横向间距为 60cm，同时在钢管上下设 2 层对拉螺栓。模板之间的接缝处用密封条密封，以防止漏浆，模板里侧均匀涂刷脱模剂，验收合格后浇筑砼。 浇筑前将桩基表面清理干净，并喷涂界面胶，界面胶在系梁合模前喷涂，界面胶与浇筑砼时间间隔不大于 20 小时。采用有专业资质并经过批准的厂家的商品砼，由砼搅拌运输车运输至现场，坍落度控制在1416cm，同时还观察砼的拌合物的粘聚性和和易性，合格后予以使
11、用。系梁配筋图如下： 系梁配筋图 采用地泵进行砼浇筑，按规范要求制作试块。浇筑施工应注意：每30cm 为一浇筑层。用插入式振捣器，进行“行列式”振捣，在振捣上一层时，要在下层砼初凝之前进行，插入下一层 510cm，消除两层之间的接缝，振捣过程中严禁触碰钢筋骨架、模板。操作时必须严格做到快插慢拔， 。振动棒插入振捣至砼面不再下降、平坦、无气泡、泛浆为止。 浇筑过程中随时检查钢筋骨架，若发现变形、偏移等现象及时调整。砼强度符合设计要求 75%后进行模板拆除，洒水养生时间不少于 7 天。4 施工难点及对策 4.1 难点 4.1.1 本工程工作空间狭小，净空高度不满足施工要求，吊装条件不具备，桩基钢筋
12、施工不具备整体施工条件。砼罐车不能运至浇筑地点直接进行砼浇筑工作。 4.1.2 该工程处于繁华的北京市区内，不能断路施工。桥下涉及到原有河道护坡的拆除与恢复工作。 4.2 对策 4.2.1 桩基钢筋骨架分 5 段加工而成，在现场组装成型。采用地泵进行砼浇筑。 4.2.2 设专人负责与相关单位的沟通协商工作，依据交通管理部门的意见及施工安排制定确实可行的交通导改方案。依据河道管理部门意见，做好原有河道护坡的拆除与恢复工作。 5 结语 桥桩托换作为地铁穿越桥梁施工的主要方式，在北京地铁施工中得到大量应用，避免了修建新桥、更改地铁线路等被动穿越方式，节约了大量人力物力及时间，成为地铁施工历史中的光辉一页。
