樁基托換技術(shù)總結(jié)

1、樁基托換技術(shù)總結(jié)內(nèi)容提要: 成都地鐵火南區(qū)間土建工程區(qū)間隧道下穿人民南路南延線(xiàn)高架橋匝道橋，該橋F2-1樁基位于左線(xiàn)隧道內(nèi)且侵入側(cè)墻0.07 m，施工期間，需對(duì)該樁基進(jìn)行主動(dòng)托換處理, 主動(dòng)托換法是采用托換梁結(jié)合托換新樁的方式,在托換梁與托換樁之間設(shè)置千斤頂加載,使上部結(jié)構(gòu)有微量位移,同時(shí)使托換樁的大部分沉降通過(guò)千斤頂?shù)念A(yù)壓來(lái)完成。本文對(duì)該工程樁基托換全過(guò)程中的施工工藝作簡(jiǎn)單介紹。關(guān)鍵詞:托換 主動(dòng)托換法 預(yù)頂 微量位移隨著城市人口及車(chē)輛的增多,地鐵建設(shè)已經(jīng)成為各大城市解決交通擁擠的首選方案。盡管地下交通線(xiàn)路的布置在原則上盡量避免對(duì)地上建筑物的影響,但實(shí)際上總會(huì)有部分隧道要從現(xiàn)有建筑物下面或相

2、鄰?fù)ㄟ^(guò),很難避免對(duì)其的影響。就成都地鐵火南區(qū)間土建工程而言，區(qū)間隧道下穿人民南路南延線(xiàn)高架橋匝道橋，該橋F2-1樁基位于左線(xiàn)隧道內(nèi)且侵入側(cè)墻0.07 m，施工期間，需對(duì)該樁基進(jìn)行主動(dòng)托換處理. 主動(dòng)托換法是采用托換梁結(jié)合托換新樁的方式,在托換梁與托換樁之間設(shè)置千斤頂加載,使上部結(jié)構(gòu)有微量位移,同時(shí)使托換樁的大部分沉降通過(guò)千斤頂?shù)念A(yù)壓來(lái)完成。本文對(duì)該工程樁基托換全過(guò)程中的施工工藝作簡(jiǎn)單介紹。1. 工程概況成都地鐵1號(hào)線(xiàn)火車(chē)南站南三環(huán)路區(qū)間左線(xiàn)全長(zhǎng)798.848m，右線(xiàn)全長(zhǎng)798.099m。區(qū)間隧道下穿人民南路南延線(xiàn)高架橋匝道橋，匝道橋現(xiàn)狀為斷頭路，橋梁跨度約20m，為單柱單樁基礎(chǔ)，F(xiàn)2-1樁基位

3、于區(qū)間左線(xiàn)隧道內(nèi)且侵入側(cè)墻0.07 m，該樁基為人工挖孔摩擦型樁，樁徑1.8m，樁長(zhǎng)約28 m，承載力設(shè)計(jì)值7000kN。受隧道結(jié)構(gòu)施工影響，需對(duì)F2-1樁基進(jìn)行托換處理，采用2根直徑1.5m人工挖孔樁和截面3.5×2.5m的托換梁進(jìn)行主動(dòng)托換處理. 托換梁和被托換樁之間采用界面處理劑及植筋的方式進(jìn)行連接，待托換梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在托換樁預(yù)頂承臺(tái)上安放千斤頂施加預(yù)頂力，預(yù)頂完成且全面觀測(cè)沉降變形穩(wěn)定后，截?cái)啾煌袚Q樁。2. 樁基托換施工工藝基坑開(kāi)挖施工托換樁（人工挖孔樁）及預(yù)頂承臺(tái)在被托換樁上植筋、進(jìn)行界面處理綁扎托換梁鋼筋澆注托換梁預(yù)頂澆注托換樁和托換梁之間的微膨脹混凝土截

4、樁開(kāi)挖樁基托換基坑施工主體結(jié)構(gòu)及防水回填。2.1 基坑開(kāi)挖：新增托換梁梁底距原地面約3.5m左右，首先將基坑放坡開(kāi)挖到托換梁底，放坡比例為1：1，采用網(wǎng)噴支護(hù)。2.2 托換樁施工：測(cè)量放樣確定托換樁中心位置,進(jìn)行托換樁施工, 托換樁采用人工挖孔樁，護(hù)壁厚150mm，每節(jié)開(kāi)挖深度1米。根據(jù)兩樁與被托換樁間距離，兩樁深度分別為24.5m和 31.5m。因受橋下凈空的影響，挖孔樁樁芯鋼筋籠采用孔內(nèi)綁扎，主筋連接方式為機(jī)械連接。該工序施工時(shí)，鋼筋下料長(zhǎng)度必須考慮后序工序施工，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，樁鋼筋需伸入托換梁內(nèi)1m，但預(yù)頂時(shí)，托換梁與承臺(tái)（托換樁）間不得有連接，所以樁鋼筋下料長(zhǎng)度只能到托換梁底，待托換梁

5、施工時(shí)預(yù)埋上部鋼筋，與樁鋼筋對(duì)應(yīng)綁扎，預(yù)頂完成后進(jìn)行焊接。其中還需考慮鋼筋焊接接頭不能在同一連接區(qū)段。受地下水影響，樁孔內(nèi)積水較多，樁芯混凝土澆注采用水下混凝土灌注。該工藝控制關(guān)鍵在：導(dǎo)管密封性，導(dǎo)管密封不好，管內(nèi)進(jìn)水，影響混凝土質(zhì)量；導(dǎo)管長(zhǎng)度，根據(jù)規(guī)范要求，導(dǎo)管底部距坑底40cm，在下管過(guò)程中，根據(jù)孔深，預(yù)先進(jìn)行配管，并記錄每節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度; 第一斗混凝土的澆注，導(dǎo)管下入井內(nèi)后，管內(nèi)充滿(mǎn)積水，所以第一斗混凝土重力必須大于管內(nèi)積水浮力，將管內(nèi)積水一次排除干凈且混凝土必須連續(xù)澆注；每次拔管長(zhǎng)度，每次拔管不能將管拔出混凝土面，管底距混凝土面需有6070cm；混凝土澆注高度，水下混凝土灌注，產(chǎn)生浮漿較多

6、，混凝土頂標(biāo)高至少需高出設(shè)計(jì)要求50cm。2.3 承臺(tái)施工：鑿除樁頂浮漿及浮渣，開(kāi)挖承臺(tái)，本工程承臺(tái)（包括預(yù)頂承臺(tái)和預(yù)頂空間）高度為1.9m，采用磚砌外模，根據(jù)規(guī)范要求，樁需伸入承臺(tái)內(nèi)5cm。預(yù)頂承臺(tái)高度1m，在每個(gè)預(yù)頂承臺(tái)上各預(yù)埋2塊500*500*20鋼板（為保證鋼板下部混凝土澆注密實(shí)，在每塊鋼板上預(yù)留出氣孔）放置千斤頂。 預(yù)頂承臺(tái)混凝土澆注完成后，預(yù)頂空間范圍內(nèi)填砂到托換梁底，并施工梁底墊層。2.4 原樁鑿毛及植筋：為使被托換樁與托換梁間結(jié)合好，鑿毛采用鋸齒性鑿毛。被托換樁與托換梁的連接采用植筋，本工程植筋施工步驟如下：鉆孔：根據(jù)植入鋼筋位置用沖擊鉆鉆孔，鉆孔直徑32mm。鉆孔完畢后，用

7、清孔氣筒及毛刷將鉆孔內(nèi)灰塵清理干凈。注射錨固劑：錨固劑采用“喜利得”雙組分膠，利用專(zhuān)業(yè)注射槍?zhuān)瑢㈠^固劑注入鉆孔內(nèi)。植筋：將25鋼筋螺旋形插入鉆孔內(nèi)，植入長(zhǎng)度為15d，沿梁高方向每隔300mm，植入鋼筋一圈，每圈6根鋼筋，平均分布。并與6根22豎向鋼筋及12箍筋綁扎形成整體。如下圖：2.5 托換梁鋼筋籠綁扎： 為便于后期鑿除托換梁墊層，在托換梁鋼筋綁扎前（最好為墊層施工時(shí)），在梁底鋪設(shè)一層塑料布或其他隔離材料。本工程托換梁為型鋼組合梁，型鋼位置如下圖： 型 鋼 鋼筋綁扎完成梁底與預(yù)頂承臺(tái)預(yù)埋鋼板對(duì)應(yīng)位置預(yù)埋同樣的鋼板。2.6 界面處理及混凝土澆注：托換梁混凝土澆注前涂刷界面處理劑。 混凝土澆注采

8、用分層澆注，每層高度不宜超過(guò)50cm，振搗工必須下入梁內(nèi)對(duì)梁底部混凝土進(jìn)行振搗。2.7 托換頂升施工：頂升為整個(gè)托換體系中的關(guān)鍵工序，待托換梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后，掏出預(yù)頂空間內(nèi)砂子，在每個(gè)承臺(tái)上成三角形放入事先準(zhǔn)備好的鋼墊塊，初步打緊鋼楔塊，在預(yù)埋鋼板上放入千斤頂。采用帶自鎖裝置的千斤頂。千斤頂組合形心必須與樁形心重合。托換預(yù)頂加載采用分級(jí)加載原則，共分十級(jí)加載，每級(jí)荷載增量為千斤頂加載上限值的10%，不可一次加載到最大值。每級(jí)加載需保持10min，等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后方可加次級(jí)荷載。四個(gè)千斤頂同時(shí)加載。被托換樁的上抬量不能大于1mm，大于此值應(yīng)停止加載。在加載過(guò)程中同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)托換梁裂縫的產(chǎn)

9、生及發(fā)展，最大裂縫寬度大于0.15mm時(shí)，停止加載。頂升時(shí)，必須嚴(yán)格控制承臺(tái)和托換梁兩端的位移，承臺(tái)允許下沉量2mm，托換梁兩端允許上抬量為3mm。本工程根據(jù)設(shè)計(jì)院現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)各千斤頂實(shí)際加載級(jí)數(shù)為八級(jí)，各級(jí)油表讀數(shù)如下表：TZ1樁 （西側(cè)）荷載分級(jí)值(KN)10%20%30%40%50%60%70%80%269.65539.3808.951078.61348.251617.91887.552157.2壓力表讀數(shù)（MPa）表號(hào)0612097（3號(hào)頂）2.7 6.0 9.4 12.7 16.1 19.4 22.8 26.1 表號(hào)0612056（4號(hào)頂）3.1 6.3 9.6 12.9 16.2 19

10、.5 22.8 26.1 TZ2 (東側(cè))荷載分級(jí)值(KN)10%20%30%40%50%60%70%80%193.5387580.5774967.511611354.51548壓力表讀數(shù)（MPa）表號(hào)0612075（1號(hào)頂）2.2 4.6 6.9 9.3 11.7 14.0 16.4 18.7 表號(hào)0612067（2號(hào)頂）2.0 4.4 6.7 9.1 11.4 13.8 16.1 18.5 2.8 封樁施工：待千斤頂頂升達(dá)到設(shè)計(jì)頂升力，各項(xiàng)變形穩(wěn)定后，打緊鋼管墊塊，千斤頂開(kāi)始逐步卸力，加強(qiáng)變形觀測(cè)，若出現(xiàn)沉降，千斤頂重新加載，繼續(xù)打入鋼管墊塊，直到千斤頂完全卸載，各項(xiàng)變形穩(wěn)定。為防止鋼楔塊

11、之間相對(duì)滑動(dòng)，將每個(gè)鋼墊塊上兩對(duì)稱(chēng)楔塊焊接（點(diǎn)焊），用C35微膨脹混凝土澆注預(yù)頂空間。2.9 截樁施工：截樁位置為梁底下0.5m。先沿樁周開(kāi)一條深100mm寬200mm 的斷口，在此過(guò)程中鋼筋不斷，每次切斷口的深度不得超過(guò)100mm，且應(yīng)遵循由外向內(nèi)、層層剝離的原則，斷樁的斷口高度應(yīng)在300-500mm范圍內(nèi)。3. 施工監(jiān)測(cè)為了確保上部結(jié)構(gòu)的正常安全使用，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)必須根據(jù)每個(gè)施工步驟可能對(duì)結(jié)構(gòu)造成的影響進(jìn)行布置。采用信息化施工技術(shù)，以信息指導(dǎo)施工，托換過(guò)程中對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)提出，并對(duì)有關(guān)托換頂升參數(shù)進(jìn)行修正。在托換或頂升過(guò)程中對(duì)托換梁上部原樁的位移、沉降和托換新

12、樁的沉降情況、托換梁的變形進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。對(duì)被托換的結(jié)構(gòu)物及其鄰近結(jié)構(gòu)物的沉降觀測(cè)，是通過(guò)沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程測(cè)量來(lái)實(shí)施的，這些沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置在匝道橋被托換樁對(duì)應(yīng)墩位橋面及相鄰墩位橋面的角點(diǎn)、中點(diǎn)及轉(zhuǎn)角處；橋梁伸縮縫的任意一側(cè)。對(duì)托換梁變形監(jiān)測(cè)，是通過(guò)在梁體上部布設(shè)百分表來(lái)完成的，本工程沿托換梁縱向軸線(xiàn)，在托換梁兩端及中部共布置百分表四個(gè)。百分表另一端固定在托換體系外穩(wěn)定的剛體上。主要監(jiān)測(cè)頂升過(guò)程中托換梁的上抬量及托換梁的撓度變形。對(duì)原樁與托換梁間的相對(duì)位移關(guān)系，是通過(guò)在原樁與托換梁間安裝百分表來(lái)完成的，監(jiān)測(cè)各階段施工過(guò)程中原樁與托換梁間位移變化關(guān)系。對(duì)托換樁（承臺(tái)）變形監(jiān)測(cè)，是通過(guò)在托換樁（承臺(tái)）上部布設(shè)百分表來(lái)完成的，本工程在每個(gè)托換承臺(tái)上各布置百分表一個(gè)。百分表另一端固定在托換體系外穩(wěn)定的剛體上。