淺析軟弱地層中泥水盾構(gòu)的過(guò)樁施工

王海東

（中鐵三局橋隧分公司，河北 邯鄲 056036）

淺析軟弱地層中泥水盾構(gòu)的過(guò)樁施工

王海東

（中鐵三局橋隧分公司，河北 邯鄲 056036）

文章對(duì)南方某市地鐵一號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間在以中粗砂為主，夾雜粉質(zhì)黏土和礫砂的復(fù)合地層中掘進(jìn)時(shí)遇到的對(duì)建筑物下方的樁群進(jìn)行切割過(guò)樁的問(wèn)題及解決措施進(jìn)行了分析。

軟弱地層；泥水盾構(gòu)；樁基托換；過(guò)樁施工

1 概述

某施工單位在南方某市地鐵一號(hào)線施工中，某個(gè)區(qū)間采用泥水盾構(gòu)機(jī)施工，在設(shè)計(jì)線路上有4棟房屋168根樁的樁基礎(chǔ)侵入了隧道中。在隧道掘進(jìn)施工時(shí)，需要盾構(gòu)機(jī)在建筑物下方的軟弱地層中進(jìn)行過(guò)樁施工，利用盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)將樁體切斷后，通過(guò)泥漿循環(huán)的渣土外運(yùn)方式輸送到地面，經(jīng)地面泥水分離站分離后棄土。

在隧道通過(guò)前，施工單位首先對(duì)房屋進(jìn)行了樁基托換施工,但由于實(shí)際情況不允許進(jìn)行拔樁和斷樁施工，盾構(gòu)機(jī)在切割這些樁體的時(shí)候該樁仍與房屋有著直接連接。經(jīng)過(guò)對(duì)該段過(guò)樁任務(wù)的分析，對(duì)泥水盾構(gòu)機(jī)的過(guò)樁方案進(jìn)行了多次的討論和研究，提出了慢轉(zhuǎn)速、慢掘進(jìn)、連續(xù)施工、加大環(huán)流的施工參數(shù)，有效避免了地鐵施工對(duì)地面建筑物帶來(lái)的沉降、傾斜等影響，成功地穿越了房屋樁群。

2 施工方法特點(diǎn)

施工時(shí)不需要切斷原房屋與原樁基礎(chǔ)的聯(lián)系，過(guò)樁時(shí)主要通過(guò)對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，地面輔助進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如房屋發(fā)生沉降超過(guò)警戒值，應(yīng)立即啟動(dòng)雙液注漿對(duì)房屋基礎(chǔ)進(jìn)行加固。

盾構(gòu)機(jī)所切的樁均為錘擊灌注樁，樁體所切部分為素混凝土，樁底局部可能存在鐵樁尖。

根據(jù)所過(guò)樁的里程對(duì)照盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)里程，控制好盾構(gòu)機(jī)參數(shù)，地面進(jìn)行相應(yīng)部分的房屋監(jiān)測(cè)，必要時(shí)進(jìn)行跟蹤注漿，盾構(gòu)機(jī)切樁安全通過(guò)被托換房屋。

3 施工工藝流程、施工方法及操作控制要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

見(jiàn)圖1。

3.2 關(guān)鍵工序施工方法

3.2.1 樁基托換施工

（1）工藝流程，見(jiàn)圖2。

（2）操作工藝要點(diǎn)：①鉆孔樁施工。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求,鉆孔樁分為室內(nèi)鉆孔樁和室外鉆孔樁,鉆孔樁入巖深度根據(jù)設(shè)計(jì)補(bǔ)充文件進(jìn)行調(diào)整。室內(nèi)鉆孔樁施工由于空間狹小采用改良型鉆沖孔樁施工。②基坑開(kāi)挖前先做好旋噴樁及鋼板樁止水，做好邊坡防護(hù)，然后才能進(jìn)行開(kāi)挖。基坑的開(kāi)挖根據(jù)施工需求采用分層分段開(kāi)挖。③托換梁施工位置基坑開(kāi)挖至梁底后開(kāi)始進(jìn)行托換大梁的施工。托換梁施工盡量采用一次性澆注，不留施工縫；托換梁砼澆注后需進(jìn)行承臺(tái)底部注漿，使托換梁和被托換承臺(tái)間縫隙密實(shí)。④托換梁達(dá)7天齡期后可先進(jìn)行部分回填，繼續(xù)開(kāi)挖其他部位基坑，進(jìn)行托換梁施工。

圖2 樁基托換施工工藝流程圖

圖3 房屋梁式托換示意圖

托換施工示意圖見(jiàn)圖3。

3.2.2 盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁施工

3.2.2.1 工藝流程

見(jiàn)圖4。

3.2.2.2 過(guò)樁前準(zhǔn)備

圖4 盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁施工工藝流程圖

盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁前先計(jì)算出兩條線需過(guò)樁的實(shí)際里程與盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)里程的關(guān)系表，指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁施工。本工程盾構(gòu)機(jī)共需過(guò)168根樁，過(guò)樁前應(yīng)準(zhǔn)備好應(yīng)急措施的處理，地面過(guò)樁的地方應(yīng)做好注雙液漿準(zhǔn)備，一旦有情況發(fā)生，能立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

3.2.2.3 盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁情況

（1）根據(jù)建筑物樁基礎(chǔ)侵入隧道位置及長(zhǎng)度不同，盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁情況可分為如下幾種情況，見(jiàn)圖5。

圖5 盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁時(shí)與原樁位置關(guān)系圖

（2）盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁參數(shù)：①樁基礎(chǔ)全侵入隧道時(shí)過(guò)樁參數(shù)（見(jiàn)圖5中2、3情況）。盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁時(shí)注意控制盾構(gòu)機(jī)參數(shù)，切口壓力根據(jù)盾構(gòu)機(jī)所在位置計(jì)算得出，過(guò)樁前后推進(jìn)過(guò)程中保證盾構(gòu)及切口壓力波動(dòng)穩(wěn)定；過(guò)樁前總推力900 T，刀盤(pán)扭矩0.8～0.9 MN·m，刀盤(pán)轉(zhuǎn)速為 1.0～1.2 rpm，推進(jìn)速度 25～30 mm/min；過(guò)樁時(shí)總推力增加為1 000 T，刀盤(pán)扭矩為0.9～1.2 MN·m，速度降為15～20 mm/min，刀盤(pán)轉(zhuǎn)速為1.0～1.2 rpm，盾尾到達(dá)過(guò)樁位置時(shí)管片選用加強(qiáng)型管片。

②樁基礎(chǔ)部分侵入隧道時(shí)過(guò)樁參數(shù)（見(jiàn)圖5中4、5、7情況）。該情況由于原建筑物基礎(chǔ)樁尖存在樁靴，在盾構(gòu)機(jī)切樁時(shí)樁靴存在造成開(kāi)挖倉(cāng)堵塞的可能性，從而使切口壓力波動(dòng)加大，對(duì)地面建筑物沉降會(huì)造成很大影響。過(guò)樁時(shí)推進(jìn)速度降為10～15 mm/min，其余參數(shù)與①相同。

③樁基側(cè)面侵入隧道時(shí)過(guò)樁參數(shù)（見(jiàn)圖5中1、8情況）。該情況盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁時(shí)可能造成建筑物原樁基礎(chǔ)側(cè)向位移，造成建筑物沉降量過(guò)大；盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁前后盡量減小盾構(gòu)機(jī)糾偏量，參數(shù)情況與②相同。

④樁基礎(chǔ)離隧道很近，未侵入隧道時(shí)過(guò)樁參數(shù)（見(jiàn)圖5中6情況）。該情況盾構(gòu)過(guò)樁前后參數(shù)不變，改樁位置管片拖出盾尾后需在該環(huán)進(jìn)行二次雙液注漿。

3.2.2.4 施工監(jiān)測(cè)

①過(guò)樁前需測(cè)出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)過(guò)樁前沉降情況，方便與過(guò)樁時(shí)及過(guò)樁后的數(shù)據(jù)對(duì)照。②過(guò)樁時(shí)施工監(jiān)測(cè)，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)里程判斷出盾構(gòu)機(jī)將過(guò)哪些樁，然后對(duì)該樁承臺(tái)及附近承臺(tái)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)情況及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)。一有建筑物沉降超過(guò)警戒值的情況發(fā)生，立即啟動(dòng)注雙液漿應(yīng)急預(yù)案，直至沉降情況穩(wěn)定。③盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁后，需進(jìn)行后期沉降觀測(cè)，當(dāng)觀測(cè)穩(wěn)定后方可進(jìn)行房屋恢復(fù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

此次盾構(gòu)機(jī)過(guò)樁施工的順利完成標(biāo)志著樁基托換施工的圓滿成功。盾構(gòu)機(jī)先后共過(guò)4幢建筑物共168根樁，過(guò)樁后房屋的沉降均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，建筑物恢復(fù)后已交付原業(yè)主使用。

與其他情況相比，在以中粗砂為主的復(fù)合地層中，泥水盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)樁跟以往其他盾構(gòu)機(jī)施工有顯著的不同。在借鑒以往施工經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)作出調(diào)整，有針對(duì)性的設(shè)定掘進(jìn)參數(shù)，制定方案和采取措施，才能保證掘進(jìn)穩(wěn)定、順利、高效的展開(kāi)。

Discussion on the Over Piles Construction of Slurry Shield on the Soft Ground

Wang Haidong

The article analyzes on the cutoffover piles problems and solutions ofpile groups beneath the building in the excavation of complex formation which is mainly composed ofmiddle coarse sand and mixes with silty clay and gravel in the line I subway’s shield range of a southern city.

soft ground；slurry shield；underpinning；over piles construction

U 455.43

A

1000-8136(2011)08-0043-02