深圳福田站樁基托換施工技術

改造者：王占軍

深圳福田站樁基托換施工技術

改造者：王占軍

工程背景

本工程位于深圳市福田中心區段，因廣深港客運專線需要下穿濱河益田立交橋（益田路上跨，濱河路下穿）以及益田路人行天橋，需對橋梁進行樁基托換施工，消除客運專線隧道下穿過程中的安全隱患。

濱河益田立交共有2座橋，分別為1號橋和2號橋。

1號橋為主線橋，共1聯，橋跨布置為（28+2*35+28）m，橋面寬32.25m，設雙向六車道；橋梁上部結構采用預應力混凝土連續箱梁，單箱五室截面，下部結構采用柱式墩、鉆孔灌注樁基礎，橋臺和橋墩樁徑分別為1.2m和1.5m，樁端持力層為強風化或弱風化花崗巖層。

2號橋為上跨主線的匝道橋，共三聯，橋跨布置為2*30m+3*30m～（27.435+2*35+28）m，橋面寬10m，設單向一車道；橋梁上部結構采用預應力混凝土連續箱梁，單箱單室截面，下部結構采用柱式墩、鉆孔灌注樁基礎，樁徑1.2m，樁端持力層為強風化或弱風化花崗巖層。

益田路人行天橋東西向跨越益田路，共一聯，橋跨布置為（26+25+15.4+15.4）m；上部結構采用等截面連續鋼箱梁，下部結構采用鉆孔灌注樁，樁徑為0.8m，樁端持力層為弱風化花崗巖層。

總體思路

上部結構對新舊樁的不均勻沉降的適應力是相當有限的，舊樁的沉降變形應在沒有新的影響因素情況下，認為已基本穩定，而新的托換樁在受荷后必然產生沉降變形，所以如何控制托換結構的沉降變形是樁基托換的一個核心問題。

圖1　千斤頂頂升操作

本工程樁基托換的形式為主動托換。需主動托換部分托換鑿除的施工思路：是在盾構影響范圍內考慮原樁失效，設置托換梁及托換樁承受上部建筑荷載，以滿足盾構通過要求。本工程主要施工內容為四個樁基的主動托換。

施工工序流程

托換施工是本項目的重大風險源之一，為切實做好樁基托換各項施工組織，安全、高質完成施工任務，必須嚴格把控每個施工環節，確保樁基托換安全順利完成。主要施工工序流程為：施作托換承臺→頂升托換、監測→破除侵入隧道舊樁→基坑回填與路面恢復

樁基托換預頂

本工程在托換施工時采取一次預頂，控制變形和沉降，確保安全。頂升值：宜取各頂升端支座反力的1.1倍。

預頂目的

①完成托換樁的下沉及變形；

②檢驗托換梁、托換樁以及構件新舊連接處是否滿足設計承載力要求；

③檢驗頂升設備（千斤頂、安全自鎖裝置等）及整個監測系統是否正常。

預頂操作說明

（1）選用校檢系數相接近的千斤頂，托換梁頂升端千斤頂利用油路并聯，各油路安裝單向閥自鎖裝置，每臺油泵控制一個頂升端的所有千斤頂，分小組進行操作，統一指揮；

（2）采取分級加載原則，初級加載值取加載上限值的30％，之后每級荷載增量為千斤頂加載上限制的10％、5％、2％....根據監測結果，調整每級加載值；

（3）每級加載需保持10min，等結構穩定后方可加次級荷載；

（4）通過嚴密的監控系統，分析反饋來的信息，根據信息控制油泵的工作系統，調節托換梁梁端頂升力，使其達到平衡；

（5）在加載過程中，采用裂縫觀測儀嚴格監測托換梁裂縫的產生及發展；采用電子位移計監測托換梁撓度和既有橋墩豎向位移；采用傾角儀對既有橋墩、托換梁變形進行監測，當最大變形或位移大于設計要求限值時，應停止加載，通知設計進行分析處理；

（6）為保證頂升過程安全，鋼支撐打鋼鍥塊同步升降；

（7）頂升過程中發現墩柱有上抬趨勢，即當托換梁頂升端不產生位移時，為頂升臨界點應停止頂升，預頂完成。

圖2　托換千斤頂、鋼支撐及連接部位結構圖示

托換監測

（1）整個施工過程中所使用的電子位移計測量精度為0.01mm，傾角儀精度為2s；

（2）均經專業質檢部門標定后使用；

（3）采用先進的傳感器技術、數據采集技術和分析技術；

（4）位移計監測系統是由多個位移計一個機箱組成，可以同時在顯示屏看到不同部位的變形情況，便于施工操作，通過完善、先進、可靠的監控系統，對被托換橋墩、托換體系構件（托換梁、托換樁）變形做到嚴密監測，在監測信息的反饋指導下，安全有效地完成這一項施工過程。

新建托換樁與托換梁連接

在完成侵入隧道舊樁基破除，并在托換梁的頂升后，進行新建托換樁與托換梁間的連接。

連接部位施工前，須確定托換梁及樁基已完成受力轉換。托換連接采用高一等級微膨脹C40混凝土，連接部位鋼筋、模板、混凝土澆筑需嚴格按規范及質量要求進行控制，確保施工質量。

待連接部位混凝土達到設計強度，逐漸將千斤頂回油，逐一拆除，鋼支撐可拆可不拆。

施工工藝流程

頂升千斤頂鎖定→確定無誤→鋼支撐上打鋼鍥塊、焊勞→接駁鋼筋及、預頂千斤頂、固定鋼支撐、清理雜物→支模→澆筑混凝土→養護→拆除千斤頂。

連接施工注意事項

（1）必須確保連接部位無雜物，鋼筋連接無損壞，施工對鋼支撐及千斤頂無影響后方可進行混凝土澆筑施工。

（2）對托換承臺頂面及托換梁底面實施鑿毛、清洗處理，確保與連接體混凝土的可靠結合。

（3）對明顯有銹斑的鋼筋進行除銹處理，同時清除連接鋼筋上的油漬、雜物等。

（4）連接體預埋鋼筋采用冷擠壓套筒連接法或綁條焊接法連接，主筋外增設鋼筋網，從內至外依次施工。

（5）對托換梁、新樁連接體的模板木質定型弧形模板，外加鋼箍固定，在模板上部預留約4 個20cm 見方的孔洞用于混凝土澆筑觀察及振搗，利用托換梁中預留的3 根直徑168mm鋼管孔道澆搗混凝土，直至澆滿并振搗密實。

結束語

樁基托換施工監測對保證施工安全和質量尤為重要。在托換或頂升過程中對托換梁上部原樁的位移、沉降和托換新樁的沉降情況、托換梁的變形進行嚴密監測。施工監測主要部位為挖孔樁、托換梁、樁基頂升托換等。樁基托換施工監測則需要專項監測，需要有第三方進行平行監測，對采集數據過程、結果進行監督，要進行信息化施工。為了確保托換過程中上部結構的正常安全使用，監控網絡必須根據每個施工步驟可能對結構造成的影響進行布置。采用信息化施工技術，以信息指導施工，托換過程中對每個環節的監測數據進行采集、分析，發現問題及時提出，并對有關托換頂升參數進行修正。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.09.037本文結合工程實例，對盾構施工過程中的樁基主動托換技術進行了探討，可供類似工程參考。