樁基托換對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)沉降的影響研究

張健 原方 李志謙 徐志軍

摘 要：本文以鄭州地鐵5號(hào)線(xiàn)樁基托換工程為依托，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，得到新舊結(jié)構(gòu)最大位移點(diǎn)的位置，分析得出托換過(guò)程中結(jié)構(gòu)的位移變化特點(diǎn)。本文的研究成果可為類(lèi)似樁基托換工程提供參考。

關(guān)鍵詞：樁基托換；沉降位移；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）17-0124-02

Study on Effect of Pile Underpinning on Structural Settlement

ZHANG Jian YUAN Fang LI Zhiqian XU Zhijun

Abstract： Based on the pile foundation underpinning project of Zhengzhou Metro Line 5 and the monitoring data， this paper obtained the position of the maximum displacement point of the old and new structures. The characteristics of the displacement variations in the structure during the process of underpinning were analyzed. The research results of this paper could provide references for other similar pile foundation underpinning projects.

Keywords： pile foundation underpinning；settlement displacement；monitoring data

在規(guī)劃地鐵路線(xiàn)時(shí)，不可避免地要穿越既有地下結(jié)構(gòu)，其中穿越既有樁是常見(jiàn)的形式之一。針對(duì)這種情況，工程中常用的處理方法即樁基托換[1]。

樁基托換的原理是在既有樁基下部澆筑新的樁基，既有樁截?cái)嗪螅喜亢奢d由新建樁基承擔(dān)。樁基托換的方法主要有兩種：對(duì)于荷載較小、變形要求較低的采用被動(dòng)托換；對(duì)于荷載較大、變形要求較高的采用主動(dòng)托換。兩者的區(qū)別在于主動(dòng)托換在既有樁截?cái)嗲皩?duì)既有結(jié)構(gòu)上部承臺(tái)施加頂升荷載。

鄧濤利用FLAC3D模擬研究主動(dòng)托換頂升的最佳荷載值[2]；熊小剛應(yīng)用ANSYS模擬研究主動(dòng)托換的沉降和頂升的位移控制值[3]。

本文以鄭州市地鐵5號(hào)線(xiàn)主動(dòng)托換樁基工程為依托，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，得到新舊結(jié)構(gòu)最大位移點(diǎn)的位置，分析得出托換過(guò)程中結(jié)構(gòu)的位移變化特點(diǎn)。

1 工程概況

本文研究的樁基托換工程中的既有結(jié)構(gòu)為鄭州市黃河路立交橋F匝道樁接蓋梁式橋臺(tái)，臺(tái)高約5m，蓋梁截面2.7m（寬）×3.0m（高），樁基直徑Φ1.5m，樁長(zhǎng)35m。托換結(jié)構(gòu)采用托換樁-梁結(jié)構(gòu)，托換梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其尺寸為5.8m（寬）×3.0m（高）×18.4m（長(zhǎng)），托換樁采用鉆孔灌注樁，直徑1.3m，樁長(zhǎng)50m，共4根。橋臺(tái)樁基托換立面布置圖如圖1所示。

2 監(jiān)測(cè)過(guò)程與分析

2.1 工程施工進(jìn)度統(tǒng)計(jì)

橋臺(tái)樁基托換工程正常施工作業(yè)，樁基托換通道開(kāi)挖完成。托換梁澆筑完成，現(xiàn)場(chǎng)壓載和頂升均已完成。

2.2 監(jiān)測(cè)工作

對(duì)橋臺(tái)樁基托換工程周邊8個(gè)箱梁豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)、4個(gè)托換梁豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)、2個(gè)橋臺(tái)豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和2個(gè)擋墻豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。新舊結(jié)構(gòu)和開(kāi)挖隧道位置關(guān)系及現(xiàn)場(chǎng)沉降位移檢測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2。

圖中共有16個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中JGC-2、JGC-8位于橋臺(tái)兩端中部，ZQC-9—ZQC-12位于托換梁四角，JGC-1、JGC-7位于擋墻結(jié)構(gòu)上，其余測(cè)點(diǎn)均布置在立交橋的箱梁兩側(cè)，由此，整個(gè)結(jié)構(gòu)的沉降均得到有效監(jiān)測(cè)。

2.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集

提取頂升當(dāng)天的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比得出各結(jié)構(gòu)沉降累計(jì)變化最大值，詳細(xì)數(shù)值見(jiàn)表1。

從表1可知，擋墻豎向最大位移出現(xiàn)在JGC-7測(cè)點(diǎn)，累計(jì)變形最大值為豎直向下16.1mm，其數(shù)值超出了控制值，出現(xiàn)紅色監(jiān)測(cè)預(yù)警；橋臺(tái)豎向最大位移出現(xiàn)在JGC-2測(cè)點(diǎn)，累計(jì)變形最大值為豎直向下1.7mm，未超過(guò)控制值；箱梁豎向最大位移出現(xiàn)在JGC-3測(cè)點(diǎn)，累計(jì)變形最大值為豎直向下2.4mm，未超過(guò)控制值。

從圖3可知，16個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)中沉降量最大的為擋墻的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)；箱梁上的8個(gè)測(cè)點(diǎn)中，東北側(cè)的一排測(cè)點(diǎn)測(cè)得的沉降量略大于西南側(cè)的一排；托換梁上的4個(gè)測(cè)點(diǎn)中，ZQC-9、ZQC-10兩側(cè)點(diǎn)測(cè)得的沉降量略大于ZQC-11、ZQC-12，其中ZQC-11測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)豎直向上的位移。

4 結(jié)論

①由于既有橋臺(tái)的位置位于托換梁上中間偏西南方向一端，所以托換梁西南部分受到的荷載較多，其沉降略大于另一端；受頂升荷載的影響，橋臺(tái)和箱梁也出現(xiàn)了沉降，東北測(cè)的沉降略大于西南測(cè)。新舊結(jié)構(gòu)所有測(cè)點(diǎn)測(cè)得的沉降量均處于控制范圍之內(nèi)，測(cè)點(diǎn)周邊環(huán)境及工程自身巡查無(wú)異常情況。

②橋臺(tái)樁基托換工程擋墻豎向位移累計(jì)值已超控制范圍并處于預(yù)警狀態(tài)，建議加強(qiáng)關(guān)注工程現(xiàn)場(chǎng)施工情況和測(cè)點(diǎn)的保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢(qián)七虎.迎接我國(guó)城市地下空間開(kāi)發(fā)高潮[J].巖土工程學(xué)報(bào)，1998（1）：112-113.

[3]鄧濤，關(guān)振長(zhǎng)，陳開(kāi)良，等.橋梁樁基主動(dòng)托換中頂升荷載的簡(jiǎn)化計(jì)算[J].巖土力學(xué)，2015（11）：3259-3267.

[3]熊小剛，江見(jiàn)鯨.樁基托換對(duì)上部結(jié)構(gòu)影響的非線(xiàn)性有限元分析[J].特種結(jié)構(gòu)，2003（1）：8-10.