淺談復雜環境下的橋梁樁基托換施工工法

張劍輝

粵水電軌道交通建設有限公司 廣東 廣州 510610

1 工程概況

廣州市軌道交通十四號線二期馬務站采用明挖島式車站，車站長度為140.2m，標準斷面寬度為21.9m，底板埋深約27.55m，底板底標高約-15.15。車站施工期間，黃石立交C匝道位于車站影響范圍，C匝道為樁基礎，樁徑1～1.2m，樁長約22m。C匝道位于基坑上方，原樁基礎除會影響地鐵車站的建筑裝修外，地鐵施工期間對橋樁還可能存在碰撞、沉降，傾斜風險；因此在車站基坑施工前，需對基坑范圍內的C匝道樁基“C1～C4”樁進行托換。

圖1 馬務站樁基托換平面位置圖

2 周邊復雜環境及地下管線概況

馬務站東南側為黃石家私廣場，電力試驗研究院，廣州市白云區人民法院，西南側為機場高架，松園嶺社區，白云供電局、黃石商務大廈，西北側為黃石公共汽車總站，東北側為成豐大廈，廣州市信孚黃石中學[1]。

黃石立交C匝道橋橋樁托換，C3、C4橋樁托換處地下管線200200電信光纖4孔4條，C1、C2橋樁托換處地下管線有電力、燃氣、通信、雨水、污水管線，地下管線復雜，樁基托換施工前需對地下管線進行遷改。

3 樁基托換設計概況

黃石立交匝道橋C匝道橋4個橋墩在基坑開挖前需進行托換,托換基礎利用圍護結構鉆孔樁及主體結構先施做的抗拔樁鋼管混凝土柱[2]。其中C1、C2、C3橋樁采用2500mm*2000mm托換梁托換，C4采用3000mm*2000mm托換梁托換。

圖2 托換平面布置設計圖

4 施工順序

樁基托換施工順序應結合馬務站圍護結構施工及結構鋼管混凝土柱施工同時安排。

管線遷改→施工托換樁（鉆孔灌注樁、鋼管柱）→開挖樁基托換基坑→原樁植筋、進行界面鑿毛處理→澆注樁基托換梁→千斤頂預頂→原樁截樁→封樁（微膨脹混凝土澆筑）→回填[3]。

4.1 托換樁施工

樁基托換施工，托換樁采用圍護結構Φ1200mm鉆孔灌注樁、主體結構抗拔樁與Φ1000mm鋼管柱兼作，鋼管柱基礎采用直徑Φ1800mm抗拔樁鉆孔灌注樁基礎。

因受黃石立交C匝道橋下凈空影響，鉆孔灌注樁采用沖擊鉆施工，抗拔樁鋼筋籠、鋼管柱、柱內鋼筋籠必須分多節進行吊裝，為本工程的一個難點。

4.2 基坑開挖

根據馬務站地質情況，托換梁基坑開挖采用（1:1）放坡開挖的方式進行開挖，邊坡支護采用掛單層鋼筋網（ф8@150*150）噴射混凝土100mm進行支護。

4.3 原樁植筋與界面鑿毛處理

具體工作中，為確保新建托換梁與托換樁的良好結合，應對原橋墩柱與托換梁結合的部位進行鑿毛，并且兩者應通過植筋進行連接，植筋施工主要包括鉆孔、注射錨固劑以及植筋環節。在鉆孔方面，按照實際的植筋位置[4]，選擇沖擊鉆進行鉆孔，直徑保持在26mm。完成鉆孔工作后，需要對孔內灰塵進行徹底清理；在注射錨固劑方面，應用的是雙組份A級植筋膠，通過專業注射槍將其注入至鉆孔中；在植筋方面，在鉆孔中插入鋼筋，按照螺旋形方式植入，每隔300mm，將200mm鋼筋植入樁內，共植入長度400mm，保持所有鋼筋平均分布，與新做托換梁鋼筋形成整體。

4.4 托換梁施工

托換梁施工分兩期，一期施工樁頂預頂承臺，安裝預埋鋼板等，預頂承臺需預留一圈Φ16@200鋼筋，埋入承臺1000mm，后期施工與托換梁連接。二期施工上部托換梁。托換梁澆筑選擇分層澆筑的方式，每層高度≤50cm，澆筑時，振搗人員需要將振搗棒插入到梁內，進行充分的振搗，確保混凝土的密實度。

4.5 千斤頂預頂

整個托換體系中，預頂是一項較為關鍵的工作，此項工作主要目的是：第一，消除托換新樁變形對整個托換體系造成的不良影響，防止造成不均勻沉降問題的發生；第二，檢驗托換梁托換體系的承載能力是否滿足橋梁通車規范要求。托換千斤頂預頂加載環節需要依據分級加載原則，加載等級為十級，每級荷載增量上有一定限制，具體是千斤頂加載上限值的10%，禁止一次加到最大，加載時間為10分鐘。當被托換樁上臺量大于1mm時，或托換梁裂縫寬度大于0.18mm時，需停止加載。頂升時，對承臺與托換梁兩端位移進行嚴格控制，托換梁兩端上抬量不可超過3mm，承臺下沉量不可超過2mm。

4.6 截樁

預頂完成待托換梁沉降穩定后，被托換樁進行截樁處理，截樁位置在托換梁底部。截斷時，應分批跳開進行，先沿樁周開一條斷口，深度為10cm，寬度為20cm，這一環節原樁鋼筋不得斷開。并且，需要對沉降變化情況進行詳細觀測，適當調節千斤頂，確保沉降處于允許范圍內。需要注意的是，切斷口的深度不可在10cm以上，同時需要按照由外向內、層層剝離的原則，鑿除樁身混凝土后，將樁身鋼筋切斷。除此之外，截樁環節應根據專項應急方案，做好各種應急措施，同時通報交警、市政等部門，將匝道橋封閉，禁止車輛通行。

4.7 封樁

在托換梁下面預留鋼筋，保證與預頂承臺位置相對應，預定完成后，基于預頂力穩定不變的前提下，對梁筋與承臺進行連接，并通過澆筑微膨脹混凝土進行封樁，待混凝土終凝后，在封裝混凝土與托換梁間的空隙中灌注水泥砂漿，達到良好的填充效果。

5 施工監測

通過開展施工監測工作，可以對各施工步驟做到詳細了解，保證上部結構安全性。監測的內容主要為：黃石立交C匝道及機場高速高架橋的豎向位移、傾斜監測、裂縫變形，托換結構樁及既有樁柱沉降位移。施工監測采用自動化監測形式，將信息化施工技術引入其中，對施工工作進行準確指導，托換工作中需要采集各環節的監測數據，并做出細致分析，及時發現其中存在的問題，針對性的修正相應參數。

6 總結

綜上所述，樁基托換施工技術是近年來發展形成的一種新型的施工方法，這一施工方式，有效解決了城市地鐵施工以及建筑物拆遷的矛盾。并且，該技術方式在廣州地鐵施工中取得了較好的應用效果，成為了該技術后期推廣的參考示范案例，還應不斷對樁基托換施工技術進行研究，以實現該技術作用的良好發揮。