地铁施工中的桩基托换技术

【摘要】详细介绍西安地铁二号线南康村-方新村站区间隧道施工中拟采用的桩基托换技术，内容包括桩基托换基本原则、具体托换方案、托换步骤以及区间隧道的辅助施工措施等。

【关键词】地铁 桩基托换 区间隧道

1  引言

西安地铁二号线南康村-方新村站区间隧道，正线起止里程为YDK6+968.500～YDK8+234.593。该区间隧道由南向北，从南康村站南端沿未央路下穿北二环与未央路立交后到达方新村站北端。区间断面为单线马蹄型，洞顶覆土8.8～12.3米，线间距13.0米。区间隧道右线在里程为YDK8+178.392处与华润万家超市门前跨未央路的人行天桥桩基相交，其中一根已侵入右线隧道结构，须做托换处理；另一根与左隧道结构距离约1.76m。

区间隧道与人行天桥的关系详见图1-1所示。

2  桩基处理基本原则

根据北京地铁施工经验并结合本工程的具体情况，桩基处理应遵循如下几个基本原则：

⑴新托换结构体系的承载力有足够的保证和储备。

⑵托换体系的总变形应控制在原建筑物允许的局部附加变形范围以内。

⑶托换施工过程中必须保证把上部荷载从原来的桩基上可靠的转换到新的托换结构体系上，并有效地控制被托换结构在施工中的有害变形。

⑷桩基托换后应保证区间隧道的施工安全，并严格控制隧道施工对新托换结构的影响和破坏。

⑸桩基托换施工不得改变原建筑物的使用功能。

⑹桩基托换前后对YDK8+120～YDK8+250范围内地表下沉、建筑倾斜、变形及下沉等进行严格的监测，并用于指导施工。

3  基础处理方案选择 

根据不同基础类型、建筑物条件及与隧道的相互关系，采取不同的处理和加固措施。一般情况，对浅基础，通过隧道内的超前注浆加固围岩，控制下沉；对沉管灌注桩基础，增设筏形基础与原有桩基础共同作用；对钻孔灌注桩、人工挖孔桩基础，则根据其与隧道的关系及桩底所处地层条件，采用梁式托换和通过隧道内超前注浆加固围岩及结构加强等措施，以期顺利通过地表建筑密集区。

该区间隧道所通过的天桥基础为钻孔灌注桩基础，且根据其与隧道的关系及桩底所处的地层条件，选择采用梁式托换和隧道内超前注浆加固围岩及结构加强等措施。

4  桩基托换

该天桥采用的钻孔灌注桩，通过对桩与隧道的相互影响分析，涉及到托换的有1根桩（详细情况见附图1-1所示）。

（1）桩基托换采用地表钻孔灌注桩，水平托换梁包住被托换桩构成新的受力体系。梁采用C40钢筋混凝土，配以挠度和裂缝控制，2根新桩直径Φ1000mm、长约33m，托换梁为长11.78m、宽2.2m、高2.0m，转换梁设于未央路现地面以下1.0m。基槽底部加固采用φ35×3.25钢插钢、长2.0m、注1:1水泥浆。

（2）托换步骤：利用即有未央路作为钻孔桩和转换梁的施工空间，首先开挖基坑至转换梁及垫层底高程，即现地面下3.5m，两新桩顶高程低于梁底高程60cm。先施作钻孔桩，后施作牛腿和联系梁，钻孔桩首先灌注至牛腿高度，钢筋预留，待桩基检测合格后、浇筑牛腿，联系梁与钻孔桩相接位置预留钢筋；既有桩与联系梁的边界采用植筋技术（在即有桩上锚筋钻孔径为φ32、呈梅花型布置，桩上钻孔时跳钻施工，钻孔清孔后插入锚筋，注入树脂化学胶，待达到强度后再进行下一钻孔作业），将既有桩与梁形成整体，新旧混凝土之间通过界面处理(将混凝土表面凿毛，深度宜为10～20mm，凿毛后用水清洗干净，在新加结构混凝土上浇捣前4h内刷界面处理)，以保证两者之间的粘结力。

上述工作完成后，浇筑联系梁；待联系梁、牛腿及钻孔桩达到设计强度后，在牛腿上设千斤顶，对牛腿桩与联系梁施加预加力每个千斤顶的预加力，千斤顶施加的力基本上与所托换的桩所承受的荷载相等（新桩自身的下沉和联系梁的挠度基本上可在此阶段完成）；最后浇注联系梁与牛腿之间的钻孔桩，等混凝土强度达到设计强度前，千斤顶压力值保持在规范值要求，待混凝土强度设计要求后，将千斤顶拆除，完成力的转换。施工期间建立严格的监测系统，及时、准确的了解对地表下沉、人行天桥的沉降及变形情况，通过信息化指导托换施工，以确保人行天桥的安全。

桩基托换施工工序详见图4-1所示。

5  桩基影响隧道段内辅助施工措施

为保证隧道开挖顺利通过该天桥，尽可能减少对地面建筑物的影响，保证地表下沉及倾斜能满足建筑设计有关规范要求，除对桩基础进行托换外，在隧道施工中尚应采取辅助措施，以达到确保建筑物安全的目的。对YDK8+155～YDK8+200段左右线施工时，对初期支护进行加强，上半断面小导管超前注浆，注浆材料为MC型超细水泥，以保证在隧道周边形成具有足够强度的承载圈。开挖本段时，应加强对地表及建筑物的监控量测，必要时，应缩短开挖进尺，适当减少装药量，以减少对围岩的扰动，尽早封闭断面，及时形成封闭结构，以有效控制地表下沉，减少对天桥及桩基的不利影响。

6  结语

基础托换具有较大的风险性，又是建筑工程中最困难的任务之一，必须精心设计精心施工，对托换过程中遇到的一系列技术难题进行合理解决。