襯砌結構托換群樁基礎施工技術論文

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一、工程案例

地面河涌橋，橋寬42米，兩向8車道，為城市主干道。橋兩側存在大量管線、管道。如采用地面托換方式，要交通疏解，管線改遷，河道斷流，且存在跨河道的虹吸管，施工難度非常大。為降低施工成本，減少施工工期，采用礦山法隧道襯砌結構托換群樁基礎施工技術進行施工。即先采用礦山法進行樁基托換處理，再采用盾構法進行剩余隧道施工。

二、施工技術原理

在地下采用礦山法開挖方式開挖出樁基托換空間，將侵入隧道或地下空間設施的既有樁基與新建地下襯砌結構相連接，然后待襯砌結構強度達到100%強度后，再將既有樁基沿襯砌結構面切斷。利用新建的地下結構承受既有樁基傳輸向下的力，受力結構采用托換拱的形式。

三、施工工藝流程及操作要點

（一）施工工藝流程

隧道襯砌結構托換群樁基礎施工工法施工流程主要有施工準備、礦山法施工及樁基保護--既有樁基鉆孔、植筋--綁扎托換拱結構鋼筋---混凝土澆筑--截樁施工。

（二）操作要點

1.施工準備

a.做好地質、管線調查，確定施工方法及方案；

b.組建施工班組、進行崗位培訓、做好技術交底；

c.做好材料采購、設備選型與配置等準備工作；

d.托換樁基位置及附近布設監測點，監控樁基托換過程中的沉降情況。

2.礦山法施工

隧道襯砌結構托換群樁基礎施工工法采用礦山法開挖露出樁基，礦山法開挖施工與常規的礦山法施工相同。需要注意以下幾點要求：

a.根據現場地質情況

采用不同的施工方法。建議采用上下臺階或上中下3臺階法；地質圍巖自穩能力相當差時，建議采用CD或CRD施工方法。

b、遭遇軟臥地層

可采取超前小導管注漿方式進行超前加固。超前小導管長度2.5～3.0m，漿液采用水泥+水玻璃雙液漿，漿液水灰比0.8～1.0，水玻璃波美度38。

c、根據地質情況采取不同的開挖方式

地質較硬時，可采取松動爆破的方式進行土方開挖；地質較軟時，采用人工+機械開挖方式進行土方開挖。樁基周圍采用人工開挖方式進行開挖，以減少對樁基的擾動。

d、土方開挖過程中

如果發生樁基沉降現象，必須對樁基周圍進行注漿加固，待沉降得到控制后，再進行開挖施工。加固方式采用鋼花管注漿加固方式進行。

3.樁基鉆孔及植筋

a、鉆孔

樁基全部露出后，在襯砌結構鋼筋對應位置的樁基上鉆孔，鉆孔工具采用手持水鉆或風鉆。由于地下樁基直徑一般較大，且隧道襯砌結構一般呈拱型，故鉆孔采用兩側往中間對鉆的方式進行施工，使鋼筋以弧形的方式順利穿孔通過。鉆孔數量、孔徑及角度應滿足設計要求。為方便鋼筋順利穿過，鉆孔孔徑控制在結構鋼筋主筋直徑的1.5倍左右。一般分2種：外層鉆孔供1根主筋穿過，鉆孔孔徑控制Φ50mm；內層鉆孔供2根主筋穿過，鉆孔直徑控制Φ70mm。每處鉆孔完成后，使用高壓空氣將鉆孔內吹干凈、吹干燥，然后利用砂漿泵對鉆孔填充M15微膨脹水泥砂漿，砂漿稠度控制在60～80mm，砂采用中砂。鉆孔充填密實后，將結構鋼筋穿過鉆孔，并進行密封處理。

4.托換梁鋼筋綁扎

既有樁基的鉆孔及植筋施工完成后，進行新建襯砌結構的鋼筋綁扎施工。綁扎施工過程中，將樁基上的植筋錨入托換拱的鋼筋中，形成整體。樁基中心兩側各750mm范圍內結構鋼筋應適當加強，增加箍筋設置。鋼筋錨入的位置，不得有鋼筋焊接接頭存在.

5.托換梁混凝土澆筑a模板安裝

由于樁基與隧道相對位置不固定，樁基段襯砌結構無法采用臺車進行模板支護，襯砌結構模板采用55型1.2X0.3m定型組合鋼模板，施工縫擋頭模采用收口網封堵；模板主次梁楞分別采用預制工18工字鋼楞及100X100mm方木；模板支架采用?48×3.0mm扣件式鋼管腳手架滿堂式布置；腳手架縱、橫、豎向鋼管之間采用直角扣件連接，與剪刀撐斜杠采用旋轉扣件連接；腳手架立桿底部下墊10mm厚200X200mm鋼板，立桿頂部及橫向水平桿兩端設置U型可調托撐。b混凝土澆筑襯砌結構混凝土采用商品混凝土，混凝土強度及抗滲等級根據設計要求確定?；炷敛捎弥苯颖盟腿肽７绞竭M行混凝土澆筑施工，澆筑過程中同時進行振搗作業。襯砌模板安裝過程中預留混凝土澆筑窗口，澆筑窗口布置形式為：于隧道兩側拱底、拱墻、拱頂分別預留3處窗口，于隧道拱頂設置混凝土澆筑管；澆筑窗口及澆筑管共設置3環，分別沿隧道縱向1/6、3/6和5/6澆筑長度處設置?；炷翝仓翱诩皾仓茉O置。

6.洞內截樁

托換的隧道襯砌結構混凝土達到設計強度的100%后，對侵入隧道凈空內的樁基進行截除施工。樁基截除可采用繩鋸或鑿除等方式進行。截樁施工遵循“先截斷，再外運，后破碎”的原則。為方便運輸，每段樁基的截除長度控制在1.5m左右，通過龍門吊垂直運輸至地面后采用油壓炮機進行破碎。a截樁作業平臺托換梁混凝土澆筑完成后，靠近樁基附近的2～3排腳手架暫時不拆除，進行加設剪刀撐、連接件、腳手板等必要的加固，以用作截樁施工的作業平臺使用。b截樁施工為防止樁基截除過程中樁基倒塌，進而破壞作業平臺，造成操作人員傷亡，樁基按照從下往上的順序逐段進行截除施工。采用繩鋸或人工手持風鎬由下往上截除樁基。c斷口處理樁基截斷后，襯砌結構內的樁體斷口必須及時沿二襯內輪廓打鑿平整，然后使用砂漿找平、密封，避免斷口部位處的襯砌鋼筋以及樁基主筋長時間暴露而銹蝕。

7.測量與監測

確保工程建設安全的關鍵是全過程監測樁基的沉降情況，及時測量樁基的沉降情況，并與分析計算值比較，及時反饋指導設計和施工。（三）檢測及結果隧道襯砌結構托換樁基基礎施工過程處于安全、穩定、快速、優質的可控狀態。托換過程中，對地面及樁基沉降進行了監測，實測最大沉降-15mm，小于設計的30mm沉降要求。

四、結束語

隧道襯砌結構托換群樁施工技術彌補了地面樁基托換的不足，利用礦山法開挖方式開挖出托換空間，將侵入隧道的受力樁基與襯砌結構相連接，然后截除既有樁基，使樁基所承受的力傳輸至襯砌結構上。隧道襯砌結構托換群樁施工技術將工程施工由地面轉入地下，避免了地面的場地限制及管線、管道改遷工作，減少了對城市正常運行的影響。施工產生的振動、噪音、粉塵等公害也得到了最大限度的降低。工程建設時，地面構筑物可以正常使用。隧道襯砌結構托換群樁基礎的成功，為以后城市地下工程在類似情況下的規劃建設提供了可靠的決策依據和技術指導，新穎的施工技術將促進地下工程施工技術進步，社會效益和環境效益明顯提高。

作者：李偉杰 單位：中鐵二局股份有限公司