浅谈地铁盾构穿越桥梁桩基的除桩与改造方案

CHENGSHIZHOUKAN 2019/18
城市周刊３８浅谈地铁盾构穿越桥梁桩基的除桩与改造方案
俞鸣陵　中铁第四勘察设计院集团有限公司杭州分院
摘要：随着我国社会经济的不断发展，我国的城市轨道交通运行发展得到了越来越多的重视，城市地铁轨道交通建设项目是我国经济发展的重点，只有提升地铁在我国的建设力度，才能有效地改善我国交通道路的现状，同时，也为我国的社会经济发展提供一定的保障。

现阶段，我国在地铁交通轨道建设过程中，仍然存在一定的问题，本文以某工程穿越螺城河桥工程为例，对桥梁桩基的破除与桥梁改造方案进行了几个方面的分析，在进行多方位分析过程下，采取冲击钻破除桩基技术进行案例的探讨，拟定了工程的实施方案，该方案有其社会影响小，同时具有安全性高、工期短、造价低的优点，对类似工程的实施有一定的借鉴和指导意义。

关键词：地铁施工；桥梁改造；桩基拔除
在城市建设轨道规划过程中，一般都有其局限性，在早期的城市轨道建设中，城市地铁的整体走向以及规划都没有进行全面的考虑，随着时代的不断发展，地铁盾构与现状构筑物的冲突问题越来越突出，其主要原因是，地铁在现代化进程发展中，得到越来越多的重视，地铁建设也不断的完善，而原构筑物是按常规设计施工的，并未前瞻性的预留地铁盾构避让区间。

现阶段，我国大部分地区都在进行地铁的建设或以已经建设。

随着城市化进程不断改善，地铁的建设也应该随着时代的发展建设，地铁隧道穿越原有构筑物已经成为了地铁建设存在的必要问题。

研究解决这一问题，在建设地铁中具有非常重要的意义。

本文通过对某地铁交通轨道工程穿越螺城河桥的改建工程案例进行了分析，并对桥梁改造及桩基破除方案进行探讨研究，希望为类似的地铁盾构穿越桥梁桩基的工程提供一定的帮助。

一、施工方法与分析
地铁在建设过程中，会遇到各种各样的施工问题，面对问题的产生，只有对其进行相应的解决，不断探讨应对策略，解决现有的工程问题，促进地铁的健康正确发展，并提升地铁的运行整体效率。

现阶段，我国的地铁盾构施工在遇到问题时，一般采用三种方法进行方法的完善以及应用：
方法一：在进行地铁盾构穿越桥梁过程中，如果实施方案条件在允许的情况下，可以采用调整线路或避开桥梁的方法进行施工。

这种方法是最便捷的，同时，也是最方便的，一般情况下，本方案对道路交通的影响较小的。

但是在实际的规划和应用中很容易受到城市规划和现有其他构筑物的限制，因此，这一方案是通常较难得到应用。

方法二：桩基托换技术。

本技术方案是将桥梁的上部结构原来要传递到桩基的荷载，通过桥梁结构的托换技术进行相应的转移。

这一方案的实施是在不阻碍交通道路的前提之下进行实施应用。

另外，桩基托换技术在应用实施中施工作业是比较复杂的，在施工中也有一定的局限性和危险性，其施工工程的成本也是比较高的，在实际应用中，应该谨慎的选择。

方法三：拆桥重建。

这一方案的应用实施，其工程建设成本是比较低的，它的风险也是比较低，其工程作业简单。

但也其局限性，在施工中，难免带来交通导改和交通拥堵的现象。

二、工程案例分析
１．工程概况。

本文以某地下轨道交通施工过程中的地铁盾构为例，对地铁盾构方法的具体应用进行了探讨。

某工程一号线作为城市发展的主干道，交通流量是非常多的，地铁要穿越的桥梁为1×16m 的预应力混凝土简支空心板桥，桥梁下部采用实体桥台，双排钻孔灌注桩基础，桩径1.0m，桩基数量40根，桩长23.5m。

它的桩基分布是非常密集的，导致盾构隧道工程无法进行，要将其中的桩基拔除12根，才可以进行工程施工建设，河底规划标高2.5m，桥位处河道净宽约14m [1]。

２．施工关键步骤。

（1）施工前准备。

施工前准备是工程建设发展的重要前提，只有对其设计进行相应的了解才能有效的提升施工整体质量。

因此，在进行施工建设时，需要优先对施工现场有着一个较为清晰的规划，确定盾构线位和桩基的准确位置，明确了解掌握了施工现场的各项情况，进行设计更为详尽切实可
行的施工计划[2]。

（2）施工导流、围堰及挡墙围护。

该地铁工程施工的挡墙围护是通过使用三轴水泥搅拌的施工方法进行施工建设，其中，墙体的总厚度为4.54m，其工程的插入深度为4.2m。

三轴搅拌桩在工程施工过程中，一般采用格栅状布置，还要保证墙体施工的整体性。

从而有效的防止外表水从墙顶渗入，增加地铁施工的难度，在进行施工过程中，如果发现有三轴搅拌桩无法穿越杂填土层的现象，应该将相关土层进行挖除，并对其换填后，再进行相应的三轴搅拌桩处理。

当遇到管线无法实施应用时，可以采用三重管高压旋喷桩的方式进行相应的施工设计代替。

该工程在进行围堰施工过程中，一般采用土石围堰的方法进行相应的施工设计，在进行施工过程中，要尽量的避开雨季施工，再加上河道的融水量比较少，这时，可以采用水泵抽送水的方
法进行引流[3]。

（3）土体开挖、桥面板拆除、墩台及桩基。

现阶段，我国的地铁盾构穿越桥梁的除桩工艺，主要为桩基破除、桩基直接拔除这两种方法。

桩基破除的应用主要克服了桩侧摩阻力以及桩身自身的重力。

再加上桩侧的摩阻力是比较大的，在利用设备起重的过程中，无法将桩直接拔除，因此，可以采用水切割拔桩法、高压旋喷振拔法，可以有效的减少桩侧的摩擦力，再进行相应的桩基拔除。

桩基直接拔除的应用是需要专业的技术设备进行相应的施工，同时，施工工程的成本费用是非常高的，施工成本的效率也是非常高的，在施工的场地条件要求也是比较高的，施工过程中，对周围环境的影响也是比较小的。

桩基破除在施工过程中一般采用人工冲桩、人工爆破、人工挖孔桩等方法，在工程施工过程中，这一技术是比较简单的，在设备技术上的要求也是简单的，施工中的成本也是比较低的。

但对其施工的周边环境影响也是比较大的，在进行钢筋桩体取出是比较困难的，其施工风险也是比较大的[4]。

工程在进行桩基拆除中，要选择12根进行拆除，还要对拔除桩基施工的类型以及水文地质情况进行相应的施工考虑，该工程采用冲击钻直接破除的方法进行除桩，在进行桩基拆除过程中，要保证桩体顶标比隧道底标在设计中高于2m、凿除至坑底下0.5m。

在进行现有桥拆除过程中，应该结合新老建筑物进行相应的构建，尽量采用振幅度较小的施工设备进行地铁工程的施工，减少对桥梁内部的影响，并在进行施工建设时使用保护措施，确保在进行施工建设时，能够最大程度的减少施工中对桥梁的整体结构的影响以及可能产生的破坏[5]。

（下转第40页）
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城市周刊４０（1）成孔质量控制措施。

首先对地质勘查报告进行深入分析，着重对比持力层孔深与等高线的结果，在实际操作中，要密切关注钻机进入持力层的状况，确保持力层桩基的深度。

与此同时，还要充分考虑吊抓松紧、钻具自重的因素。

另外，钻孔过程中，一旦发现磨盘平整度和垂直度出现偏差现象，就要及时的进行调整，从而来确保成孔的质量。

（2）清孔质量控制措施。

成孔之后，施工人员要将钻头提起置于空转状态，当然其提起高度大概在80毫米到100毫米之间就可以，等确定孔壁安全后，再将泥浆稀释，之后灌入105、108两种比重的泥浆进行二次循环，此阶段大约需要40分钟到1个小时的时间。

在此基础上，就可以将空地的岩屑、泥块等杂质清除掉。

之后还要进行二次清孔工作，此步骤主要是在钢筋笼下沉和导管安装后进行，以此避免桩底因为沉渣而出现松软层，从而降低桩端的承载力。

在清孔的过程中，施工单位必须是在相关要求的基础上来执行的，使其厚度达到相关标准。

（3）钢筋笼质量控制措施。

首先要确保钢筋笼的焊接质量。

其次，钢筋笼在放置时，必须保持垂直，并且缓慢放下，不得使钢筋笼和孔壁碰撞，以免导致孔壁坍塌，或造成钢筋笼变形。

最后，钢筋笼下放完成以后，为有效避免混凝土对钢筋笼产生托力而出现上浮的情况，就需要将上端和护筒进行焊接加固。

（4）混凝土灌注质量控制措施。

在以上工作完成以后，并检验通过后，就可以进行混凝土灌注工作。

在此环节中，做好混凝土的材料选择和配比工作是非常重要的，混凝土坍落度应180毫米到220毫米之间。

而在灌注的过程中，还要检查孔内导管距孔底的长度以及自身的长度，查看它们的长度是否符合要求，其混凝土灌注量可以利用压力平衡等算法来进行准确计
算。

除此之外，在灌注混凝土时，不得中途中断，必须保证连续
进行。

为了避免出现导管拔空的情况，导管在混凝土中的埋深应在2米到6米之间，其具体数值要根据实际工程需要来定[3]。

３．施工后质量控制措施。

当钻孔灌注桩施工全面完工后，还要对其进行实施监测，以此来确定灌注桩是否稳定，不会出现崩塌现象，一旦发现不稳定现象，要及时给予修复，根据实际情况对当前钻孔灌注桩工程钻孔的深度、调配得出泥浆的密度进行调整，以此来提高公路桥梁施工的质量。

另外，还要加强对钻孔灌注桩后期的维护工作，若想长期保障钻孔灌注桩施工的质量，就需要相关人员定期的进行抽检和修缮。

四、结语
在我国公路施工过程中，公路桥梁作为其中的一部分，其施工质量的高低将决定着整个公路工程的质量。

因此，加强公路桥梁工程质量控制是非常有必要的。

而桩基础施工对公路桥梁的安全性和稳定性有着直接的关系，其施工质量直接决定着公路桥梁的质量。

对此，钻孔灌注桩技术作为公路桥梁中桩基施工的主要技术，更要加强钻孔灌注桩的质量控制，使其控制原材料质量，并严格按照施工工序，做好施质量控制工作，以此来提高整个工程的施工质量。

参考文献：
[1]刘小东.公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用剖析[J].江西建材,2016(3):217.
[2]惠志巧,张海军.公路桥梁施工中钻孔灌注桩的质量控制研究[J].住宅与房地产,2018.
[3]张磊.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用探析[J].江西建材,2015(3):160.
（上接第38页）
（4）地铁施工地基工程的加固。

坑内覆土回填至围护桩顶，再进行坑内土体加固。

在对地铁施工工程中地基工程进行加固的过程中，应该对地基进行相关的加固处理，最大程度上保证地基的牢固稳性以及支撑能力。

一般来说，为了保证地基的稳定性，地基基座的底端也需要进行相关的加固。

其次，应保证地基的侧面抗压强度需大于1.0MPa，其次地面的加固也至关
重要，
必须严格控制地面的渗透系数在
以下[6]。

（5）施工监测。

现阶段，我国大部分地区都在进行地铁的建设或以已经建设。

随着城市化进程不断改善，地铁建设得到更多人们的重视，我国经济发展的突飞猛进，地铁工程企业建设推动国家经济发展。

而地铁施工监测是非常重要的，它有效地保证了工程的监测质量，只有保证地铁施工的工程质量，才能有效的提升地铁的施工工程，并有效的开展施工工程的正确制定。

在进行地铁盾构穿越桥梁桩基的除桩技术改造过程中，工程的监测还要保证施工的明确性。

只有将施工监测制度明确，按照一定的要求进行工程监测，才能有效的提升地铁
施工的整体质量[7]。

三、结语
随着工程建设的不断发展下，我国面临的挑战也在不断的扩大，在地铁工程实际的施工过程中，施工技术的监督管理需要对科技手段的力量进行充分利用，对实施有效的新技
术和新方式进行宣传，在地铁工程企业施工实施中促进技术监督管理的水平以及质量的提升。

现阶段，我国的地铁盾构穿越桥梁处桩基冲突的地方，除桩工艺的应用主要包括了桩基破除、桩基直接拔除这两种方法。

本文通过某轨道交通工程穿越螺城河桥的工程案例进行了分析，并介绍了桥梁改造及除桩技术的应用，通过冲击钻破除桩基技术在地铁施工中的应用得到了一定的技术肯定，有效的提升了地铁盾构穿越桥梁桩基的除桩技术。

参考文献：
[1]刘利君.地铁盾构隧道障碍桩拔除施工技术浅述[J].中国科技投资,2016,(29):32.
[2]李方明,陈国兴.地铁隧道盾构施工对桩箱建筑物影响研究[J].铁道标准设计,2018,62(2):128-133.
[3]刘启刚.地铁盾构隧道障碍桩拔除施工技术研究[J].低碳世界,2016,(22):231-232.
[4]石家庄铁源工程咨询有限公司.地铁盾构井主体结构的施工工艺:中国,CN 201811497663.3[P].2019-03-01.
[5]蓝文海.浅析地铁盾构穿越桥梁桩基的除桩与改造方案研究[J].福建建材,2014,(6):79-81.
[6]王远.地铁盾构区间障碍桩拔除施工技术[J].建筑,2014,(10):54-56.
[7]白杨.郑州地铁盾构区间锚索处理技术[J].建筑技术开发,2016,43(11):99-100.。