地铁建设中桩基托换技术应用

地铁建设中桩基托换技术应用
摘要：近些年来，地铁的建设大大地缓解了城市的
交通紧张状况。

在地铁工程中，地铁桩基托换施工是其中的重要环节。

顾名思义，桩基托换技术是一项多用于建筑物的地下基础改造的工程技术，该项技术可以对地基进行处理和加固。

关键词：地铁建设；桩基托换；施工技术
引言
随着城镇化进程的加快，城市交通拥堵问题越来越突出，为人们的生活带来许多不便，修建地铁已经成为缓解交通压力的一种必然选择。

由于地铁属于一种地下交通，在修建过程中不会对地面交通产生太大影响，施工过程中存在需要托换隧道内基础的情况，因此研究桩基托换技术是非常有必要的。

一、地铁施工中的桩基托换技术分类
1、主动托换技术。

主动托换的结构变形控制更主动。

主动托换技术是施工前，运用顶升装置动态调整上部荷载及变形，对新建桩和托换体系施加荷载，部分消除已建成建筑物结构长期变形的效应。

托换建筑物的托换荷载大、变形控制要求严格，被托换
桩随托换梁一起上升，使上部建筑物荷载全部转移到托换梁上，通过顶加载，部分消除新桩和托换结构的变形，使结构变形控制在较小范围。

2、被动托换技术
被动托换技术一般用于托换结构荷载较小的建筑物，在施工安全上可靠性较低。

被动托换技术的原桩上部结构荷载在施工过程中，随托换结构的变形被动地转换到新桩，托换后无法调控上部结构的变形。

当托换建筑物荷载小、变形要求不高时，在托换结构的托换桩切除后，可不采取其它调节变形，直接将上部荷载通过托换梁传递到新桩。

不调节托换后桩和结构变形，由托换结构承受变形的能力控制上部建筑物的沉降。

3、桩式托换和桩-梁托换
桩式托换的原理是将上部荷载通过新增承台作为转换
结构，传递到托换桩上，其特点是在隧道上方有条件布置托换桩。

适用条件：区间隧道施工托换桩所处地层的承载力满足，对托换结构体系的影响较小，由于隧道在很小的范围内可控制施工引起的变形。

采用门架式布置桩-梁托换，先将荷载传递到托换大梁上，再将荷载通过转换梁传递到托换桩上。

二、地铁桩基托换施工技术要点
1、钻孔桩
桩基托换施工中，人工挖孔是常见的施工方法。

先在桩
周测采用双液注浆，其次进行分段变为直径的形式开挖。

改孔桩采取C15混凝土为桩基护壁，其施工顺序为：进行桩位放样、人工挖孔、绑扎钢筋笼和灌注混凝土。

当开挖深度至人行通道底板以下时，对通道底板要进行地层加固，地层加固包括三个方面：一是对通道底板下地层进行加固，来提高地层承载力；二是对挖孔过程中出现的超挖、涌砂地段进行加固，以防止地层下沉和坍孔；第三方面是用双层密排TSS管，对隧道顶部最上面的一层横通道进行加固，起到小导管和小管棚的作用。

2、基坑支护以及开挖。

基坑开挖的深度较深，以及受施工环境的限制，选择进行放坡分段分层开挖，采用人工开挖加上小型挖掘机开挖；安排足够的施工人员，尽快完成基坑的开挖工作。

钢板桩和旋喷桩共同进行支护的支护方式。

3、临时性钢支架以及吊扣轨施工。

在桩基托换过程之中，为确保广深铁路桥的正常运营，在桩基施工之前，需设置临时性的钢支架。

这种临时钢支架选用的是微型嵌岩钢管群桩。

微型嵌岩钢管群桩的施工方法是：先使用地质钻机进行钻孔，然后放入钢管，再将孔内以及桩基沉渣清除干净，灌入碎石子，注入水泥浆，就形成了钢管桩。

4、新建承台施工
在托换过程中，原承台的两侧和下部设置新建承台，由新建承台将荷载传承到托换桩，以此方法达到桩基托换目的。

承台下方由人工进行分段开挖，斗车运出的渣土用卷扬机来出土。

开挖到坑底标高处，台底有13根裸露在外的桩，也
有全部承台处于悬空的情况发生。

此时，一定要加强监测以减少对桥梁和承台的稳定带来的扰动，有异常状况发生时需采取增加支撑的方法来作业。

新建承台进行一次性整体浇筑，从原承台的两侧进行对称浇筑，并通过振捣使混凝土填满模版内，上端浇筑是通过预埋注浆管进行回填密实。

钢筋应按设计所需尺寸进行一次成型方式绑扎，承台混凝土强度达到设计值的70%后，才允许进行底部破桩通道的开挖工作。

5、新旧界面连接技术
原结构与托换结构之间的连接，从凿毛+构造锚筋，到
柱齿槽+锚筋，前者用于中小轴力的剪力传递，后者用于大
轴力。

锚筋只是构造措施，一般的多层建筑的托换轴力，采用后者即可，清洗并涂界面处理剂在新旧混凝土之间，梁采用补偿收缩混凝土。

6、桩帽以及托换梁施工。

桩帽之间的钢筋密度较大，并且要灌入混凝土，在桩帽顶面要预留锚固钢垫板。

桩帽是托换梁受力转移到新桩的主要结构，它可以承托千斤顶与临时可调支座。

桩基托换施工中最关键的结构就是托换梁施工。

托换梁施工采用纵向其后
张预应的体系。

托换梁和承台之间是通过梁托承台进行联系的。

托换梁的施工的工艺流程主要为：浇注?o垫层、新旧?o 界面处理、钢筋绑扎、浇注结构?o以及?o养护。

托换梁混
凝土用商品防水混凝土，混凝土的浇注过程要连续，浇注完毕后，要进行洒水养护，从而保持混凝土表面的湿润，避免出现混凝土开裂的现象。

7、加载托换施工
在桩顶和托换梁之间要预留一定的距离升顶加载空间，在升顶的过程中，支座随千斤顶的升高而升高。

若千斤顶突然出现故障，则支座能够起到临时支撑的作用。

托换梁能否荷载转移的关键在于加载升顶与张拉预应力的协调，为避免因荷载的突变而导致的事故，需要严格控制顶力。

托换完毕后，浇注托换梁与桩顶间的混凝土。

8、断桩与切桩方法
桩基托换完成后，一般要切断原桩与新托换结构的联系，通常采用预顶与切割依次进行，将荷载分步转移到新的结构上。

对侵入隧道的桩基，当隧道范围内的桩身为素混凝土时，可采用盾构切削；当为钢筋混凝土桩，钢筋直径<12mm时可以切削，否则要采用人工凿除。

主要目的是切断大直径钢筋或者钢绞线，可根据地质情况，采用盾构开仓凿除，也可采用人工小竖井凿除，还可采用原桩钻孔爆破振松混凝土的方法。

结语
最近几年中，在整个国际中，地铁项目大规模的开展，要加固的建筑体的地基总数非常多，此时它的托换工艺也获取了非常显著的成就。

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