桥梁基础托换施工技术案例

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【作者简介】方庆法（1965-），男，本科，高级工程师。联系地

址：上海市凯旋路3131号1106室（200030）。

【收稿日期】2008－10－09

BUILDING CONSTRUCTION

建筑施工

第30卷第11期Vo1．30No．11

桥梁基础托换施工技术案例

□

方庆法1

吴坚1

陆明云2

（1、上海建浩工程顾问有限公司

200030；2、上海青浦新城区建设发展（集团）有限公司

201700）

【摘要】随着以城市地铁为代表的地下空间的大量开发，地下设施越来越复杂，地下空间的利用越来越多，使基础托换技术在地下空间的开发和利用中发挥着越来越重要的作用。根据桥梁工程的特点，在其基础托换中，制定了相对应的控制措施。通过周密的作业计划和强有力的组织指挥，使托换工程得以安全、顺利地完成。

【关键词】桥梁工程基础托换

止水帷幕压密注桨

【中图分类号】U443.16+3

/文献标识码B

【文章编号】1004-1001（2008）11-0993-02

Case Study on Foundation Underpinning Construction

Technology for Bridge

1工程概况

上海市轨道交通十号线5标段溧阳路~曲阳路区间隧道需要同向穿越距曲阳路地铁南侧57m 的沙泾港桥。沙泾港桥建于上世纪80年代，为3跨简支梁结构，总跨度30m ，宽度30m 。由桥墩和桥台组成，桥台桩基采用23根400m m ×400m m ×26000m m 预制钢筋混凝土方桩，分两节，采用硫磺胶泥接头；桥墩桩基采用23根400m m ×400m m ×27000m m 预制钢筋混凝土方桩，分两节，亦采用硫磺胶泥接头。

该处隧道盾构的顶标高离地面为6~7m ，将碰到33根桩基需凿除。故要求将该桥的桩基础托换成扩大的板式基础，即沙泾港桥的承载要由深桩基础转换成1.3m 厚大底板的浅筏基础，转换后在盾构经过时对所遇桥桩均可截断、清除而不影响桥梁的正常使用。每个桥墩需凿除5根桩，每个桥台需凿除3~4根。

2施工方案

为保证桥台桩基大底板能实现安全、顺利施工，施工单位决定，先在桥两侧桥台处做高压旋喷桩重力式挡土墙。汛期过后，再在桥两边河内筑岛围堰，并在围堰内做高压旋喷桩与桥台边重力式挡土墙连成整体，然后抽水，再做围护内基础底板和高压旋喷桩。

其施工流程如下所示：

施工准备及材料进场→桥台及桥墩间挖土至+2.5m →施工2/3围堰及安装桥台桥墩间支撑→施工临时排水设施→施工剩余1/3围堰→施工垫层及底板→桥下挖土至

-1.7m →施工两排止水帷幕桩及压密注浆→安装桥墩间支撑→抽水及铺钢板→底板及实体式柱混凝土浇筑→拆除支撑→施工桥墩桥台间及桥墩间旋喷桩加固→拆除临时排水设施及围堰→设备退场及桥下河流疏通通水。

该方案对环境和交通影响小，管线无需搬迁，施工费用较省，但施工过程中有一定的风险。本文着重介绍从基坑开挖到底板完成这个危险性较大的施工过程的动态控制。

3基坑开挖与底板施工中遇到的难点及控制措

施

3.1对地面交通、周边管线及建筑物的保护措施

因沙泾港桥连通的四平路为上海市主干道，交通繁忙，通过车辆较多，且载重量较大，地下隧道盾构推进施工必须保证上部四平路安全和交通畅通。而沙泾港桥周边管线众多，建筑物林立，桥西南侧又有一新建高层建筑，其一角距道路边线11m ；在距桥南侧15.2m 、距四平路边线4.69m 处还有一座单层水泵站；桥东南侧则为居民小区；桥东北侧为一座4层砖混楼房；桥北侧为拟建10号线曲阳路车站南端头井；桥西北侧曲阳路口为华西证券大厦。主要的管线有：电话、上水、电力、煤气以及污水管线。沙泾港桥施工期间必须考虑对周边这些管线及建筑物的保护。

为能够有效地对建筑物与管线的位移与沉降进行监控，在基坑开挖与底板施工期间，我们将沙泾港桥、周边建筑物及管线的监测频率提高到6h/次，并将监测数据及时送至相关各方。监测的主控项目是周边建筑物、煤气、上水、通信、电力等管线以及桥面的位移和沉降。挖土施工时，要尽量减少土体的挠动而造成管线损坏。如在基坑施工开始时，发现桥西侧煤气管线沉降变化量过大，当天沉降值就超过报警值，立即与管线管理方商量保护措施，

决定用型钢支架吊牢

第11期11/2008

方庆法、吴坚、陆明云：桥梁基础托换施工技术案例

煤气管，以防止其进一步下沉。

3.2对施工场地狭小、施工环境恶劣的应对措施

该桥桥下空间狭小，机械设备无法正常使用，桥墩与桥台之间的土方全部由人工进行挖掘，但由于土质潮湿，挖土进度比较缓慢，施工安排作业人员自最东侧开始，将渣土驳运至桥西侧，由长臂挖机挖运至土方车上外运，按人均4m3/d计算，尽量安排充足的施工人员、日夜两班制连续施工，以最快的速度完成土方开挖工作。由于桥围堰内外的水头差较大，且施工期间时常降雨，因此，必须加强降水。沙泾港桥基础托换基坑开挖期间是采用轻型井点降水，使地下水位保持在开挖面以下1m左右。并做好截水、排水措施，防止地表水及雨水冲刷边坡。保持基坑内干燥，以利于机械和人工挖土施工的顺利进行。

3.3对薄弱环节的应对措施

图1土方开挖前桥梁示意图

因施工场地的限制，基坑四个角处为重力坝与高压旋喷桩止水帷幕的相接点，旋喷桩机无法进入该接点处，故只好采用压密注浆作为该处止水帷幕，其止水效果较差，成为基坑围护中的薄弱环节。

为能够保障这四个薄弱环节处的安全顺利施工，经各方反复研究决定，在该四个薄弱环节处增插φ48m m钢管,以增加该处的挡土能力，实践取得了理想的效果。

在挖土期间，东南、东北角坑底处发现渗漏水现象，且有逐渐扩大的趋势，若不及时控制，可能会造成流砂甚至基坑侧壁坍塌的情况。经研究决定在基坑开挖完后、底板混凝土浇筑之前，先行在这些角处浇筑约1m宽、1.3m高的挡土墙，以抵挡侧向的水土压力，并封堵渗漏水，也达到了良好的效果。

3.4对缩短桩台暴露时间的应对措施

沙泾港桥建造于上世纪80年代，本身的设计承载力不高。基坑开挖之后，原桥的桩身有部分暴露，形成高桩承台。一方面，桥台与桥墩失去了桥下土的一定支承作用；另一方面，受到开挖的影响，使土体受到挠动，桩的侧壁摩阻力下降。因此，在基坑开挖至底板施工完成并发挥作用的这段时间内是整个基础托换施工最关键的时间。而当时又因受场地的限制，无法使用大型吊机吊运，使施工器具与材料的搬动非常困难，只得采用人工搬运，故施工速度非常缓慢。如由两个工人将一根钢筋搬运至桥下要花费15m in。因此，除与交通部门联系协调经过沙泾港桥的车辆须限载限速外，还须在保证工程质量的前提下尽可能地加快施工、缩短工期。

为能更快地保质保量地完成底板的施工，首要的任务就是增加施工人员的人数，尤其是要有足够的钢筋工、焊工等技术工人，分两班制日夜连续施工。

原设计中，基坑垫层厚度为10cm，混凝土标号为C15。为了使垫层充分发挥支撑的作用，及早地稳定基坑，特将厚度修改为20cm，混凝土标号修改为C40。

原设计中，底板厚度为1.3m，一次性浇筑完成。考虑到一次性浇筑底板所需的钢筋、模板施工时间较长，故采用分块浇筑的方法。在桥东侧挖土和垫层施工完成，西侧未开始挖土时，立即进行桥东侧底板施工。这样能发挥一半的底板支撑作用，有效地减少桥桩暴露造成的承载力损失；同时也可给桥西侧底板施工时提供了较大的施工场地。

4技术经济效果

在参与施工各方的共同努力下，本工程在预定的工期内完成了基坑开挖与底板施工任务。从实际施工中也可看出，先浇筑的四个角的挡土墙发挥了预期的作用，开挖期间基坑没有出现较大的渗漏水、流砂及坍壁现象；从监测数据中反映，周边的管线沉降量虽较大，但都在规范允许范围之内；底板分块浇筑后，桥梁产生的沉降也在规范允许范围之内，底板施工质量也较好。

5体会

（1）基础托换施工技术属于新兴技术，在上海市乃至全国范围都尚属起步阶段。基础托换在施工过程中要根据现场的实际情况随时调整施工方案，项目管理人员要全天候在施工现场组织指挥、及时协调、推进各项工作的实施，要针对已出现、或即将出现或可能出现的情况和问题及时做出反应，采取有力措施控制，以达到保证基础托换工程正常、有序、安全地进行。

（2）沙泾港桥基础托换工程作为一个创新项目，其施工过程本身具有一定的不确定性和危险性，最突出的特点就是“快”和“变”。桥桩暴露后，时间刻不容缓，多暴露一天，就多一天危险。施工管理人员必须牢牢控制工程进度，优化现场管理和施工方案。同时要根据现场情况的变化，有随机应变的能力与魂力，及时调整施工思路、实施排险措施。

（3）本工程基础托换的成功，得到有关专家的肯定，可在其他类似工程上推广，具有一定的社会效益和经济效益。

参考文献（略）