□文/王 義 馬 楠 景云濤 徐 睿

蓋挖過程中盾構(gòu)區(qū)間內(nèi)障礙樁的處理措施

□文/王 義 馬 楠 景云濤 徐 睿

在地鐵建設(shè)過程中往往容易遇到各種地下不明障礙樁，施工過程中必須對影響日后車站施工及將來盾構(gòu)通行的樁體進(jìn)行及時有效的處理。文章以實際工程為例，對樁體的探測、核實、注明及施工處理進(jìn)行了分析。

障礙樁；盾構(gòu)；隧道；地鐵；蓋挖

在城市地鐵蓋挖施工中，經(jīng)常會遇到原有建筑樁基侵入施工作業(yè)面，影響車站主體結(jié)構(gòu)施工以及部分障礙樁侵入規(guī)劃盾構(gòu)區(qū)間隧道限界的情況，若清除不到位，將產(chǎn)生較大的風(fēng)險。為使結(jié)構(gòu)正常施工、盾構(gòu)順利推進(jìn)，需要提前采取措施，結(jié)合圖紙，對影響將來施工的障礙樁進(jìn)行探測、標(biāo)注，遇到施工技術(shù)難題加以分析，必要時采取拔樁、挖拔、爆破沖抓等處理措施。

1 工程概況

天津市某地鐵車站主體采用蓋挖逆作法施工，南北走向長218 m，寬33.5 m，建筑面積15 760 m2，最大跨度12.25 m，最大基坑深度18.9 m，無地上工程。車站設(shè)計起點里程為AK2+392.602，終點里程為AK2+611.002（結(jié)構(gòu)外輪廓），車站結(jié)構(gòu)覆土最淺處2.8 m，最深處3.3 m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)為90幅1 m厚地下連續(xù)墻。接頭形式為十字鋼板，基坑標(biāo)準(zhǔn)段地下連續(xù)墻深約35.94 m；盾構(gòu)井處地下連續(xù)墻深度約為39.16 m，為保證車站內(nèi)凈空，地下連續(xù)墻施工時兩側(cè)均外放100 mm。車站主體采用兩柱三跨雙層矩形框架結(jié)構(gòu)，縱向軸網(wǎng)為9.75 m，橫向軸網(wǎng)為12.25 m+7 m+12.25 m。樁長33 m，共包括46根永臨結(jié)合柱。車站南北兩端端頭井處預(yù)留盾構(gòu)環(huán)片，盾構(gòu)環(huán)半徑為3.35 m，直接與將來盾構(gòu)隧道相接。工程施工中必須保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)、中間樁柱，盾構(gòu)隧道范圍內(nèi)無障礙樁。

2 障礙樁的處理分析

2.1 樁體探測

依據(jù)車站施工圖紙及對原建筑的勘察核對成果，樁體探測主要在車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)、中間樁柱、盾構(gòu)隧道中線附近及兩側(cè)盾構(gòu)環(huán)方向延伸10 m，見圖1。

圖1 探測范圍

施工場地原建筑為天津某機械施工有限公司，主體結(jié)構(gòu)包括4座4層磚混結(jié)構(gòu)及1座3層鋼結(jié)構(gòu)廠房。由于該公司成立年代久遠(yuǎn)，其建筑管理檔案并無保存。依據(jù)衛(wèi)星定位圖及踏勘結(jié)果模擬繪制機施公司原場地示意圖并與車站衛(wèi)星定位圖相結(jié)合確認(rèn)覆蓋范圍，見圖2。

圖2 覆蓋范圍

經(jīng)勘察核實，原建為條形基礎(chǔ)，采用人工挖孔灌注樁。廠房為獨立基礎(chǔ)，樁基為方形摩擦樁。建筑范圍與車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)及部分中間樁柱重合。

翻閱蓋挖車站施工圖，結(jié)合原機施公司位置示意圖，確認(rèn)影響工程施工的障礙樁位置并標(biāo)注出來。為確保未來車站主體結(jié)構(gòu)周邊盾構(gòu)能順利推進(jìn)，注明盾構(gòu)隧道一定范圍內(nèi)所有障礙樁，繪制位置示意圖。

2.2 樁體探測方法

由于原建筑年代久遠(yuǎn)，無可參考資料保留，決定采取局部探挖，輔以小應(yīng)變檢測的施工方法。

2.2.1 探挖

采取探挖的方法，進(jìn)行障礙樁探測。利用挖掘機設(shè)備對施工范圍內(nèi)可能出現(xiàn)障礙樁的部位進(jìn)行翻槽、排除。經(jīng)驗表明探挖是障礙物排除的最直接、有效的方法。

2.2.2 小應(yīng)變檢測

低應(yīng)變動力檢測常用在樁基完整性檢測中，基本原理是通過樁頂施加激振信號產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底時，產(chǎn)生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特征，判斷樁的完整性。

小應(yīng)變檢測設(shè)備簡單、方法快速、費用低，是普查樁身質(zhì)量的一種手段，但在實際使用過程中存在一定的局限性，例如：對于多缺陷樁，應(yīng)力波在樁中產(chǎn)生多次反射和透射，對實測波形的判斷非常復(fù)雜且不準(zhǔn)確，第二、第三缺陷的判斷會有較大的誤差，一般不判斷第三缺陷；不能識別縱向裂縫，能反映水平裂縫和接縫，易誤判為嚴(yán)重缺陷。

在本次施工中用以檢測障礙樁樁長，判斷是否存在斷樁現(xiàn)象并在障礙破除時期以此作為選擇拔樁方式的依據(jù)。

2.3 探測結(jié)果

探挖結(jié)果顯示，施工范圍內(nèi)存在障礙樁88根。其中在對地下連續(xù)墻導(dǎo)墻作業(yè)范圍內(nèi)障礙樁探挖過程中，發(fā)現(xiàn)存在原建筑基礎(chǔ)鋼筋混凝土預(yù)制樁，預(yù)制樁截面尺寸350 mm×350 mm，共探挖出50根，需對地下連續(xù)墻和每根樁中心為半徑2.1 m范圍內(nèi)的障礙樁進(jìn)行處理，其中20根需在施工過程中處理。

在對中間樁柱探挖過程中發(fā)現(xiàn)20根灌注樁。盾構(gòu)區(qū)探測范圍，共探測障礙樁18根。

3 障礙樁處理

保留障礙樁探測結(jié)果數(shù)據(jù)。依據(jù)施工需求，對影響蓋挖施工的障礙樁樁體進(jìn)行處理。對于影響后期盾構(gòu)順利推進(jìn)，但不影響車站蓋挖施工的樁體先不做處理。

3.1 處理方法

1）振動錘沉管拔樁法。本工程需拔除長約20 m、樁徑為350 mm×350 mm預(yù)制方樁88根，拔樁必須將樁周邊土體分離，最大限度減小樁體與土體的側(cè)摩阻力，拔樁鋼套管沉入難度高。擬采用120型振動錘將比樁徑略大的鋼套管振動下沉至樁底以下1 m，先用100 t履帶吊掛上振動錘振動沉管，鋼套管沉入過程中配置高速汽水噴射器進(jìn)行分離減摩，使障礙樁四周泥土分離，然后拔出鋼套管并在鋼套管底部固定起拔用鋼絲繩，鋼絲繩另一端掛在50 t履帶吊上。在鋼套管振動下沉至障礙樁底部時，50 t履帶吊起吊分離鋼套管底部的固定，使鋼絲繩套在障礙樁底部。待鋼套管拔出時再用100 t履帶吊拔除障礙樁。

2）全回轉(zhuǎn)拔樁法。根據(jù)小應(yīng)變試驗，現(xiàn)場有很多斷樁，因此拔樁的時候一定要注意是否有斷樁遺留，如有斷樁采用全回轉(zhuǎn)進(jìn)行拔除或清障。

方樁因為交叉后或者傾斜度過大及斷樁振動錘無法拔除，采用DTR-2005H全回轉(zhuǎn)設(shè)備清障。該設(shè)備能夠驅(qū)動φ1 000 mm鋼套管做周回轉(zhuǎn)，將鋼套管壓入和拔除。該設(shè)備作業(yè)時產(chǎn)生的下壓力和扭矩驅(qū)動鋼套管轉(zhuǎn)動，利用管底的高強刀頭對土體、巖層及鋼筋混凝土等障礙物的切削作用，將套管鉆入地下至樁底部以下1 m，然后利用液壓起拔設(shè)備將樁清除，最后向套管內(nèi)回填水泥土并在回填的同時逐節(jié)拔除鋼套管。該工法最大的特點是可將套管鉆入有巖層或高強障礙物的土層，利用套管的護(hù)壁作用，在套管內(nèi)進(jìn)行拔樁，施工安全，工效高，對周圍環(huán)境影響極少。

4 結(jié)語

施工中應(yīng)嚴(yán)格把控工程障礙樁的探挖質(zhì)量，做好探挖記錄并合理的選擇障礙樁的處理方式，保存好暫緩處理障礙樁的相關(guān)資料，為日后交接做準(zhǔn)備，拔樁過程中要對拔樁力進(jìn)行測量，對施工用具要系保險繩，防止斷樁出現(xiàn)意外事故。

[1]JGJ 94—94，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]董明鋼.盾構(gòu)隧道施工安全的若干問題研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2005.

[3]石立國，劉 強.Ⅲ類基樁原樁破除原位成樁處理技術(shù)[J].交通科技，2008,（6）：21-23.

[4]游少鴻，劉 瓊，孫榮翠，等.盾構(gòu)隧道通過不良地質(zhì)工程施工技術(shù)[J].廣州環(huán)境科學(xué)，2009,（2）：10-15.

□馬 楠、景云濤、徐 睿/天津三建建筑工程有限公司。

U455.49

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1008-3197（2016）06-72-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2016.06.024

2016-10-09

王 義/男，1973年出生，工程師，天津三建建筑工程有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。