鄭健雄

摘要：我國(guó)地下空間不僅在數(shù)量上還是在規(guī)模上都取了巨大成就。隨著地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，人們更加重視地鐵施工的安全性，反觀我國(guó)地鐵盾構(gòu)施工，隧道穿越建筑物的樁基復(fù)雜情況越來(lái)越多的出現(xiàn)，當(dāng)隧道與建筑物的距離小于施工規(guī)范規(guī)定的安全距離時(shí)，就應(yīng)該考慮地鐵盾構(gòu)施工對(duì)建筑物的影響，本文將結(jié)合工程實(shí)踐就現(xiàn)代地鐵盾構(gòu)隧道穿越樁基施工技術(shù)做出分析。希望對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道穿越樁基處理提供應(yīng)用研究參考

關(guān)鍵詞：地鐵;盾構(gòu);隧道;樁基;

1引言

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的蓬勃發(fā)展，城市地鐵得到了飛速的發(fā)展速度，為了滿足建設(shè)速度，近年來(lái)盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)開始大規(guī)模在地鐵施工中得到應(yīng)用。地鐵施工周圍環(huán)境復(fù)雜，難免會(huì)經(jīng)過(guò)密集建筑群，我國(guó)城市建筑物基礎(chǔ)多數(shù)為群樁基礎(chǔ)，地鐵隧道在穿越建筑時(shí)會(huì)對(duì)建筑物的樁基礎(chǔ)產(chǎn)生一定的影響，從而影響建筑物和地鐵施工的安全性，因此研究地鐵盾構(gòu)隧道穿越樁基處理技術(shù)對(duì)我國(guó)地鐵建設(shè)意義重大。

2總體施工原則及思路

2.1處理原則

1） 在地鐵盾構(gòu)隧道開挖期間，必須保障臨時(shí)支撐的地基持力層和地基承載力符合安全要求，地鐵與建筑物的距離越近，安全系數(shù)應(yīng)該越高，在施工期間要做到“三杜絕”，杜絕隧道塌方、杜絕建筑物明顯沉降，杜絕地面支撐體系傾斜位移。

2） 在地鐵盾構(gòu)隧道開挖期間，地上周圍建筑物的變形及沉降控制在結(jié)構(gòu)允許范圍之內(nèi)。

3） 在地鐵盾構(gòu)隧道開挖完成后，建筑物樁基仍能提供足夠的承載力保證上部結(jié)構(gòu)的安全。

4） 在地鐵盾構(gòu)隧道開挖完成后，隧道結(jié)構(gòu)能夠承受隧道圍巖壓力、樁基荷載、地鐵運(yùn)營(yíng)荷載等。

5） 結(jié)構(gòu)按7度抗震設(shè)防烈度和6級(jí)人防抗力等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采取相應(yīng)的構(gòu)造處理措施，以提高結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。

針對(duì)性措施：

①做好地質(zhì)補(bǔ)充勘查工作。

②選擇合適的盾構(gòu)機(jī)類型，合理配置相應(yīng)的配套設(shè)施根據(jù)本工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)工程選擇能適應(yīng)土層、軟硬不均地層、硬巖地層等地段掘進(jìn)的復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)施工。

③做好掘進(jìn)施工過(guò)程控制，防止盾構(gòu)機(jī)抬頭，保證施工安全和工程質(zhì)量。

④加強(qiáng)注漿管理、確保注漿質(zhì)量為保證管片安裝質(zhì)量和管片背后空隙的回填質(zhì)量，采用可控凝結(jié)時(shí)間的水泥砂漿進(jìn)行管片背后的空隙進(jìn)行回填。

2.2 處理思路

區(qū)間隧道穿越建筑物基礎(chǔ)的處理思路大多數(shù)為基礎(chǔ)托換和截樁相結(jié)合的方案。采用理論計(jì)算與工程類比相結(jié)合的方式在施工之前提前設(shè)計(jì)，施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)的信息反饋修正設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。

樁基托換方案一般為地面臨時(shí)支頂+洞內(nèi)托換，但要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境來(lái)決定。

地面臨時(shí)支頂由噴混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼格柵拱架等支護(hù)型式組合形成，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土;初支與二襯之間鋪設(shè)自粘性防水層。盾構(gòu)空推后拼裝管片（ 三次襯砌） 承受地鐵運(yùn)營(yíng)荷載及作為結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備。綜合考慮斷面大小、施工方法、結(jié)構(gòu)受力和變形等因素。要確保隧道盾構(gòu)開挖時(shí)結(jié)構(gòu)安全，杜絕隧道塌方、控制沉降，對(duì)隧道采取超前預(yù)注漿加固，開挖時(shí)初期支護(hù)加強(qiáng)相結(jié)合;并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，加大監(jiān)測(cè)頻率，提高控制指標(biāo)。

洞內(nèi)托換技術(shù)是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(shè)施的既有樁基與新建地下襯砌結(jié)構(gòu)相連接，然后待襯砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到 100% 強(qiáng)度后，再將既有樁基沿襯砌結(jié)構(gòu)面切斷。利用新建的地下結(jié)構(gòu)承受既有樁基傳輸向下的力，受力結(jié)構(gòu)采用托換拱的形式。托換群樁基礎(chǔ)施工工法施工流程主要有施工準(zhǔn)備、礦山法施工及樁基保護(hù)?--?既有樁基鉆孔、植筋?--?綁扎托換拱結(jié)構(gòu)鋼筋?---?混凝土澆筑?--?截樁施工。

3地鐵盾構(gòu)隧道穿越樁基施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 樁基托換

目前工程實(shí)際中主要采用新做的樁和大梁來(lái)?yè)?dān)負(fù)被托換樁的承載力，使盾構(gòu)隧道在大梁下部穿過(guò)，從而減小盾構(gòu)開挖時(shí)對(duì)既有建筑物的影響。考慮到場(chǎng)地的條件以及樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)，鑿除被托換樁通常只能在被托換樁邊采用人工挖孔截樁，所以托換樁均采用人工挖孔樁。主要施工步驟如下：

①施工準(zhǔn)備 包括科學(xué)合理布置施工場(chǎng)地，必要時(shí)建筑物首層或地下室需作為施工場(chǎng)地，圍擋拆遷，交通疏散，調(diào)查地下管線的布置，制定合理的施工方案等。②開挖基坑。③托換樁施工 采用人工挖孔樁。④施作水平大梁 當(dāng)托換樁與大梁養(yǎng)護(hù)到一定強(qiáng)度時(shí)在樁頂用千斤頂頂緊大梁，然后用鋼管墊塊加塞楔塊頂緊并與鋼板燒焊后置換千斤頂。⑤灌注梁樁結(jié)合部的混凝土。⑥鑿除隧道上下 1m

范圍內(nèi)的原有樁基，采用人工挖孔截樁法。⑦回填基坑，恢復(fù)原場(chǎng)地。

3.2人工挖孔截樁

1） 適用條件 當(dāng)廢棄障礙樁地上的空間較小，不適合拔樁或爆破時(shí)，可考慮人工挖孔截樁。而當(dāng)樁基礎(chǔ)不是廢棄樁，但經(jīng)過(guò)精確地計(jì)算分析，截除一段樁基本不會(huì)影響地基承載力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等要求時(shí)，也可考慮人工挖孔截樁。另外樁基托換中被托換樁的截除通常采用人工挖孔截樁法。

2） 施工步驟 ①準(zhǔn)備工作 經(jīng)過(guò)測(cè)量與分析確定合理的豎井位置以及各種施工設(shè)備準(zhǔn)備就緒。②土體加固 為確保施工安全應(yīng)在挖孔位置周圍布置1 圈攪拌隔離樁。③豎井施工 豎井采用人工挖孔樁孔方式，豎井周壁應(yīng)采用鋼筋混凝土護(hù)壁進(jìn)行支護(hù)。④橫通道施工 當(dāng)豎井開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)進(jìn)行橫通道開挖。橫通道高度應(yīng)與樁基被截?cái)喔叨认噙m應(yīng)。橫通道一般采用模筑混凝土的支護(hù)方式。⑤樁基截除 為了減小上部結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，用風(fēng)鎬從上往下鑿除混凝土以確保施工安全，然后用氣割從下往上切割鋼筋。⑥回填施工 橫通道及其與豎井交界處回填素混凝土，其余部分回填黏性土并分層夯實(shí)。

3） 優(yōu)缺點(diǎn) 不需大型機(jī)具設(shè)備，成孔機(jī)具簡(jiǎn)單，挖孔作業(yè)時(shí)無(wú)振動(dòng)無(wú)噪聲，施工操作工藝簡(jiǎn)單。但勞動(dòng)強(qiáng)度較大，施工速度較慢，安全性較差

4施工注意事項(xiàng)

①注意環(huán)境保護(hù)，盡量減少對(duì)居民生活以及交通的影響。

②植筋鉆孔若碰到鋼筋應(yīng)立即移位再鉆，以免傷害原鋼筋。

③托換梁施工前，新舊混凝土表面必須鑿毛，深度宜為 10 ～ 20cm，然后將鑿毛面用水沖洗干凈，并充分濕潤(rùn)。

④托換技術(shù)是一種技術(shù)難度較大、費(fèi)用較高、工期較長(zhǎng)和責(zé)任心較強(qiáng)的特殊施工方法。

5結(jié)語(yǔ)

隨著城市的發(fā)展，盾構(gòu)隧道穿越建筑物地下的復(fù)雜情況會(huì)越來(lái)越多，實(shí)際施工中究竟選用何種方法對(duì)樁進(jìn)行處理，取決于施工場(chǎng)地的周圍環(huán)境、棄樁樁徑樁長(zhǎng)、樁身結(jié)構(gòu)、棄樁類型、棄樁穿越土層的特征及施工單位的設(shè)備性能和經(jīng)驗(yàn)等因素，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇施工方案使施工經(jīng)濟(jì)、高效。

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