明挖隧道下穿既有桥梁桩基托换施工技术

机场路明挖隧道下穿多处既有桥梁,隧道穿越线路与7处既有桥梁基础发生干扰,设计采用桩基托换的方式,确保明挖隧道正常施工及上部桥梁结构安全。对于桥梁桩基托换过程中各工序施工工艺、大轴力体系转换以及全面实现信息化施工等均以实例进行介绍。该工程多处桩基托换的成功实施,为既有桥梁桩基托换施工总结了宝贵经验。     

饱和黄土区地铁隧道穿越桥梁桩基托换技术研究

在城市轨道交通中,地下工程往往需要穿越上部建筑物,为了保证建筑物安全正常使用,托换技术已成为解决城市建设施工的一种有效方法。在饱和黄土地区,由于黄土特殊的工程性质,桩基托换工程实例相对较少。以兰州市轨道交通1号线地铁隧道下穿既有市政桥梁为工程背景,详细介绍桩基托换设计方案,并建立三维有限元模型,进行数值分析。研究隧道开挖和切桩过程中地表沉降、桩基沉降和托换桩基受力机制,验证托换方案的可行性。研究结果表明:地表最大沉降为10.5 mm,桩基最大沉降量为9.7 mm,相邻桩基沉降差最大值为2.2 mm,满足相关规范要求。托换后桩底轴力为1 143.9 k N,小于单桩设计承载力4 739 k N,在初始阶段、新增承台及桩基、切除左右隧道内桩基及最后阶段衬砌左右隧道,托换桩基承载力均满足要求。     

北京地铁10号线黄庄站—科南路站桩基托换施工技术

介绍北京地铁10号线黄庄站—科南路站区间隧道施工中桩基托换以先加固后托换、先"稳住"后"解体"为设计思路,采取地表支托加固和洞内加固处理相结合的施工方案。针对地铁隧道工程桩基托换的特殊性、设计方法和施工经验进行探索和总结。现场监控量测表明:桩基累计最大沉降为8.47mm,最大差异沉降为2.91m,帽梁未出现开裂,桩基托换是成功的。     

基于双层永久衬砌结构的桩基托换施工力学行为研究

以西安地铁1号线矿山法区间下穿太平河桥工程为背景,运用有限元方法分析研究基于双层永久衬砌结构的桩基托换体系的施工力学行为,并论证超前注浆预加固地层的效果。研究结果表明:基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系安全可靠、环境影响小,可为后续类似桩基托换提供宝贵的借鉴和参考;桥桩托换段桩基出露施工环节对桥跨结构的沉降变形影响较大,是衬砌结构洞内托换群桩基础的关键工序,故施工过程中应予以重点关注;基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系在完成承载体系的有效转换后托拱结构节点处产生明显的应力集中现象,因此应适当加厚桩基托换节点处结构厚度并增加配筋量以满足结构安全要求;桩基托换施工过程中桩基开挖暴露长度愈短,托换体系施工引起的桥跨结构沉降变形及桩基托换节点区域主应力值愈小;洞内预注浆加固能够显著降低桥跨结构沉降变形及托拱结构受力,从而确保隧道修建时桥梁结构的安全性。     

地铁区间隧道下穿既有桥梁的桩基托换研究

以深圳市地铁7号线黄木岗站区间隧道穿越华强立交桥桩基工程为背景,建立有限元模型,研究隧道下穿既有桥梁时桩梁式托换桩的主动托换和被动托换的荷载转化规律及桩基沉降规律。结果表明:被动托换的沉降主要由托换梁的挠曲变形引起,而主动托换时千斤顶的顶升作用可以有效抵消托换梁的挠曲变形;主动托换时,顶升位移为1.68 mm时为最佳截桩位置,此时截桩能有效减小托换工艺对桥梁上部结构影响;被动托换的总体施工前后桥墩柱顶面有较大隆起,不能满足桥面板平顺的要求。研究成果直接用于指导黄木岗站区间隧道现场施工,并可为今后类似工程提供参考。     

深圳地铁3号线广深铁路桥桩基托换技术

深圳地铁3号线穿过广深铁路高架桥,需对既有桥桩基进行托换。根据该工程具有所处地层地下水位高且含量丰富,被托换桩基上部桥梁结构对位移的敏感性高,铁路高架桥上列车行车时产生很大振动荷载等特点,采用主动托换方案,并采取在桩基托换施工时将列车运行动载和上部梁部荷载转移到临时钢支架等措施。介绍该桩基托换工程的施工工序,重点阐述了线路加固及扣轨施工、既有承台植筋、桩基主动托换顶升、切断旧桩、施工监测等关键施工技术。在铁路运营干线上列车正常运行的条件下,按施工方案进行本铁路高架桥桩基托换,取得了成功。     

地铁隧道下穿异型连续梁桩基托换设计

西安北至机场城际轨道项目双线暗挖隧道下穿咸阳机场T3航站楼主线桥22-1和22-2桥墩共8根桩基,上部结构为异型变宽钢筋混凝土连续梁,为保证不中断既有桥梁交通,设计采用桩基主动托换方案,托换力达30 000 kN,托换梁计算跨度近20 m,工程复杂,设计及施工难度大。通过分析周边控制条件,介绍该托换的相关设计和部分关键控制措施,包括托换梁设计、主要监测项目控制值、施工步骤和关键控制工序等,目前该工程已施工完毕,整个托换过程符合设计预期,实践表明该托换设计合理,结构安全可靠。     

地铁盾构隧道下穿既有桥群桩基础保护方案研究

根据沈阳地铁十号线某盾构区间隧道近距离下穿既有桥梁群桩基础的工程实例,结合既有桥梁的结构形式、现场周边环境条件、工程位置地质条件、新建盾构隧道与既有桥桩位置关系以及现场作业空间及施工条件,综合确定适合本工程的扩大板基础托换方案,并通过理论分析及数值模拟计算,进一步研究扩大板基础托换方案的合理性。研究结果表明,在盾构正常施工条件下,通过扩大板基础托换的实施,可大幅减少盾构隧道施工期间既有桩基的绝对沉降及群桩之间的差异沉降,显著降低下部新建盾构隧道管片的弯矩,改善新建盾构管片的受力条件。     

广州市轨道交通六号线省航运局宿舍楼桩基托换技术

广州市轨道交通六号线广东省航运局宿舍楼桩基托换工程中,采用钻孔灌注桩+托换梁的手段对该建筑物桩基进行托换。该工程地质条件和水文条件较为复杂,建筑物12根桩侵入盾构掘进区,经综合比较,采用桩梁托换技术。工程中对桩基托换桩基槽、周围建筑物、托换建筑以及桩梁的沉降和裂缝进行施工监测,以确保工程安全。计算托换桩的沉降及相邻桩的沉降差,均远小于规范规定极限值。本文比较详细地介绍了托换施工工艺、相关监测、桩基托换技术的控制要点和应急处理措施,可为此类设计和施工提供参考。     

盾构下穿楼房桩基主动托换优化技术研究

研究目的:随着城市地铁的快速发展,盾构机在下穿楼房过程中需对侵入隧道的桩基进行切除,减少盾构掘进施工对所下穿楼房安全的影响,因此对建筑物基础沉降与变形控制进行研究显得尤为重要。本文以某煤厂宿舍下部盾构施工为研究对象,探究隧道盾构穿越时的结构安全,基于现场实际施工条件,研究优化主动托换技术。通过设计"一梁托多柱"的主动托换体系,并集成静力水准测量技术和PLC位移自动控制技术,开发沉降监测和自动调控系统,分析地基处理和托换桩组合工作效应。研究结论:(1)盾构下穿对建筑物造成扰动,影响原有的支护稳定,致使地下隧道下部工程结构受到破坏;(2)采用主动托换优化技术可以解决施工中的稳定问题;(3)运用PLC系统可以有效的对沉降变形进行监测;(4)通过后期监测结构可知,沉降量控制在合理范围以内,满足施工要求;(5)本研究成果可为具有相同施工条件的工程施工提供参考。     

地铁区间隧道下穿桥梁大轴力桩基托换设计与施工

西安北客站至机场城际轨道项目全长27.33 km,其中机场站站后折返线区间隧道长256.45 m,该段暗挖隧道下穿机场T3A航站楼主线桥桩基,采用桩基托换处理。被托换的既有桥梁部为异型钢筋混凝土连续箱梁,受力复杂,结构变形敏感;桥面最大宽度35 m,桥墩墩底轴力近13 000 k N;新建托换梁跨度大于20 m,采用预应力混凝土结构,如此大跨度、大轴力的桩基托换工程实例很少。以T3A航站楼桥梁大轴力桩基托换设计为依托,通过对托换方案、关键连接节点、荷载转移机理的分析、研究,详细介绍大轴力桩基托换思路、托换梁设计、托换体系转换,给出托换关键节点的施工方案及监测技术要求,可为类似工程提供借鉴。     

大轴力桩基托换监测分析

深圳市地铁一期工程百货广场大轴力桩基托换采用梁托换柱的结构型式,托换结构由托换大梁和两根支撑大梁的托换新桩组成,用主动托换方式,在托换大梁和新桩之间安装千斤顶,分级施加主动力。在托换的整个过程中对托换结构进行实时监测,通过反馈监测信息随时掌握托换结构和原建筑物的变形及受力状况,指导安全施工。分别用不同的测试仪测试原建筑物的沉降、梁板附加应力、梁柱接头的滑移,分析梁板附加应力、主动托换力的分配及荷载的转移规律,以及大梁的受力和变形状态。在托换新桩的桩顶垂直于梁轴线方向安装2个位移计,推测桩的沉降及大梁的偏转状况。将所有传感器集成一个自动测试系统,按照制定的监测控制标准,实施自动监测和安全控制。经过对第一根桩的全过程跟踪监测分析表明:托换结构和建筑物的变形及受力控制都在安全标准范围内;主动托换力保持在40%P时进行截桩,可使得托换前后柱的轴力变化和梁柱接头下沉达到最小。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

深圳地铁3号线广深铁路桥梁桩基托换设计

研究目的:随国内城市和地铁建设发展,地铁与既有交通桥梁交叉干扰不可避免,发展地铁建设与保证既有交通桥梁安全问题的矛盾日趋明显。本文结合深圳地铁3号线红岭站～老街站区间隧道穿越广深高速铁路桥梁桩基托换工程,详细介绍铁路连续梁和连续刚构桥梁桩基托换主要设计难点、要点和施工监测及线形调整设计等,为在复杂施工环境和复杂地质条件下,进行既有铁路桥梁的桩基托换提供一定的借鉴参考。研究结论:根据桩基托换工程主要设计重、难点,采取针对性加强措施,在设计和施工过程中做好信息化管理和系统控制工作,可以保证桩基托换工程的顺利实施和托换桥梁的结构安全。     

小净距隧道下穿既有建筑物稳定性研究

近接施工引起的结构稳定性一直是城市地下工程关注的热点问题。以合肥小净距隧道穿越利海大厦办公楼工程实践为依托,建立三维数值力学模型,研究建筑物桩基变形特性、小净距隧道围岩塑性区分布和衬砌力学响应。研究结果表明:上台阶开挖引起桩基沉降占整个断面通过后总沉降量较大比例,上台阶施工过程控制尤为重要;接近隧道入口的桩基沉降量最大,从外向内逐渐减小;隧道通过20 m后,桩基沉降基本稳定。小净距隧道围岩塑性区主要集中在边墙、中隔墙和拱脚,建议设置中隔墙对拉锚杆和拱脚锁脚锚杆;先行洞洞周变形大于后行洞,先行洞隧道拱肩、中夹岩柱侧边墙二次衬砌安全系数最小,应作为施工阶段重点监测部位。研究成果对复杂环境城市地下工程设计、施工提供参考和借鉴。     

既有公路下软基浅埋隧道综合修建技术的研究

研究目的：岑梧高速公路牛岭界隧道岑溪端洞口段存在多种复杂的不利因素（小型滑坡、浅埋、下卧软基、繁忙国道从上方通过），通过总结此段设计与施工方案，为今后类似工程提供参考和借鉴。 研究方法：采用工程类比和结构分析的方法进行研究和分析。 研究结果：通过分析和类比，确定采用超前双侧壁小导坑及钢管灌注桩来改善隧道基底承载能力的方案。 研究结论：双下侧导坑施工方案适用于浅埋特大跨、地表下沉量要求严格、围岩条件极差的隧道，且更着重于基础的处理。双下侧导坑断面小，易于操作和控制变形，采用全断面封闭支护，大大改善了导坑的受力状况。同时导坑的超前施工先行，可超前探明地质情况，提前处理基础，为整个隧道支护提供足够地基承载力；基础钢管桩能够提高桩问土的承载力，改善隧道仰拱基础，形成大仰拱基础，且能抵御隧道整体下沉。     

宁天城际盾构下穿国铁地基加固设计方案

依托南京地铁S8宁天城际下穿宁启铁路工程,结合南京地质条件,研究新建地铁隧道下穿既有铁路线时,地铁隧道施工对既有铁路线的影响,提出在既有铁路线下方采用注浆加固的方法以规避风险,采用"桩+板"加固的方法预留后期铁路复线施工条件。研究结果表明,采用注浆加固时,地铁隧道双线贯通铁路线路最大沉降(6.9 mm)比不加固减小58.9%,铁路线路最大高低偏差(3 mm),比不加固减小51.3%,采用"桩+板"加固预留铁路复线扩建条件,桩板结构最大变形及内力均能满足规范要求。