肖飞
重庆建工第一市政工程有限责任公司 400020
摘要：为了缓解由城市人口增加而带来的地上交通的通行压力，轨道交通的建设逐渐向地下发展。在建设过程中不可避免地与既有工程相冲突，对既有工程产生影响，这就需要我们对既有工程进行处理，桩基托换是最常见的处理方式。本文对TBM隧道穿越既有桥梁的桥墩托换施工技术进行分析，以供参考．
关键词：盾构隧道；桩基托换；主动托换
引言
随着城市经济快速发展，城市建设基础设计逐渐完善。为满足城市日益增长的交通运输需求，需要设计部分道路的交通分流改造。但因城市地下隧道、管线错综复杂，可能会出现新建桥梁跨越既有隧道的情况。若盲目增大桥梁跨径、桩长，不仅会增加桥梁的工程造价，而且将导致桥跨比不协调，影响城市桥梁景观效果。
1概述
随着以地铁为基础的城市公共交通基础设施的大力发展，加上地下空间日益拥挤，以及对空间线路和位置的限制，地铁隧道不可避免地与现有结构的路基基础发生冲突，而现有结构的路基基础往往由补救技术处理隧道施工过程中，桩基础的强度和变形发生变化，影响了桩基础的承载力。土层变形的主要因素可归因于土层的丧失和隧道周围被扰动或截断的重新植被。随着我国近年来的迅速发展，越来越多的经济发达城市开始修建地铁，地下隧道的开放肯定会导致地面和地面结构的某种程度的变形。有必要研究隧道开放对地面建筑物的影响，以避免因隧道开放对地面设施的影响而发生事故。通过多年的经验和研究，研究人员形成了一个相对完整的系统，对现有地面上的现有电线产生位移效应、结构变形和预测方法，而实际工程预测可能相对准确。以安徽合肥地铁1号线下的磨损项目为基础，采用FLAC3D有限元软件研究了隧道开挖过程中隧道应力变形规律。在山东省青岛地铁3号线范围内，通过合理设计注浆类型、爆破参数和荷载结构，优化了射击场网，实现了良好的经济社会效益。采用数值分析软件，预测了江西南昌市轨道交通1号线彭家桥段施工对路基、桥梁结构及桩基础的影响，并对隧道施工对桥梁的影响进行了预测。d在柏林地铁进行了一次测量，以确定电磁波在地下铁路隧道中的传播特征。采用945MHz和1853.4MHz接收功率水平对弧形隧道的衰减和衰落进行了研究，发明了一种基于无线多媒体传感器的地铁隧道网络裂缝检测方法，为图像采集、图像检测和裂缝识别提供了解决方案。
2托换方案
桩基托换是沿着既有桩的中心线在其两侧布置托换桩，其上架设托换梁，托换梁梁体包裹既有桩，并做凿毛、植筋处理。桩基托换，见图2。此处仅列举其中一例。托换桩采用人工挖孔桩，梁体现场浇筑。隧道开挖前，对冲突桩基采取断桩处理，断桩位置在隧道外沿桩身往上0.5m处。隧道开挖时既有桩断桩或者其承载力下降时，上部荷载首先传递至托换梁上，然后经过梁体将荷载分担至托换桩和既有桩上，构成新的受力体系。
3主要施工工艺及方法
3.1底模制作与安装
底模支撑架搭设前，应设置托换梁外轮廓线并复核基底标高，支撑架同时作为顶升时的施工平台，核算地面承载力，确定地面硬化方案。托换梁及桩帽支撑体系在砼达到设计强度后拆除，顶升、截桩施工另行搭设操作平台，操作平台尺寸四周应大于托换梁底尺寸1.5m左右。
3.2模板工程
托换梁模板全部采用组合小钢模板。垂直模板方向设置对拉螺栓，水平模板方向用型钢作为围檩。模板与钢筋之间加设混凝土垫块，垫块的密度以间距1m左右，以防露筋。模板表面必须涂刷脱模剂。
3.3顶升施工
上电梯施工时，需在上升降平台上安装安全自锁装置和钢架，它们将始终埋在更换梁与上升降平台之间的钢筋混凝土连接处。拆下顶部平台连接部分的外壳和顶部标高的工作空间，并清理顶部平台和替换梁之间的连接体。在预埋的钢板上，每一个战斗头盔上都单独设置了自动锁定杆。安装千斤顶之前，必须组织钢筋，以便将千斤顶正确地放置在桩帽的钢板上。(1)预天花板须遵守分层收费原则。(2)充电时，应同时监测更换横梁裂纹的产生和发展情况。(3)预对准时，根据桩底各桩位置和基础类型的轴向力设计值，严格控制轮的提升力和更换梁两端的位移。4)钢支架的自锁装置和钢锆件应同时安装和拆除。(5)根据监测结果检查上部承载力大小，平衡更换梁两端的上部压力，消除或减少升级过程中更换梁的纵向位移。(6)在每次升级过程中，应不断调整顶部的评定，以避免(7)顶升下降至升力的50%~80%，锁定千斤顶和安全自锁装置，安装钢板锆块。(8)下降时，用梁代替梁不会产生变形作为控制值。
4模拟计算结果分析
4.1位移场分析
开挖结束时，标高的最大提升值约为1.99mm，最大沉降值为0.753mm。桩级变形明显，在直线开挖过程中，手的表面向上穿过地面体，当TBM继续接近并通过时，表面开始沉降，即因此，有必要事先加强大规模流离失所者变化的态势，以避免现有结构的不均衡变形和严重情况下的崩溃。当现有结构的基础较小、较高时，由于TBM钻探而造成的不规则地表沉降将对现有结构产生更大影响，从而偏离现有结构的重心，导致部队内部重新部署；如果本地表中的土层倾斜得太厉害，则现有结构的重心将位于基脚之外，从而导致基脚断裂或溢出。土体的最大垂直起吊值约为1.40毫米，最大沉降值约为1.34毫米。在桩级，土体会产生严重起吊，可能对桩产生不利影响，因此需要加固附近的桩，例如用桩替代桩。
4.2沉积分析
当手掌表面距桥面中心约12米时，桥面的最大升降值约为5.5mm，而当直线被挖掘时，由于左侧直线的挖掘而对桥面产生一定的卸荷效果，从而使隆起部分减少。TBM穿过既有桥梁时，表面沉降率逐渐下降，表面沉降稳定，稳定值约为4.5mm。受TBM工作平面平衡压力的影响，表面开始出现一定数量的突出，这是由于划线平面定义的平衡压力过大因此，尽量减少通过时的平衡压力。TBM挖了一段时间后，随着涂层和管材强度的缓慢提高，表面沉积速率逐渐降低，最终表面沉积。
4.3分析
（1）隧道开挖后，进行断桩处理的既有桩基的承载力发生明显的承载力损失。其中，桩端承载力未发生明显损失，主要损失是桩侧摩阻力。（2）当剩余桩基长度占比大于0.4时，可根据剩余桩基长度占比和桩隧中心距与隧道洞径比，在隧道开挖阶段剩余承载力界限内确定剩余承载力占比的取值区间。（3）测线量得的最大变形量约达３００ｍｍ，以力学观点而言，这主要可能由于断层的变形模量较低，因此开挖后需有足够的变形，方可使岩压与支撑系统达到平衡。因此在低变形模量的软弱地层内开挖时，提供足够的侧向支撑力，方可抑制隧道变形。（4）当洞台开挖面通过监测断面时，对于顶拱沉降的影响较小，不过当仰拱施作后，其变形量即迅速收敛而趋于稳定。仰拱施作后，测线变形并未如预期迅速收敛，推测其原因可能系仰拱虽已尽速施作，但因开挖面与监测断面的距离仍近，故开挖区的前进效应对于监测断面仍具有决定性影响。
结束语
桥墩托换的整个过程比较复杂，需要对于整个施工过程进行严格的控制。桩基托换技术的应用既满足新建工程的施工要求，又能满足既有结构的安全。
参考文献
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