分析黄木岗站桩基托换施工技术

分析黄木岗站桩基托换施工技术

白日祥

广州轨道交通建设监理有限公司 广东广州 510010

摘要：随着中国城镇化步伐的加速,城市压力不断增大。为了解决这一问题,中国各大城市都加入了地铁交通建设团队。城市地铁及轨道交通的施工过程基本上都是在地下完成的。所以,在城市轨道交通施工过程中,绝不可以避开城市的既有工程。地铁桩承台托换技术应运而生,并得以深入普及。该文主要从理论上系统分析了轨道交通桩基托换的施工技术措施,并将工程理论知识和施工实际情况相结合,进行了研究。

关键词：桩基托换；黄木岗站

1桩基托换概述

1.1主动托换技术

为减少因托换桩结构长期变化而带来的空间效应,地铁桩基自主托换施工技艺在原桩卸载前后同时进行了新桩和托换桩的加载过程,并最大限度地运用了顶升式施工设备,有效地调节和限制建筑构件上部的负荷和变化。在建筑物内部托换负荷很大且对施工中变形控制的要求较高时,通常还能够采用自主变形调节施工技艺来有效抑制变化,即在托换桩的转移前后,对原桩与托换构件共同产生相应的负荷,托换桩将在建筑顶力的影响下,和托换梁一同逐渐提高。当托换桩被截断时,原建筑的负荷将一次性传递至托换梁上,对最终建筑构件将产生很大的沉降[1]。

1.2被动托换技术

本项目中被动托换施工方法是指在原荷载的卸荷运动中,上构件的负荷将经由托换桩被动传导至新桩上,托换后对上部构件的变化将无法控制。基于此施工方法,被动托换方法一般作为施工荷载较低的项目。与主动托换方法比较,被动托换方法的安全性更低。当建筑物的托换荷载较小而应变限制条件也很低时,即可利用托换桩的散射截面强度。托换桩拆除时,建筑物的荷载能够径直经由托换梁传导到新桩上,但不能采用任何方法进行改变新桩的形状[2]。

2桩基托换施工技术

2.1工程的概述

黄木岗车站在黄木岗立交桥下,车站南北布置。北接八卦岭站,南接华师附中新世界校区站。台地地貌,地面标高一般为18.97~24.22m,车站长度二百三十二m,有效长度为21.45~27.2m,最大挖掘深为27.4~29.3m。路径的正上方为笋岗西路黄木岗交汇处,东面则为体育大厦以及笋岗西路东行车线,西面为黄木岗天桥下环行道、上海市第二医院,北面为黄泥岗西路,南面为海关海馨园。

2.2桩基托换的方式

在桩基托换的施工过程中,关键技术手段就是原桩基础和托换桩间施工负荷的稳定转换与传输。主要特点是在地桩结构转换后,可使托换桩构件的变化限制在法律规定范围内。所以,地铁桩承台托换建设项目具备了工程技术浓度高、建设危险性高、涵盖学科领域广阔等优点。本项目中使用的桩基托换类型为主动托换系统。冲孔灌注桩用于托换桩。桩帽和梁的混凝土强度为C50混凝土。接缝处使用C 50强度热膨胀水泥，最终形成大体积钢筋混凝土构件。

2.3桩基托换技术施工工艺

2.3.1换托过程

黄木岗站桩基托换部分地形环境较为复杂。在托换梁施工过程中，需要考虑很多细节，包括材料的堆放和加工、托换梁和托换承台模板的支撑方法、混凝土的浇筑方法以及道路状况。

开挖至托换承台（桩帽）底标高后，人工凿除托换桩顶部多余混凝土，调直钢筋，凿毛清理界面，铺设垫层，开始绑扎钢筋立模。钢筋绑扎过程中，待托换梁施工支模时，预埋直径为20的钢筋作为固定模板的预埋件，然后开始浇筑混凝土，待强度达到要求后拆除模板进行养护，托换承台（桩帽）施工完成后，用细砂回填托换承台周围的空隙，并压实至托换梁底部标高。然后，施工托换梁底部的混凝土垫层并抹平，作为底模。底模施工时，支模进行托换梁施工时，预埋直径为20的钢筋作为模板预埋件。模板支立时，将模板预埋件倾斜固定，在回填的细砂上铺三层板作为底模，然后进行托换梁施工，施工完毕后，人工取出托换承台（桩帽）上方的细砂，拆除底模三层板，开始顶进施工，安装钢支架并打入钢楔，然后移除千斤顶回油，顶进施工后用C50混凝土回填和密封桩。

2.3.2托换桩和托换桩帽的施工

托换桩帽（桩帽）的主要功能安装的主要功能是指为了方便安装或使用混凝土千斤顶和其他物体进行混凝土预顶升操作而需要设置的临时混凝土安装平台，这些物体在浇筑预顶升时压在混凝土上。预顶桩承台一般可以直接通过或在混凝土托换的桩槽孔内连接固定，最终形成一个整体。预顶轴承座的尺寸和型号为D型=7.5*3*2m，采用C50混凝土浇筑。在底部建造承台（桩帽）。一般情况下，托换桩基础周围应铺设厚度约100mm的C20钢筋混凝土垫层，作为基础底模施工托换桩承台（桩帽）。托换桩帽（桩帽）底板上方还应安装嵌入20mm厚钢板的镀锌钢板支架，用于临时安装或在顶进桩准备阶段使用。承台顶板与托换桩顶部钢筋之间的有效连接主要通过在桩顶部插入钢筋的方法实现。

2.3.3托换梁的施工

托换梁一般采用预应力钢筋混凝土结构。托换梁尺寸为长21.3m×宽7.5m×长3.5m。混凝土等级标准为国家标准C50。托换桩柱面与原托换桩表面的衔接,主要利用原托换柱面和新托换桩表面的良好咬合、界面处理和植筋技术来完成,即在原托换柱的一定宽度范围内,将原桩表面凿毛,然后在原桩结构的结合面上每隔约200mm凿出25mm长(深)、x200m长(宽)的沟槽,并填充刷界面剂进行界面处理;钢筋种植在两侧托换承重桩周围。钢筋柱通过植筋的固定方法植入两侧托换承重桩中,并用锚胶（a级钢筋胶）填充植筋孔中的部分，将其固定并安装在承重桩基础上。灌注施工桩前，用适量细砂将两侧托换承台位置的空隙回填夯实至托换处梁底标高，然后进行混凝土垫层施工。

3结语

轨道交通桩基础托换技术作为一项世界领先的基础施工技术,已经有效地克服了中国城市地铁等轨道交通工程施工过程中出现的问题。而随着中国城市城镇化进程的加速以及城市地面交通的日趋拥挤,轨道交通施工技术已经成为了减轻城市压力的唯一选择,并在中国更多的城市获得了应用。

参考文献

[1]李伟杰 . 隧道衬砌结构托换桩基拙施工技术 [J]. 理论前沿 ,2014,09:343-344

[2]毛学锋，许智焰，胡京涛 . 深圳地铁 3 号线广深铁路桥梁桩基托换设计 [J]. 铁道工程学报，2012,3 (2):91-95.