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摘要：以深圳地铁三期工程深圳地铁九号线工程桩基托换施工为背景，研究香梅站~景田站狮岭公园人行天桥①号桥墩的临时支顶+洞内托换的桩基托换技术的施工工艺及托换工程注意事项，重点介绍在托换过程中的施工监测，并对监测结构进行分析和沉降值进行了计算，证明了整个桩基托换施工的可行性和合理性。．
关键词：桩基托换；测量监测；洞内托换；临时支撑；变形控制
中图分类号：C35文献标识码： A
0.引言
随着深圳地铁9号线工程逐步深入，桩基托换技术就显得越来越重要的，桩基托换技术是一种建筑技术难度大、费用较高、工程周期长和风险较大的特殊施工方法。针对不同的托换技术风险的总类又不同，我国的托换技术起步虽然较晚，但随着近年来大规模建设事业的发展，尤其是地铁事业的的推进，托换技术进展较快，如锚杆静压桩、基础减压和加强刚度发、碱液加固、浸水纠倾、千斤顶整体等托换方式都有很大的创新和特色，本文针对深圳地铁三期工程9号线区间穿越就有桩基，对桩基托换进行了工程监测，为类似的工程提供经验。
1.桩基托换的原理
1.1补救性托换
补救性托换是指既有建筑物的地基基础因不符合设计要求而产生病害，需对其进行托换加固技术，它是在托换领域中占有很大比重的和量大面厂的托换技术。补救性托换不限于扩大原有基地面积或加深原有基础的托换措施，而桩式托换和灌浆托换都属于这类托换。
1.2保护性托换
保护性（或预防性）托换是指既有建筑物的地基土满足地基承载力和变现要求的，但由于其临近需要修建地下铁道、深基坑开挖等原因，而需对既有建筑物进行保护性的托换技术。其托换措施之一，也可以采用在平行于既有建筑物修筑比较深的墙体，国外亦称倾向托换。
1.3预留性托换
预留性托换是指在新建的建筑物基础上设计时预先设置好顶升的措施。以便适应今后地基变形超过地基允许变形值时进行变形的托换技术。
2.工程概况
2.1地质概况
狮岭公园人形天桥位于景田路和新景街的交叉处，改处是一个丁字型路口，是由南北向的经天路和往东的新景街组成。沿景田路西侧是狮岭公园高坡的一道块石挡墙，挡墙高8~10m ,墙后是居民住宅区，路东侧是市场及生活区，附近有机关、企业、学校及商业大厦，狮岭公园人行天桥沿东西向横跨景田路布置，为连接西侧居民住宅区和东侧市场及生活区的重要通道。
2.2地质条件
区间穿越狮岭公园人形天桥段，地层从上至下依次为〈1-1〉素填土、〈6-2〉硬塑状砾质填土、〈11-2〉强风化花岗片麻、混合泥岩、〈11-3〉中风化岗片麻、混合岩、〈11-4〉微分化花岗片麻、混合岩，隧道主要穿越地层未〈11-2〉强分化花岗片麻、混合岩和〈11-3〉中分化花岗片麻、混合岩。
2.3建筑物桩基情况
天桥上部结构为三跨预应力连续梁，并采用单根宽腹T梁截面，截面高0.9m，桥面宽5.0m；天桥顶盖为钢筋混凝土结构，由立柱、纵梁及顶板组成，下部结构未钢筋砼圆柱墩，桥墩和桥面之间的连接方式为刚性连接，号桥墩位于狮岭公园高边坡内，梁体直接在边坡内的承台上，梁体与承台之间设有板式橡胶支座，天桥基础采用800钻孔桩。区间左右线分别正穿号桥墩和①号桥墩，隧道埋深约15.2m。天桥号桥墩下2根桩基桩长20m，桩底距离隧道顶约2.3m，①号墩下2根桩基桩长17.2m，桩基已侵入隧道，侵入长度分别为3.37m、3.97m，桩基配筋长度为13m，侵入隧道的为素桩部分，所以需要进行桩基托换。
3.桩基托换
按设计要求将临时支托架布置在①号桥墩两侧，并根据计算确定了托换千斤顶顶力。
4.桩基托换工程监测
类别 测量项目 测量方式 测点布置 允许值 量测频率
1~15天 16~30天 2~3个月 4个月~竣工
必测 开挖面观察与描述 观察、记录 目测观察开挖面 每次开挖、立即执行
爆破震速 传感器、放大器、记录器、导线 洞内，测点距掌子面一定距离洞外，测点设在隧道附近建筑物上 爆破震速≤2cm/s 1~2次/天 1次/2天 1次/周 1次/2周
拱顶下沉 水准仪、钢尺 每10米一个断面 拱顶沉降≤20mm 1~2次/天 1次/2天 1次/周 1次/2周
周边收敛 收敛计 每10米一个断面 水平收敛≤0.005B 1~2次/天 1次/2天 1次/周 1次/2周
地表沉降 机密水准仪、铟钢尺 纵向每20米一个断面 地表沉降≤30mm地表隆起≤10mm 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
狮岭公园天桥变形、桩基沉降 经纬仪、水准仪 不少于4个测点 桩基沉降≤10mm 1~2次/天 1~2次/天 1次/2天 1次/周
其他建筑物沉降、倾斜 经纬仪、水准仪 每栋建筑物不少于4个测点 建筑物倾斜≤2‰ 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
围岩内部位移 分层沉降仪 代表性地段设一个断面，每断层2~3个孔 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
选测 围岩压力 土压力盒、频率仪 左右线各一个断面 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
钢架压力 钢筋计、频率仪 左右线各一个断面 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
地下水位 电测水位计 代表性地段设一个断面，每断层2~3个孔 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
锚杆抗拔 抗拔计 1%且不小于3根 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
5.托换施工注意事项
1）隧道开挖期间保证人形天桥上部结构足够安全，临时支撑地基持力层有足够的安全度，天桥的变形和沉降在结构的容许范围内。
2）隧道施工完成后，天桥①号桥墩下方桩基仍然能够提供足够的承载力保证上部结构的安全。
3）洞内支护原则：矿山法隧道初支仅作为隧道开挖阶段的临时结构承受隧道围岩压力及地面荷载，桩基截断后直接支撑在二衬，二衬作为永久结构承受隧道围岩压力、地面上部荷载及桩基产生的附加荷载。
4）隧道开挖每0.5m一个循环，初支钢架须与既有桩基有效连接，初支及加强二衬背后均需预埋注浆管，保证初支围岩之间、加强二衬与初支之间均浇筑密实。
5）隧道开挖面距离天桥桩基10m时，对天桥进行地面临时支撑，天桥与临时支撑之间设置4个同步薄型自锁式千斤顶，由于天桥纵向存在7.1%的坡度，千斤顶与天桥之间采用钢锲块锲紧，以保证可靠传力；千斤顶的顶升应注意根据检查结果及时调整，以便有效控制桥梁的变形和桩基沉降。
6）测量控制一般地段地表沉降控制在30mm范围内，特殊地段不大于20mm，隆起不大于10mm。当穿越重要建筑性（构）筑物或地下管线时，应根据建（构）筑物和管线的情况确定变形标准。
6.结语
在整个托换过程中荷载的施加与桩体的位移都满足了控制指标，达到了以位移( 橋梁体，墩柱的原始标高及顶升位移) 控制为主、顶升力为辅的目的。在后期的变形观测中，桩体的位移均满足变形要求，表明托换施工技术是成功的。
关键词：桩基托换；测量监测；洞内托换；临时支撑；变形控制
中图分类号：C35文献标识码： A
0.引言
随着深圳地铁9号线工程逐步深入，桩基托换技术就显得越来越重要的，桩基托换技术是一种建筑技术难度大、费用较高、工程周期长和风险较大的特殊施工方法。针对不同的托换技术风险的总类又不同，我国的托换技术起步虽然较晚，但随着近年来大规模建设事业的发展，尤其是地铁事业的的推进，托换技术进展较快，如锚杆静压桩、基础减压和加强刚度发、碱液加固、浸水纠倾、千斤顶整体等托换方式都有很大的创新和特色，本文针对深圳地铁三期工程9号线区间穿越就有桩基，对桩基托换进行了工程监测，为类似的工程提供经验。
1.桩基托换的原理
1.1补救性托换
补救性托换是指既有建筑物的地基基础因不符合设计要求而产生病害，需对其进行托换加固技术，它是在托换领域中占有很大比重的和量大面厂的托换技术。补救性托换不限于扩大原有基地面积或加深原有基础的托换措施，而桩式托换和灌浆托换都属于这类托换。
1.2保护性托换
保护性（或预防性）托换是指既有建筑物的地基土满足地基承载力和变现要求的，但由于其临近需要修建地下铁道、深基坑开挖等原因，而需对既有建筑物进行保护性的托换技术。其托换措施之一，也可以采用在平行于既有建筑物修筑比较深的墙体，国外亦称倾向托换。
1.3预留性托换
预留性托换是指在新建的建筑物基础上设计时预先设置好顶升的措施。以便适应今后地基变形超过地基允许变形值时进行变形的托换技术。
2.工程概况
2.1地质概况
狮岭公园人形天桥位于景田路和新景街的交叉处，改处是一个丁字型路口，是由南北向的经天路和往东的新景街组成。沿景田路西侧是狮岭公园高坡的一道块石挡墙，挡墙高8~10m ,墙后是居民住宅区，路东侧是市场及生活区，附近有机关、企业、学校及商业大厦，狮岭公园人行天桥沿东西向横跨景田路布置，为连接西侧居民住宅区和东侧市场及生活区的重要通道。
2.2地质条件
区间穿越狮岭公园人形天桥段，地层从上至下依次为〈1-1〉素填土、〈6-2〉硬塑状砾质填土、〈11-2〉强风化花岗片麻、混合泥岩、〈11-3〉中风化岗片麻、混合岩、〈11-4〉微分化花岗片麻、混合岩，隧道主要穿越地层未〈11-2〉强分化花岗片麻、混合岩和〈11-3〉中分化花岗片麻、混合岩。
2.3建筑物桩基情况
天桥上部结构为三跨预应力连续梁，并采用单根宽腹T梁截面，截面高0.9m，桥面宽5.0m；天桥顶盖为钢筋混凝土结构，由立柱、纵梁及顶板组成，下部结构未钢筋砼圆柱墩，桥墩和桥面之间的连接方式为刚性连接，号桥墩位于狮岭公园高边坡内，梁体直接在边坡内的承台上，梁体与承台之间设有板式橡胶支座，天桥基础采用800钻孔桩。区间左右线分别正穿号桥墩和①号桥墩，隧道埋深约15.2m。天桥号桥墩下2根桩基桩长20m，桩底距离隧道顶约2.3m，①号墩下2根桩基桩长17.2m，桩基已侵入隧道，侵入长度分别为3.37m、3.97m，桩基配筋长度为13m，侵入隧道的为素桩部分，所以需要进行桩基托换。
3.桩基托换
按设计要求将临时支托架布置在①号桥墩两侧，并根据计算确定了托换千斤顶顶力。
4.桩基托换工程监测
类别 测量项目 测量方式 测点布置 允许值 量测频率
1~15天 16~30天 2~3个月 4个月~竣工
必测 开挖面观察与描述 观察、记录 目测观察开挖面 每次开挖、立即执行
爆破震速 传感器、放大器、记录器、导线 洞内，测点距掌子面一定距离洞外，测点设在隧道附近建筑物上 爆破震速≤2cm/s 1~2次/天 1次/2天 1次/周 1次/2周
拱顶下沉 水准仪、钢尺 每10米一个断面 拱顶沉降≤20mm 1~2次/天 1次/2天 1次/周 1次/2周
周边收敛 收敛计 每10米一个断面 水平收敛≤0.005B 1~2次/天 1次/2天 1次/周 1次/2周
地表沉降 机密水准仪、铟钢尺 纵向每20米一个断面 地表沉降≤30mm地表隆起≤10mm 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
狮岭公园天桥变形、桩基沉降 经纬仪、水准仪 不少于4个测点 桩基沉降≤10mm 1~2次/天 1~2次/天 1次/2天 1次/周
其他建筑物沉降、倾斜 经纬仪、水准仪 每栋建筑物不少于4个测点 建筑物倾斜≤2‰ 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
围岩内部位移 分层沉降仪 代表性地段设一个断面，每断层2~3个孔 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
选测 围岩压力 土压力盒、频率仪 左右线各一个断面 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
钢架压力 钢筋计、频率仪 左右线各一个断面 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
地下水位 电测水位计 代表性地段设一个断面，每断层2~3个孔 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
锚杆抗拔 抗拔计 1%且不小于3根 1~2次/天 1~2次/天 1次/周 1次/周
5.托换施工注意事项
1）隧道开挖期间保证人形天桥上部结构足够安全，临时支撑地基持力层有足够的安全度，天桥的变形和沉降在结构的容许范围内。
2）隧道施工完成后，天桥①号桥墩下方桩基仍然能够提供足够的承载力保证上部结构的安全。
3）洞内支护原则：矿山法隧道初支仅作为隧道开挖阶段的临时结构承受隧道围岩压力及地面荷载，桩基截断后直接支撑在二衬，二衬作为永久结构承受隧道围岩压力、地面上部荷载及桩基产生的附加荷载。
4）隧道开挖每0.5m一个循环，初支钢架须与既有桩基有效连接，初支及加强二衬背后均需预埋注浆管，保证初支围岩之间、加强二衬与初支之间均浇筑密实。
5）隧道开挖面距离天桥桩基10m时，对天桥进行地面临时支撑，天桥与临时支撑之间设置4个同步薄型自锁式千斤顶，由于天桥纵向存在7.1%的坡度，千斤顶与天桥之间采用钢锲块锲紧，以保证可靠传力；千斤顶的顶升应注意根据检查结果及时调整，以便有效控制桥梁的变形和桩基沉降。
6）测量控制一般地段地表沉降控制在30mm范围内，特殊地段不大于20mm，隆起不大于10mm。当穿越重要建筑性（构）筑物或地下管线时，应根据建（构）筑物和管线的情况确定变形标准。
6.结语
在整个托换过程中荷载的施加与桩体的位移都满足了控制指标，达到了以位移( 橋梁体，墩柱的原始标高及顶升位移) 控制为主、顶升力为辅的目的。在后期的变形观测中，桩体的位移均满足变形要求，表明托换施工技术是成功的。