盾构直接截桩穿越建筑物桩基施工技术
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盾构过建筑物桩基施工方案一.工程概况:广州轨道交通三号线大沥盾构区间隧道, 为两条圆形隧道, 起止里程YDK8+824.2~YDK11+287.75,隧道全长4925.35m, 隧道净空φ5.4m, 衬砌采用6块高强度得预制管片拼装组成, 管片宽度为1.5m, 厚度为0.3m, 管片与管片的纵, 环向由24根M24的螺栓连接, 管片设计强度为C50, 抗渗等级为S12。
本区间隧道采用两台复合式盾构机分别在左右线隧道进行掘进及管片拼装。
本区间隧道自大塘站始发, 穿过大片农田, 在建筑物密集的后滘村下穿过, 横穿南环高速公路及建筑物密集的新基村到达沥滘站。
其中位于新基村YDK11+000~YDK11+2875.75段有16栋建筑物的桩基侵入隧道或邻近隧道, 为保证盾构穿越建筑物的安全, 原设计对侵入隧道或邻近隧道的建筑物进行桩基托换, 盾构穿越该16栋建筑物的平面位置图见下图:该16栋建筑物与隧道位置关系, 桩基托换形式及地质水文情况见下表:3建筑物与隧道位置关系及地质情况45水文情况: 根据地层的富水程度及储水介质, 本区段地下水有第四系孔隙水及基岩裂隙水两种类型。
第四系孔隙水主要赋存于地下水埋深0-3m, 为饱水层, 根据抽淤泥质砂及冲洪积砂层中, 水试验渗透系数数值, 水量丰富, 由大气降水及河、涌、珠江水补给。
6二.施工方案:为确保盾构穿越建筑物时建筑物的安全, 盾构经过时必须建立严密的监控量测体系以指导施工, 实现信息化施工。
监测数值出现异常, 应及时调整施工参数, 或采取其它辅助措施( 如地表跟踪注浆, 洞内二次注浆等) , 以控制土层的变形。
盾构切割桩基时, 盾构掘进应保持均衡, 连续的进行, 尽量减少对地层的干扰, 保证建筑物的安全。
1.建立严密的监控量测体系( 1) 盾构到达建筑物前30m, 盾构经过及盾构经过后的两个星期内, 对地表沉降及建筑物倾斜, 不均匀沉降, 裂缝开展情况进行监测。
地铁盾构穿越桩基施工技术摘要:本文将以宁波市轨道交通1号线一期配套工程4号线大卿桥站项目为工程实例,对地铁盾构穿越桩基施工技术进行详细的探究与说明,希望能够为其它类似的工程提供借鉴与经验。
关键词:地铁盾构隧道;桥梁桩基;穿越桩基;变形监测1、引言在地铁工程的建设过程中,可能会和周边的建筑物或设施产生一些干扰与冲突,通常情况下施工人员会选择以下两种方案进行解决:一是对原有的建筑设施进行托换或加固,二是对既有的设施进行拆改。
在区间隧道与桥梁的桩基发生冲突时,可以采用主动拖换的施工技术或者是洞外钢管脚手架支托和洞内截桩相结合的方法进行解决,下文将具体讲述一下在地铁工程当中盾构穿越桩基的施工技术。
2、工程背景2.1工程概况宁波市轨道交通1号线一期配套工程4号线大卿桥站项目位于中山西路与翠柏路交叉口,南北向布置。
苍松1号桥位于中山西路与苍松路交叉口以南,由于4号线区间线路设在苍松路下方,采用盾构法施工,盾构施工与苍松1号桥的桥桩有冲突,为保证盾构顺利掘进,需在盾构施工前将盾构掘进范围内的桥桩先行拔除。
既有苍松1号桥位于大卿桥站~柳西新村站之间,横跨西塘河,为单跨12m简支桥梁,道路宽为22m,重力式挡墙,共有33根桥桩与区间隧道有冲突,其中?500mm桩27根,?800mm桩6根,为避免影响后期施工,全桥需拆除后重建,重建桥梁为单跨16m简支梁桥。
2.2工程水文地质条件苍松1号桥位置的西塘河,宽10.5m,水深1.5~2.5m。
既有苍松1号桥桥桩底位于⑤2粉质粘土层。
表1 工程地质表3、地铁盾构穿越桩基的施工原则在该工程当中,对盾构穿越桩基的处理要遵循以下几个原则:第一,在开挖隧道时,要保证地面上的支撑体系有足够可靠的稳定性,以及让临时的支撑地基持力层的安全度得到有效的保障,防止隧道出现塌方的情况,并对沉降进行有效的控制。
第二,在开挖隧道时,要将桥的沉降与变形控制在整个桥梁结构所允许的误差范围之内。
第三,在完成隧道的施工之后,要使桥梁桥墩下的桩基仍然具有足够的承载力保障上部的桥梁结构安全。
盾构法隧道穿越桥梁桩基础技术施工
1、工程简介
本工程位于沈阳市浑南区长青南街道,沈阳地铁十号线十七标万泉区间,地面交通稍有繁重,大型货车通过较多。
隧道两侧有居民楼,上穿越三环桥,此次过桩是三环桥侧的不明老桥桩。
未体现在设计地质勘测内,经后期勘测,在盾构机刀盘的正前方有三根直径1.0m的钢筋笼混凝土旋喷桩,以及刀盘左侧边缘正切一根相同的旋喷桩,该桩主筋最粗28mm螺纹钢,以及20mm支筋和14mm的外箍筋。
由于该桩不在施工计划内,刀盘也没有做相应的破桩改造方案,在过该四根装过程中。
施工应做到相应的措施。
2、现场情况:
3、该项目施工方案
(1)放慢推进速度至2-5mm/min,放慢刀盘转速,保证匀速推进,匀速转动刀盘。
(2)检查盾尾密封的性能,保证盾尾密封的效果。
(3)及时监控地面沉降状态反应至井下施工及时制定方案调整。
保证同步注浆量以及合理进行二次补浆。
4、总结与建议
(1)类似工程应该事先调整盾构平、纵曲线以及盾构机中心刀
避开接桩桩帽。
(2)从盾构机进洞的刀盘磨损情况看,可以适当增加数量。
(3)隧道上方地面适当设置围挡限载车流量。
(4)在前期盾构筹划时,应将进洞车站选择在距离所需穿越近
的一侧,以避免盾构机在穿越过程中刀盘损失过多而影响
后续的施工作业。
(5)在完成穿桩作业后应及时对盾构机各部件进行全面检修,
及时更换维修受损的部件。
(6)穿桩过程中应24小时有监测人员进行监测,以各项数据
分析情况,制定相应的方案。
(7)在穿桩作业的同时,及时对桥桩下方注入双液浆,以免后
期沉降对桥桩的影响。
盾构下穿建筑物切桩技术研究随着城市化进程的加速和土地资源的有限,越来越多的建筑物需要在已有的基础设施下穿越,而盾构下穿建筑物切桩技术就应运而生。
本文将对盾构下穿建筑物切桩技术进行研究,并探讨其应用前景。
盾构下穿建筑物切桩技术是指在已有的建筑物下方,利用盾构机进行地下隧道开挖的通过切割桩的方式将建筑物下方的桩身切割并移除。
该技术相较于传统的拆除建筑物再进行隧道施工的方法,具有施工速度快、效率高、对周边环境影响小等优势。
盾构下穿建筑物切桩技术的关键在于切割桩的方法。
常见的切割桩方法有水压切割、火焰切割、机械切割等。
水压切割是目前应用较多的一种方法。
水压切割利用高压水流在桩身上形成高速旋转的水流切削作用,通过不断旋转的切削动力将桩身切割成小块并沿着盾构机的钳爪输送出去。
水压切割具有切割速度快、效率高、对周边环境影响小等优势,但也存在水流量大、喷头易堵塞等技术难题。
在应用方面,盾构下穿建筑物切桩技术已经在一些工程项目中得到了成功应用。
上海地铁十号线的工程中,盾构机通过切割桩的方式穿越了多栋临近的建筑物,实现了地铁线路的延伸。
香港的东涌线地铁工程中,盾构机通过机械切割的方式成功穿越了多层的大厦,为地铁工程的顺利进行提供了有力支持。
盾构下穿建筑物切桩技术也存在一些挑战。
技术难度较大,需要克服桩身材料的硬度、强度等问题,同时避免对周边建筑物的损害。
施工过程中会产生大量的噪音、振动等对周边环境以及建筑物造成的影响需要加以控制。
相关的技术标准和规范也需要进一步完善,以保证施工的安全和质量。
盾构下穿建筑物切桩技术是一种具有良好应用前景的技术。
通过不断提高切割桩技术和完善相应的标准规范,相信在未来这一技术将得到更广泛的应用,为城市地下空间的发展提供技术支持,同时也为解决城市土地资源有限的问题提供了可行的解决方案。
盾构法隧道穿越在用桥梁桩基础施工技术摘要:随着经济和城市建设的发展,中国的发展和地下空间的利用取得了显着成绩,特别是在城市地铁建设驰入有一个大的发展快车道。
在隧道施工中,盾构法在国内的应用,越来越多的地下建筑周边环境也通过现有的结构面临着日益复杂的情况下密切越来越多的现有建筑的保护和安全工程本身就是成功的关键的项目。
本文分析了盾构隧道通过技术措施,施工步骤,施工监测施工。
关键词:盾构法;隧道;施工1、施工技术措施1.1盾构进出洞1.1.1洞口的情况分析:工作井的构成,工作井通常都是使用沉井方式进行施工, 可是在建筑密集地区的工作井或者是大型构成的工作井主要是使用地下的连续墙和钻孔灌注桩去进行建设的,因为围护结构上存在的差异,洞口的封门形式也有所差异。
使用沉井法进行施工,在对沉井进行制作的时候已经预留出了洞口(下沉之前需要把洞口进行封闭)。
因为洞口的封闭方式和盾构进出洞口是不是方便以及安全还有可靠有着直接的联系。
所以,通常需要尽量的使用井壁厚度建立防塌方和止泥以及止水的密封装置。
封门形式能够按照具体的工况条件(工程埋深和洞口处的土层的土质性能以及水文的条件等)整体进行考虑和选择,可是还应该兼顾到拆封门的便利。
水文地质情况,对于工程洞口处所在的土质性能以及地下水位的深浅有所认识后,使用最为科学的技术施工方式。
隧道埋深与洞口的直径隧道埋深以及洞口直径还有洞口处土体稳定有着很大的联系,所使用的措施会因为条件上的差异而产生问题。
工作井洞口周围的地面环境所需要的保护等级也应该对洞口的土体予以加固。
1.1.2盾构出洞如果处理不当,洞外的泥土容易崩溃或损失,甚至失去了防护罩的控制,可以说是出了洞口很难盾构施工技术,工艺更复杂施工阶段,要做好地质和环境调查的基础之上,还应该选择相关的技术策略。
1.2洞门外土体加固和洞门处理外盾构井土体加固采用井点降水和灌浆。
但是,由于导致井点降水产生固结沉降难以孔外保护地面建筑以及地下的管线,在闹市区进行施工的时候通常不经常使用灌浆编队辅助措施。
盾构法隧道穿越在用桥梁桩基础施工技术摘要:盾构施工中经常遇到要穿越高架道路或跨河桥梁的桩基基础,在穿越过程中应尽可能减少对周边环境的影响。
本文以上海轨道交通十号线某区间隧道穿越四平路上的沙泾港桥桩基为背景,详细介绍了盾构工程穿越大流量通行桥梁基础异形托换的施工工艺,具有成本底、对周边环境影响小、不影响车辆正常运行等优点,减小了盾构穿越桩基施工对桥体的影响。
关键词:穿越桥桩;基础托换;直接切桩;盾构法施工1、引言本工程沙泾港桥位于主干道四平路上,交通繁重且无分流至周边道路的条件,同时沙泾港桥两侧近距离为多栋高层居民楼,无搭建临时便桥空间条件,故排除了拆除原有桥梁拔桩处理的可行性。
而且本区间接受地铁车站离该桥梁桩基很近,加上线路的纵断面坡度的限制条件,隧道不能从桩基的下方穿越过去。
由此,只能采取盾构穿越桥桩的施工方法。
盾构穿越施工前,将桥梁的桩基础托换成扩大的板式基础,即通过受力体系转换,将沙泾港桥由深基础转换成浅基础。
转换后,盾构推进时所遇到的桥桩均可截断、清除而不会影响桥梁的正常使用。
由于上海地区浅层土的承载力较低,因此扩大基础底板下的地基必须加固,且地基土的沉降变形应满足桥梁安全运行规定的技术标准。
2、工程概况上海轨道交通10号线某区间隧道将由正常使用的四平路上的沙泾港桥桩基间穿越。
在穿越前对沙泾港桥进行基础托换以保证穿越过程中桥梁及地面交通的安全。
沙泾港桥位于四平路曲阳路交叉口南侧100m 左右,如图1所示桥中心里程为SK23+242. 0。
该桥为三跨简支梁结构,跨径6m+13m+6m,宽度30m。
共设置桥台、桥墩各两座,桥墩采用23根400mm×400mm×26 000mm预制钢筋混凝土方桩作为基础,桩基长度为12m+14m与14m+12m,钢帽接桩;桥台采用14根400mm×400mm×27 000mm预制钢筋混凝土方桩作为基础,长度为13m+14m与14m+13m,钢帽接桩。
盾构直接截桩穿越建筑物桩基施工技术文章以某城市地铁盾构隧道与既有建筑物桩基相冲突的工程实例,阐述了特殊条件下,不做桩基托换,采用盾构机直接截桩穿越建筑物桩基的关键技术措施,最终在确保建筑物安全的同时,成功地解决了制约整条地铁线路通车的关键难题。
标签:盾构;截桩穿越;建筑物桩基Abstract:This paper illustrates the key of a metro shield tunnel in a city that conflicts with a building foundation. The key to using a shield machine to directly cross a building pile foundation without a pile foundation under special conditions is described. Technical measures,while ensuring the safety of buildings,have successfully solved the key problems that constrain the opening of the entire subway line.Keywords:shield;pile-cutting crossing;building pile foundation当前国内的许多先进城市已经跨进了修建城市地铁的进程,在已经建成或在建的地铁线路上,广泛存在地铁线路与建(构)筑物桩基相冲突的现象,通常情况下是通过调坡、调线避开,或先进行桩基托换加固处理后再掘进通过。
但当区间首尾站位已经确定并已基本建成,线路难以调整或绕行,而建筑物业主拒绝配合进行桩基托换或藉此索要超高额赔偿的情况下,如何在满足地铁穿越施工的同时将其对建构筑物的影响降至最低是摆在广大工程技术人员面前的一道难题。
1 工程概述某城市地铁盾构隧道从一栋九层住宅楼下部通过,该住宅楼为框架结构,共布φ1200mm人工挖孔桩61根,柱间距为3.5m~5m不等,桩与柱的关系为一柱一桩(无地梁),桩身砼为C25,桩长16m~28m不等(桩钢筋笼长度为承台下9m,下部为素砼),桩端持力层均为中风化泥质粉砂岩且深入中风化岩层不少于2m,为摩擦端承桩。
盾构隧道下穿该住宅楼段埋深约22.3m,其中的20根桩基不同程度的受到隧道施工的影响,桩底位于隧道上方的有4根桩基,桩身倾入隧道断面的共有16根桩基。
区域地质条件:根据详勘和补堪资料揭露,盾构隧道穿越九层住宅楼地段时左线隧道上断面一小部分断面穿过〈9〉微风化泥质粉砂岩地层,中下部断面穿过〈7〉、〈8〉强~中风化泥质粉砂岩地层。
右线隧道穿过〈8〉、〈9〉中~微风化泥质粉砂岩地层。
洞顶为〈5-1〉可塑状粉质粘土、〈5-2〉硬塑状粉质粘土、〈6〉、〈7〉、〈8〉全~中风化泥质粉砂岩地层。
2 桩基处理方案2.1 原设计方案原设计方案采用桩基托换法处理(桩梁式被动托换),共增加Φ1200mm新桩15根、Φ1800mm新桩8根,并在主、次梁之间设置600mm厚的桩顶盖板将所有托换体系连成整体,通过主、次梁组合形式将原桩荷载传递至新承台后,再经新承台传至区间隧道两侧的托换新桩上。
此设计方案已经市建设科技委的专家评审通过,但因建筑物业主拒绝配合进行托换加固,借此机会索要超高额赔偿,使得工程无法继续进行,直接制约到整条地铁线路的开通。
2.2 设计方案优化由于建筑物业主拒绝配合进行桩基托换施工,原方案无法实施,且区间首尾站位已经确定并已基本建成,经过设计线路调整(线路下调5m)之后,仍有11根桩基倾入隧道范围,以及9根桩基桩底位于隧道上方。
为积极推动该工程项目的进展,地铁业主提出了“不做桩基托换直接截桩通过”的方案设想,并委托某大学就不做桩基托换直接截桩通过方案进行技术分析。
经计算分析,地铁隧道截桩通过或桩底在持力层中穿越施工后,按纯摩擦桩(不考虑桩端阻力)计算仍能够满足承载力的要求,直接截桩通过方案在技术上可行。
于是,确定采用不做桩基托换,将区间线路下调5m,采用盾构机刀盘直接截桩通过该九层住宅楼的方案。
3 关键技术措施3.1 建筑物安全鉴定在掘进前,收集周边建(构)筑物的原始监测数据,并委托第三方对建筑物进行安全鉴定和监测。
对建筑物的裂缝状况,在盾构推进前作详细调查摸底,掘进施工过程中定期巡视检查。
对已经存在的裂缝,施工前必须会同有关各方现场检查,并作文字、拍照、录像记录。
3.2 刀具更换根据对该住宅楼区域地质情况和桩基情况的综合分析,住宅楼段盾构区间隧道穿越强风化混合岩、中风化混合岩、微风化混合岩地层,以、地层为主,单轴抗压强度达9.3~29.5Mpa,倾入隧道的桩基为C25砼。
为减小在住宅楼底换刀机率,防止刀具带病作业,在过住宅楼前需先选择适当位置进行刀具、刀盘检查及更换,换刀后盾构机将掘进通过住宅楼。
3.3 系统检修在检修刀具的同时,要对盾构机的液压、电气、水循环、润滑、注脂、注浆、泡沫、铰接等系统进行检修。
3.4 掘进参数管理(1)盾构姿态调整。
在盾构掘进至距建筑物50米处,先对盾构姿态进行一次调整,对地下导线控制点进行严密复测;在盾构掘进至距建筑物10米处,对盾构姿态进行全方位检查调整,对地下导线控制点再进行严密复测,严格平差,对盾构机导向系统重新进行调试,以确保盾构机掘进至桩位时,以正确的姿态,按隧道设计轴线方向顺利掘进。
(2)掘进模式管理。
根据住宅楼区域范围地层分布,区间隧道在住宅楼区域位置穿过强~微风化灰砂岩地层,盾构穿越地层自稳性较好,但由于地层具有较强的粘性,容易形成泥饼,因此该段采用气压平衡模式掘进。
(3)土压及出渣量控制。
盾构机在穿越住宅楼掘进中按气压平衡模式掘进,并用改良好的渣土充满土仓实测水土压力验证计算值而设定土压,保证土仓的土压力足以平衡开挖面的压力,达到有效控制建筑物和地层沉降的目的。
掘进时严格控制每環出渣量,防止因出渣量过多造成刀盘前方土体损失过大引起地层失稳、坍塌。
(4)推力、刀盘转速及掘进速度控制。
为最大程度的降低截桩施工对桩基础的扰动以及控制施工震动,盾构到达住宅楼段后,首先减小推力和降低推进速度,并提高刀盘转速,控制出土量并时刻监视土仓压力值,避免较大的地表隆陷。
到达桩基础前1环,进一步降低盾构掘进推力,掘进推力维持在1000t 左右,刀盘转速1.8~2.0r/min,掘进速度控制在20~30mm/min,截桩阶段要密切关注盾构推进系统的推进速度和推进压力以及掘进出土情况。
(5)渣土改良。
截桩过程中要每天进行渣土性质分析,严密监视渣土的成分变化,判断前方地层情况,及时调整掘进参数。
对渣土中不同成分土粒含量也要进行认真分析、研究,掘进时加入足量的泡沫剂和水进行充分的渣土改良,每环泡沫剂(主要向切割表面注入)加入量不少于35L,避免刀盘前方形成泥饼。
(6)同步注浆。
在穿越住宅楼掘进时,应及时、连续、足量进行环向双液注浆,注浆时遵循“同步注入,快速凝结,信息反馈,适当补充”的原则。
考虑到盾构隧道施工过程中运输机车以及后续地铁运营均存在震动效应问题,盾构掘进过程中同步注浆拟采用快速凝固而产生强度的双液混合型同步注入浆液进行填充洞身中下部的环形空隙。
并在施工和运营阶段分别安装减震道床,以降低盾构施工过程运输及后续地铁运营期间所产生的震动对居民生活造成的影响。
3.5 预防泥饼的措施盾构机穿越易结泥饼的、、泥质粉砂岩地层时,盾构机掘进时就可能会在刀盘特别是刀盘的中心部位产生泥饼,当产生泥饼时,掘进速度急剧下降,刀盘扭矩也会上升,大大降低开挖效率,甚至无法掘进。
施工中采取的主要技术措施为:(1)通过刀盘不同高度位置的3个泡沫注入孔向掌子面直接注入适量的泡沫,减小碴土的黏附性,降低泥饼产生的几率。
泡沫的润滑作用能增加刀盘中心粘性土的流动性,减小土仓中堵塞又可以有效的防止刀盘中心泥饼的产生。
(2)为防止结泥饼,尽可能将土压平衡掘进模式改为采用土仓顶部(1/5-1/6仓位)气压平衡模式掘进。
(3)必要时螺旋输送机内也要加入泡沫或泥水,以增加碴土的流动性,利于碴土的排出。
3.6 防止地层沉降措施(1)维持土仓内压力平衡。
控制螺旋输送机出土量与掘进速度的关系。
分析洞外、洞内监测数据,通过分析土样,判断围岩变化,反演地层特性,调整土仓中的设定平衡土压力。
(2)保证线性准确。
在地层软硬不均,一侧有桩基障碍及坡度变化的情况下盾构掘进时易发生方向偏差,因此应严格控制盾构机的姿态,并正确纠偏修正蛇行,以免产生过大的地层损失而引起地层变形,正确地选用左右转弯环管片及其转弯环管片的拼装点位是保证盾构在正确方向掘进的重要措施。
(3)及时、足量注浆。
保证注浆数量不小于1.8倍理论空隙,必要时要进行二次注浆。
环形间隙充填不够、结构与地层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物安全时、或存在地下水渗漏区段,必须通过吊装孔对管片背后进行补充注浆。
3.7 建筑物下沉及倾斜监测为如实准确反应盾构截桩穿越建筑物时地表沉降情况,盾构机在进入住宅楼前,对其建筑物结构进行全面测量,取得原始数据。
建筑物变形测量应在盾构机开挖面附近,每天进行及每周进行后期观测直至沉降稳定。
当测量值变化较大时,应增加观测频率,如现场条件允许时可采用自动记录仪和警报装置。
在具体施工过程中,做到二十四小时监测,做到实时了解建筑物出现沉降、倾斜等,并将测量的结果反馈到施工中,指导施工过程的进行。
盾构施工时根据建筑物情况在建筑物上面每个角部以及中部各设置一个观测点,以观测其位移和倾斜等。
4 结束语在建筑物业主拒不配合进行桩基托换施工,且区间首尾站位已经确定并已基本建成,线路经过多次调整仍未能完全避开该建筑物桩基的特殊情况下,通过采用上述多种施工技术措施进行综合控制,最终两台盾构机均顺利的穿越了该建筑物,成功的解决了制约整条地铁线路通车的关键难题。
根据过程中的监测及地铁运营后的跟踪监测,该建筑物的沉降及震动均在可控范围,未对上部建筑物居民造成不良影响。
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