下载文档原格式
盾构穿越在用桥梁异形基础托换施工工法盾构穿越在用桥梁异形基础托换施工工法一、前言盾构技术在地下隧道施工中得到了广泛应用，然而，在穿越桥梁等特殊地质条件下的施工中，由于桥梁基础的存在，传统的盾构施工工法往往难以适应。
因此，研发出一种适用于桥梁异形基础托换的盾构穿越施工工法具有重要意义。
二、工法特点该工法采用了一种特殊的托换系统，通过托换系统将盾构机逐段推进，实现了对桥梁异形基础的穿越。
该工法具有以下特点：1) 系统灵活：托换系统可以根据具体的桥梁基础形状进行调整，适应不同形状的异形基础穿越。
2)施工安全：该工法在穿越过程中保持了较高的平稳性和稳定性，减少了意外情况的发生。
3) 施工效率高：由于托换系统的采用，施工过程可以实现连续进行，大大提高了施工效率。
三、适应范围该工法适用于通道型桥梁的穿越施工，包括不同形状和尺寸的异形基础。
但对于特殊形状和超大断面的桥梁基础，仍然需要结合具体情况进行特殊的设计和处理。
四、工艺原理该工法通过托换系统进行桥梁异形基础的穿越，其中技术措施包括以下几个方面：1) 托换系统设计：根据桥梁基础的形状和尺寸，设计出适合的托换系统，确保盾构机能够顺利通过。
2) 基础支撑系统：在托换过程中，需要对桥梁基础进行支撑，以保证基础结构的稳定性。
3) 盾构机操作控制：通过准确的盾构机操作和控制，使其能够按照预定的路径和速度穿越异形基础。
五、施工工艺1) 准备工作：包括场地准备、施工材料采购等。
2) 托换系统安装：按照设计要求，安装托换系统，并进行调试。
3) 桥梁基础支撑：在盾构机逐段推进之前，对桥梁基础进行支撑。
4) 盾构机推进：通过操作盾构机，按照设计预定的路径和速度逐段推进。
5) 托换系统运行：每推进一定距离后，启动托换系统，将盾构机移到下一段基础上。
6)断面封固：在盾构机成功穿越后，对隧道断面进行封固。
六、劳动组织为了保证施工工期和质量，需要合理组织和调配各类人员和资源，包括工程师、技术人员、工人等。
地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术发布时间：2021-07-15T15:53:38.080Z 来源：《城镇建设》2021年3月第7期作者：刘官林[导读] 本文以某个城市的地铁隧道穿越桥梁桩基的工程为例，对托换施工中的新桩施工、顶升施工、钢托换梁施工、截桩施工等技术进行了论述，以期作为地铁托换施工中的参考。
刘官林昆明地铁运营有限公司云南昆明 650000摘要：地铁隧道在建设过程中，有时需要穿越上方桥梁的桩基，这对于地铁隧道施工以及桥梁的安全性都有着一定的影响，需要采用托换施工技术，对桥梁的桩基进行加固，形成对桥梁的保护性作用，并促使地铁隧道的安全穿越。
本文以某个城市的地铁隧道穿越桥梁桩基的工程为例，对托换施工中的新桩施工、顶升施工、钢托换梁施工、截桩施工等技术进行了论述，以期作为地铁托换施工中的参考。
关键词：地铁隧道；穿越桥梁桩基；托换施工地铁在城市地下建设，无法避免穿越建筑和桥梁问题，需在施工过程中，使用托换施工技术，以减少地铁隧道建设对上层建筑物的影响。
其在地铁隧道穿越桥梁桩基托换施工中的运用，对托换施工技术的要求较高，该项技术的应用情况，影响着桥梁今后投入使用后的安全性和使用寿命。
因此，需要引起施工技术人员的高度重视，对每个施工技术使用环节进行精准的掌控，并采取严格的技术管控措施，以确保桩基托换的高质量施工。
1.工程实例以某城市的地铁工程为例，在工程建设中需要暗挖隧道，并且需要穿越桥梁桩基，该桥梁为混凝土结构，并有多孔连续板，厚度为0.80m，跨径是（14+20+20）m，桥基础孔桩桩长为8m，桩径为1.3m，矩形墩柱是1.4×1.0m，承台为7×3m，孔桩与隧道距离较近，需要对其进行托换施工，以为隧道施工提供便利，并提高桥梁运行的安全性。
2. 桩基托换施工分析针对托换的承台构建一个新的受力体系，首先在其两侧各设置一根新桩，新桩的桩顶需要扩大头，然后在桩顶上安装钢托换梁，并在两者之间采用千斤顶，将钢托换梁放置在原承台底面，使用千斤顶将钢托换梁顶起，稳定之后，拆除旧桩基，最后进行混凝土浇筑施工，建设一个新的承台，从而完成桩基托换作业。
地铁桥梁桩基托换施工方案1工程介绍某城市一高架桥为曲线双线桥梁，有两个幅桥相距约1m，桥宽均是14.11m。
建设该曲线双线桥梁采用预应力钢箱梁进行施工。
由于该桥是交通要道，车流量较大，对桥面的荷载较大；该高架桥建设的结构较复杂，所以对变形变化非常敏感。
此城市建设的城市轨道是五号线的一期工程编号为3号的车站。
此3号车站有59m左右的长度位于高架桥下方，应工程设计要求此车站建设的基坑深度为16.89m、宽度为48.8m，车站计划覆盖土层厚度为3.3m。
计划建设的15#桥墩建设位置预计在明挖基坑的中间位置，高架桥桥下有6.5m 的施工高度，14#和16#分别位于15#桥墩的南北方向，离15#桥墩的距离分别为3.8m、3.6m。
此3号车站所处的位置由于是交通要道，行驶车辆较多，为高架桥的桩基托换施工增加了难度。
2桥梁桩基托换设计方案由于15#桥墩建设位置在明挖基坑的中间位置，在施工时其下方的土质需要挖去。
从上文工程介绍可知，由于桥墩上方的高架桥车流量比较大，对施工影响比较大，在施工时工程的安全性要求更高。
桥梁的桩基托换技术近几年应用到城市轨道建设方面也比较广泛，技术也发展得比较成熟。
本工程计划采用安全性能更高的扩大承台桩基托换的施工方式进行施工，具体操作是将工程原有的承台进行扩大建设，承台扩大完成后在其外围增加一圈共14根临时托换桩进行支撑；然后在15#桥墩处建立临时的顶升系统进行保护，以免高架桥桥梁上部结构处发生沉降，影响工程质量和施工安全。
2.1临时托换桩系统设计方案。
在进行施工时，考虑到临时托换桩的稳固性，在其对应高架桥钢箱梁腹板的位置要使用长为28m、直径为1.2m的钻孔灌注桩进行施工，施工时采用水下混凝土进行浇筑，其采用的型号为C30。
15#桥墩周围建设14根托换桩进行保护，14根托换桩施工全部完成后将混凝土施工面进行打磨保证其平整度，然后安装顶压钢支撑当作承台的支架，在临时托换桩进行反压操作时可以作为支撑的结构，保证工程施工安全。
浅谈复杂环境下的桥梁桩基托换施工工法摘要：广州市轨道交通十四号线二期马务站位于机场路与黄石路交叉路口东南侧，北端靠近黄石立交。
车站北端位于黄石立交C匝道下方，地铁车站主体与C 匝道桥4根桥墩冲突，基坑开挖前需对4根桥墩进行桩基托换。
黄石立交C匝道为单车道右转匝道桥，托换体系采用主动托换，托换利用主体围护桩及主体钢管柱。
关键词：地铁车站；桩基托换1 工程概况广州市轨道交通十四号线二期马务站采用明挖岛式车站，车站长度为140.2m，标准断面宽度为21.9m，底板埋深约27.55m，底板底标高约-15.15。
车站施工期间，黄石立交C匝道位于车站影响范围，C匝道为桩基础，桩径1～1.2m，桩长约22m。
C匝道位于基坑上方，原桩基础除会影响地铁车站的建筑装修外，地铁施工期间对桥桩还可能存在碰撞、沉降，倾斜风险；因此在车站基坑施工前，需对基坑范围内的C匝道桩基“C1～C4”桩进行托换。
图1 马务站桩基托换平面位置图2 周边复杂环境及地下管线概况马务站东南侧为黄石家私广场，电力试验研究院，广州市白云区人民法院，西南侧为机场高架，松园岭社区，白云供电局、黄石商务大厦，西北侧为黄石公共汽车总站，东北侧为成丰大厦，广州市信孚黄石中学[1]。
黄石立交C匝道桥桥桩托换，C3、C4桥桩托换处地下管线200200电信光纤4孔4条，C1、C2桥桩托换处地下管线有电力、燃气、通信、雨水、污水管线，地下管线复杂，桩基托换施工前需对地下管线进行迁改。
3 桩基托换设计概况黄石立交匝道桥C匝道桥4个桥墩在基坑开挖前需进行托换,托换基础利用围护结构钻孔桩及主体结构先施做的抗拔桩钢管混凝土柱[2]。
其中C1、C2、C3桥桩采用2500mm*2000mm托换梁托换，C4采用3000mm*2000mm托换梁托换。
图2 托换平面布置设计图4 施工顺序桩基托换施工顺序应结合马务站围护结构施工及结构钢管混凝土柱施工同时安排。
管线迁改→施工托换桩（钻孔灌注桩、钢管柱）→开挖桩基托换基坑→原桩植筋、进行界面凿毛处理→浇注桩基托换梁→千斤顶预顶→原桩截桩→封桩（微膨胀混凝土浇筑）→回填[3]。
静压钢管桩技术在桥基托换工程中的运用与施工[摘要] 本文结合实例介绍了静压钢管桩用于桥基托换工程中的设计方法及运用施工，供同行参考。
[关键词] 静压钢管桩桥基托换技术运用一、工程概况该大桥其中第48#、50#桥基位于隧道开挖影响线范围内，由于施工造成失水，造成桥基沉降最大值达60多mm，为了保证北环高速大桥的安全，需要对桥基进行托换处理。
托换桥基的施工必须在特大桥正常运营的情况下进行，施工场地狭小，施工难度较大。
大桥的周边情况如下：1、桥面：桥梁为分离式(中间间距为0.6m)，左右幅桥各三车道，每幅桥宽13.9m；2、桥基：每幅桥为天然地基条形基础，条基宽3.5m,高1.5m，长16.8m，条基顶面到路面距离约为1.80m高；3、桥下净空：5.3；4、荷载情况：按汽挂—20考虑；5、暗控隧道：穿过桥基的隧道断面毛洞宽12.9m的暗挖双线单洞隧道，隧道顶至条形基础底距离约为3.8m；6、管线情况：场地位置管线复杂。
二、工程地质条件1、地形、地质、地震情况、地层情况如下：①、杂填土：厚度为3~3.2m；②淤泥质土：厚度为2.1~2.6m；③冲积-洪积砂层：厚度为2.3m；④砂质粘性土：厚度为6.6~12.8m;⑤砾质粘性土：厚度为6.6~9.5m;⑥全风花岗岩：厚度为4.5~8.3m;⑦强风花岗岩：厚度为7.5~13.7m;⑧微风花岗岩：厚度为1.7~2.4m;2、不良地质情况场地范围属花岗岩风化残积层区，其主要地层为花岗岩风化残积土和花岗岩风化带，遇水易软化崩解。
3、水文地质条件：场地地下水按赋存方式分为第四系孔隙水和基岩裂隙水两种。
4、地震裂度：场地范围地震烈度为VII度。
三、特大桥桥基托换工程的设计1、桩型的选择；由于托换施工必须在特大桥正常运营的情况下进行，有两种桩型可选择，钢管灌注桩和静压钢管桩，考虑到要达到单桩承载力特征值为440KN，钢管灌注桩进入中风化岩层，桩长会达到30~40米，不经济，而且施工场地狭小，不能同时进很多钻机施工，工期长。
浅析地铁施工中桥梁桩基托换技术摘要：随着城市的快速发展，城市道路交通拥堵、噪声扰民、空气污染等问题越来越严重，城市轨道交通作为公共交通系统已然成为大众出行的首选。
自“十二五”以来，我国城市轨道交通建设进入了快速发展期，但是城市隧道施工过程中经常穿越桥梁及其它构筑物，需要进行桩基托换。
本次结合实际案例，分析盾构施工过程中桩基托换技术，为地铁相关工程施工提供参考。
关键词：地铁施工；桩基托换1、工程概况长安公园站～蓝天圣木站区间总长度为943.055m，区间采用盾构法施工。
主线路纵向坡度呈“一”字型坡，上升纵坡8.226‰，区间结构覆土厚度约10.6～15.3m，盾构直径6.2m。
盾构区间与建和桥10根桩基产生冲突，需进行过桩基托换。
建和桥主桥范围为一座环形桥，分为东、南、西、北四个异形块桥，四个块并不对称。
异形块梁高1.3m，悬臂3m，为多箱室异形预应力结构。
桥墩为异形块中部一排支点桥墩，为单圆柱墩，直径 1.2m，墩高 3.6m；每根柱下为6.3×6.3×2.0m四桩承台，桩基直径1.5m，桩长20.6m。
图1建和桥平面构造图2、建和桥顶升在桩基托换基坑开挖的过程中，桥墩由于下挖至老承台底以下4m深，至使原有桩基承载力削弱，可能会带来承台墩身的下沉，同时相临的桥墩也可能受到不同程度的影响产生下沉；在盾构穿越桥区时，盾构隧道洞身一定范围内的土体会出现一定程度的隆降变化，至使桥墩出现不同程度的变化；因此需对影响范围内桥墩进行预支顶。
当个别或部分桥墩出现沉降时，能够通过预支顶系统将梁体顶起至初始位置。
在桩基托换前，新承台未加载的情况下，沉降未稳定，故在新老承台间设置顶升系统用于完成体系转换。
在旧桩截桩前，对新承台施加设计荷载的1.2倍，使新承台沉降迅速趋于稳定。
在沉降基本稳定后，截断新老承台间的旧桩基，使得新老承台间处于自由的状态，再顶升不大于1mm，以确定支反力是否合适，最后在新老承台间浇筑混凝土，完成永久固定。
·
【作者简介】方庆法（1965-），男，本科，高级工程师。
联系地
址：上海市凯旋路3131号1106室（200030）。
【收稿日期】2008－10－09
BUILDING CONSTRUCTION
建筑施工
第30卷第11期Vo1．30No．11
桥梁基础托换施工技术案例
□
方庆法1
吴坚1
陆明云2
（1、上海建浩工程顾问有限公司
200030；2、上海青浦新城区建设发展（集团）有限公司
201700）
【摘要】随着以城市地铁为代表的地下空间的大量开发，地下设施越来越复杂，地下空间的利用越来越多，使基础托换技术在地下空间的开发和利用中发挥着越来越重要的作用。
根据桥梁工程的特点，在其基础托换中，制定了相对应的控制措施。
通过周密的作业计划和强有力的组织指挥，使托换工程得以安全、顺利地完成。
【关键词】桥梁工程基础托换
止水帷幕压密注桨
【中图分类号】U443.16+3
/文献标识码B
【文章编号】1004-1001（2008）11-0993-02
Case Study on Foundation Underpinning Construction
Technology for Bridge
1工程概况
上海市轨道交通十号线5标段溧阳路~曲阳路区间隧道需要同向穿越距曲阳路地铁南侧57m 的沙泾港桥。
沙泾港桥建于上世纪80年代，为3跨简支梁结构，总跨度30m ，宽度30m 。
由桥墩和桥台组成，桥台桩基采用23根400m m ×400m m ×26000m m 预制钢筋混凝土方桩，分两节，采用硫磺胶泥接头；桥墩桩基采用23根400m m ×400m m ×27000m m 预制钢筋混凝土方桩，分两节，亦采用硫磺胶泥接头。
该处隧道盾构的顶标高离地面为6~7m ，将碰到33根桩基需凿除。
故要求将该桥的桩基础托换成扩大的板式基础，即沙泾港桥的承载要由深桩基础转换成1.3m 厚大底板的浅筏基础，转换后在盾构经过时对所遇桥桩均可截断、清除而不影响桥梁的正常使用。
每个桥墩需凿除5根桩，每个桥台需凿除3~4根。
2施工方案
为保证桥台桩基大底板能实现安全、顺利施工，施工单位决定，先在桥两侧桥台处做高压旋喷桩重力式挡土墙。
汛期过后，再在桥两边河内筑岛围堰，并在围堰内做高压旋喷桩与桥台边重力式挡土墙连成整体，然后抽水，再做围护内基础底板和高压旋喷桩。
其施工流程如下所示：
施工准备及材料进场→桥台及桥墩间挖土至+2.5m →施工2/3围堰及安装桥台桥墩间支撑→施工临时排水设施→施工剩余1/3围堰→施工垫层及底板→桥下挖土至
-1.7m →施工两排止水帷幕桩及压密注浆→安装桥墩间支撑→抽水及铺钢板→底板及实体式柱混凝土浇筑→拆除支撑→施工桥墩桥台间及桥墩间旋喷桩加固→拆除临时排水设施及围堰→设备退场及桥下河流疏通通水。
该方案对环境和交通影响小，管线无需搬迁，施工费用较省，但施工过程中有一定的风险。
本文着重介绍从基坑开挖到底板完成这个危险性较大的施工过程的动态控制。
3基坑开挖与底板施工中遇到的难点及控制措
施
3.1对地面交通、周边管线及建筑物的保护措施
因沙泾港桥连通的四平路为上海市主干道，交通繁忙，通过车辆较多，且载重量较大，地下隧道盾构推进施工必须保证上部四平路安全和交通畅通。
而沙泾港桥周边管线众多，建筑物林立，桥西南侧又有一新建高层建筑，其一角距道路边线11m ；在距桥南侧15.2m 、距四平路边线4.69m 处还有一座单层水泵站；桥东南侧则为居民小区；桥东北侧为一座4层砖混楼房；桥北侧为拟建10号线曲阳路车站南端头井；桥西北侧曲阳路口为华西证券大厦。
主要的管线有：电话、上水、电力、煤气以及污水管线。
沙泾港桥施工期间必须考虑对周边这些管线及建筑物的保护。
为能够有效地对建筑物与管线的位移与沉降进行监控，在基坑开挖与底板施工期间，我们将沙泾港桥、周边建筑物及管线的监测频率提高到6h/次，并将监测数据及时送至相关各方。
监测的主控项目是周边建筑物、煤气、上水、通信、电力等管线以及桥面的位移和沉降。
挖土施工时，要尽量减少土体的挠动而造成管线损坏。
如在基坑施工开始时，发现桥西侧煤气管线沉降变化量过大，当天沉降值就超过报警值，立即与管线管理方商量保护措施，
决定用型钢支架吊牢
第11期11/2008
方庆法、吴坚、陆明云：桥梁基础托换施工技术案例
煤气管，以防止其进一步下沉。
3.2对施工场地狭小、施工环境恶劣的应对措施
该桥桥下空间狭小，机械设备无法正常使用，桥墩与桥台之间的土方全部由人工进行挖掘，但由于土质潮湿，挖土进度比较缓慢，施工安排作业人员自最东侧开始，将渣土驳运至桥西侧，由长臂挖机挖运至土方车上外运，按人均4m3/d计算，尽量安排充足的施工人员、日夜两班制连续施工，以最快的速度完成土方开挖工作。
由于桥围堰内外的水头差较大，且施工期间时常降雨，因此，必须加强降水。
沙泾港桥基础托换基坑开挖期间是采用轻型井点降水，使地下水位保持在开挖面以下1m左右。
并做好截水、排水措施，防止地表水及雨水冲刷边坡。
保持基坑内干燥，以利于机械和人工挖土施工的顺利进行。
3.3对薄弱环节的应对措施
图1土方开挖前桥梁示意图
因施工场地的限制，基坑四个角处为重力坝与高压旋喷桩止水帷幕的相接点，旋喷桩机无法进入该接点处，故只好采用压密注浆作为该处止水帷幕，其止水效果较差，成为基坑围护中的薄弱环节。
为能够保障这四个薄弱环节处的安全顺利施工，经各方反复研究决定，在该四个薄弱环节处增插φ48m m钢管,以增加该处的挡土能力，实践取得了理想的效果。
在挖土期间，东南、东北角坑底处发现渗漏水现象，且有逐渐扩大的趋势，若不及时控制，可能会造成流砂甚至基坑侧壁坍塌的情况。
经研究决定在基坑开挖完后、底板混凝土浇筑之前，先行在这些角处浇筑约1m宽、1.3m高的挡土墙，以抵挡侧向的水土压力，并封堵渗漏水，也达到了良好的效果。
3.4对缩短桩台暴露时间的应对措施
沙泾港桥建造于上世纪80年代，本身的设计承载力不高。
基坑开挖之后，原桥的桩身有部分暴露，形成高桩承台。
一方面，桥台与桥墩失去了桥下土的一定支承作用；另一方面，受到开挖的影响，使土体受到挠动，桩的侧壁摩阻力下降。
因此，在基坑开挖至底板施工完成并发挥作用的这段时间内是整个基础托换施工最关键的时间。
而当时又因受场地的限制，无法使用大型吊机吊运，使施工器具与材料的搬动非常困难，只得采用人工搬运，故施工速度非常缓慢。
如由两个工人将一根钢筋搬运至桥下要花费15m in。
因此，除与交通部门联系协调经过沙泾港桥的车辆须限载限速外，还须在保证工程质量的前提下尽可能地加快施工、缩短工期。
为能更快地保质保量地完成底板的施工，首要的任务就是增加施工人员的人数，尤其是要有足够的钢筋工、焊工等技术工人，分两班制日夜连续施工。
原设计中，基坑垫层厚度为10cm，混凝土标号为C15。
为了使垫层充分发挥支撑的作用，及早地稳定基坑，特将厚度修改为20cm，混凝土标号修改为C40。
原设计中，底板厚度为1.3m，一次性浇筑完成。
考虑到一次性浇筑底板所需的钢筋、模板施工时间较长，故采用分块浇筑的方法。
在桥东侧挖土和垫层施工完成，西侧未开始挖土时，立即进行桥东侧底板施工。
这样能发挥一半的底板支撑作用，有效地减少桥桩暴露造成的承载力损失；同时也可给桥西侧底板施工时提供了较大的施工场地。
4技术经济效果
在参与施工各方的共同努力下，本工程在预定的工期内完成了基坑开挖与底板施工任务。
从实际施工中也可看出，先浇筑的四个角的挡土墙发挥了预期的作用，开挖期间基坑没有出现较大的渗漏水、流砂及坍壁现象；从监测数据中反映，周边的管线沉降量虽较大，但都在规范允许范围之内；底板分块浇筑后，桥梁产生的沉降也在规范允许范围之内，底板施工质量也较好。
5体会
（1）基础托换施工技术属于新兴技术，在上海市乃至全国范围都尚属起步阶段。
基础托换在施工过程中要根据现场的实际情况随时调整施工方案，项目管理人员要全天候在施工现场组织指挥、及时协调、推进各项工作的实施，要针对已出现、或即将出现或可能出现的情况和问题及时做出反应，采取有力措施控制，以达到保证基础托换工程正常、有序、安全地进行。
（2）沙泾港桥基础托换工程作为一个创新项目，其施工过程本身具有一定的不确定性和危险性，最突出的特点就是“快”和“变”。
桥桩暴露后，时间刻不容缓，多暴露一天，就多一天危险。
施工管理人员必须牢牢控制工程进度，优化现场管理和施工方案。
同时要根据现场情况的变化，有随机应变的能力与魂力，及时调整施工思路、实施排险措施。
（3）本工程基础托换的成功，得到有关专家的肯定，可在其他类似工程上推广，具有一定的社会效益和经济效益。
参考文献（略）。
