宋子文

（濟南城建集團有限公司，山東 濟南 250000）

1 樁基被、主動托換概念及原理

所謂樁基托換技術(shù)，是指通過托換結(jié)構(gòu)改變既有結(jié)構(gòu)荷載傳遞路線的技術(shù)。根據(jù)其發(fā)展路徑和受力特點，可分為被動托換和主動托換兩類。被動托換的基本思想是：托換結(jié)構(gòu)施工完成后，直接將原樁切斷，原樁的荷載通過托換結(jié)構(gòu)傳遞給新樁。主要缺陷在于新樁承受荷載后必然會產(chǎn)生一些新的變形，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較大的次生應(yīng)力，對原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響。主動托換的基本思路是：在原樁基被切斷之前，用千斤頂對新樁進行預(yù)壓，或者對新樁和托換結(jié)構(gòu)施加預(yù)壓荷載，以消除新樁（托換樁）和托換結(jié)構(gòu)的局部變形。在原樁基切割過程中，對新樁和上部結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)測，并將測試得到的變形反饋給千斤頂控制系統(tǒng)，及時消除或減小變形。

2 地鐵盾構(gòu)隧道施工中的樁基礎(chǔ)托換技術(shù)類型

1）主動托換技術(shù)，在主動托換技術(shù)的作用下，整個工程結(jié)構(gòu)的變形控制會變得更加主動。此外，在混凝土地鐵盾構(gòu)隧道施工主動托換技術(shù)實施之前，相關(guān)人員可以利用頂升裝置調(diào)整上部荷載和變形，并借助新樁和托換系統(tǒng)，保證荷載的整體控制。此外，有些建筑可以消除結(jié)構(gòu)的長期變形效應(yīng)。由于托換建筑托換荷載過高，對變形控制要求非常嚴(yán)格，整個托換樁會隨著托換梁一起上升，從而將整個建筑荷載傳遞到托換梁上，最終將新樁和托換結(jié)構(gòu)完全消除，將變形結(jié)構(gòu)控制在最小范圍內(nèi)。2）被動托換技術(shù)，從被動托換技術(shù)來看，主要托換對象是荷載較小的建筑物，在地鐵盾構(gòu)隧道施工中安全性較低。此外，被動托換技術(shù)可以在原有樁基上部結(jié)構(gòu)的荷載施工過程中隨著托換建筑物的變形轉(zhuǎn)移到新的樁基上，但不能調(diào)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)上部的變形。當(dāng)整個托換建筑的荷載減小時，上部荷載可以直接托換到新樁上，這樣整個托換結(jié)構(gòu)所承受的作用力可以充分控制整個建筑上部的沉降，保證建筑結(jié)構(gòu)保持較高的穩(wěn)定狀態(tài)。

3 檢測和監(jiān)測

施工前委托第三方具有檢測資質(zhì)單位對匝道現(xiàn)狀進行調(diào)查、取證，形成施工前匝道狀況評估報告和檢測報告。施工期間對匝道實施監(jiān)測。隧道二次襯砌施作完成后，委托第三方檢測單位協(xié)同地方相關(guān)主管部門再對A，B匝道進行檢測，以明確隧道施工的影響，并形成施工造成影響程度的評估報告。隧道下穿匝道施工期間，加強隧道洞內(nèi)及匝道橋監(jiān)測。截樁前，在匝道樁位底板及護拱上布設(shè)沉降監(jiān)測點，截樁過程中監(jiān)測匝道底部和隧道拱頂沉降數(shù)據(jù)。同時，在匝道內(nèi)部布設(shè)下沉及收斂量測點，監(jiān)測匝道下沉及凈空收斂數(shù)據(jù)。截樁過程及第1層護拱噴混凝土作業(yè)完成前每隔1h監(jiān)測1次沉降數(shù)據(jù)，開始施作第2層護拱至樁位仰拱填充混凝土終凝前每隔2h監(jiān)測1次沉降數(shù)據(jù)，在原樁基與匝道底部交接處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力值較大，第1步截斷樁基頂部時，靜置監(jiān)測切割縫1h。若切割縫尺寸無明顯變化，繼續(xù)實施第2步截樁，若切割縫明顯變小，在切割縫處嵌入鋼板，抑制上部結(jié)構(gòu)沉降，同時中斷匝道內(nèi)交通。

4 施工分析

1）參數(shù)設(shè)計。托換襯砌厚800mm，骨架選擇雙層鋼筋網(wǎng)，環(huán)向、縱向鋼筋直徑均為22mm，環(huán)向距離100mm，縱向距離150mm。由于隧道開挖斷面增加，因此，托換施工選擇CRD技術(shù)，最先選擇300mm混凝土噴射施工，格柵主筋設(shè)計為25mm，間距為500mm，臨時支撐20號鋼筋，為了保證托換施工安全，在其開挖面外部2m范圍提前注漿加固。2）施工流程。第一，提前注漿加固；第二，左側(cè)上方斷面開挖支護；第三，左側(cè)下方斷面開挖支護；第四，右側(cè)上方斷面開挖支護；第五，右側(cè)斷面下方開挖支護；第六，植筋施工，托換襯砌；第七，托換后滿足設(shè)計強度要求后，鑿除侵入樁基，拆除臨時支撐鋼筋，外部包裹防水層，進行下一輪施工。3）過渡段施工。過渡段施工是指標(biāo)準(zhǔn)斷面與托換斷面的過渡施工，開挖時其外部需要擴大800mm，其關(guān)鍵是上挑施工，本工程設(shè)計上挑段為2m，過渡段格柵總共有4榀，上挑高度為200mm/榀，逐榀施工，開挖時需要控制角度，避免角度過小影響后續(xù)施工，安置格柵時注意縱向緊固鋼筋，保證格柵銜接穩(wěn)固。實施CRD技術(shù)時，逐一架設(shè)左側(cè)格柵，由左至右的方式直至施工結(jié)束。

5 安全控制要點

1）由于樁基底與隧道仰拱開挖面基本平齊，在樁位仰拱開挖完成后及時采用混凝土封閉樁基底周邊，避免樁基底長時間被水浸泡。截樁前采用砂袋填滿預(yù)留樁位仰拱，以防止樁基截斷時下部樁基失穩(wěn)。2）繩鋸切割過程中安排專人旁站，設(shè)置安全防護及警戒線劃定施工作業(yè)區(qū)域，繩鋸正前方不允許站人。3）施工期間，上部交通不中斷，對交通實施24h管制，小龍坎環(huán)道A，B匝道禁止3軸（含）以上大貨車通行，同時布設(shè)值勤人員和設(shè)置二級施工警示、限高架等交通標(biāo)志，保障施工期間交通安全。4）建立洞內(nèi)外聯(lián)動機制，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常，互通信息，中斷匝道內(nèi)行車。

6 結(jié)語

在實際施工過程中，地鐵隧道與鐵路和水工隧道工程有很大不同。在地鐵隧道施工過程中，不可避免地會接觸到建筑物。如何處理好既有建筑與地鐵隧道的關(guān)系，是整個安全施工的難點和重點。特別是在隧道設(shè)計穿越既有建筑物下部樁基的過程中，托換加固措施的實施尤為重要，以確保建筑物和地鐵隧道施工不會受到任何影響。