地铁施工中的桩基托换技术研究

　　【论文摘要】所谓的桩基托换，就是将原有桩基上的载荷转移到的新结构上，用新的结构代替原有桩基来承受上部建筑载荷。这种技术在地铁施工中经常会被用到，桩基托换技术水平直接影响地铁工程质量，对人民的生命财产安全产生重要影响。本文对地铁桩基托换工程进行概述，并分析了几种常用的桩基托换技术。

　　【论文关键字】地铁施工；桩基托换技术；研究

　　前言：

　　随着城镇化进程的加快，城市交通拥堵问题越来越突出，为人们的生活带来许多不便，修建地铁已经成为缓解交通压力的一种必然选择。由于地铁属于一种地下交通，在修建过程中不会对地面交通产生太大影响，施工过程中存在需要托换隧道内基础的情况，因此研究桩基托换技术是非常有必要的。

　　1.地铁桩基托换技术概述

　　1.1桩基托换技术及注意事项

　　在建设地铁的过程中，原则上是直接利用道路干线下方空间，但是一部分隧道从建筑物下方通过是不可避免的，这就会对建筑物安全造成威胁，为了保证安全施工，使用桩基托换技术已经成为一种必然选择。与一般建筑物桩基托换相比，地铁桩基托换具有以下特征：首先，地铁工程中的基坑开挖深度会更深，开挖过程中基坑会产生水平位移问题，同时还要考虑到新的桩基与地铁结构之间的联系，最好可以将其作为地铁隧道中的一部分，保证桩基能够为整体服务。这就要求设计者合理设计桩基的位置以及尺寸，从地铁建设的整体角度考虑桩基托换问题[1]。

　　地铁工程的桩基托换非常复杂，难度较大，这种难度不仅体现在工程技术本身上，同时还会受到环境条件的制约。地铁建设中的桩基础托换具有临时性特征，但是出于地下隧道的特殊性，基坑的深度又比较深，因此整个托换过程需要较长时间，这是施工过程中必须要思考的因素，包括季节变化所引起的温度以及雨雪等。同时还要考虑到经济因素，如果托换难度太大，可以将既有建筑物拆除，当然一些具有历史意义的建筑物除外。除此之外，还要考虑到工期如果太长是否无法得到周围居民的认可，这些都是实行该项技术必须要考虑的因素[2]。

　　1.2常用的桩基托换技术

　　首先是明挖法中的桩基托换技术，一是地下连续墙基础托换技术，该技术能够同时满足延伸建筑物基础和支护地铁施工的要求，也就是说地下连续墙一边可以当做延伸基础，一边可以当做基坑的边墙；二是树根桩基托换技术，实际上就是就地灌注钢筋混凝土桩，桩的直径比较小，需要在建筑物桩墙周围钻孔，孔的距离和数量根据建筑物载荷确定，可以是数孔也可以是斜孔，在孔内放上钢筋，并浇筑混凝土，桩制作完成以后连成桩墙。

　　2.地铁施工中桩基托换技术实例研究

　　2.1工程概况

　　某地铁工程在开挖隧道的过程中经过两栋宿舍楼，为了保证安全性，隧道五米范围内的桩基都要被托换掉，其中A宿舍楼共有19根桩需要替换。根据工程实际情况，选择洞内桩基托换，将工字钢设置在梁中，具体如图一所示。

　　图一托换方式示意图

　　托换过程中需要使用五道大梁，每个大梁将设置三个新桩对其进行支撑，分别用新桩左、新桩中和新桩右表示。大梁和新桩的参数情况如表1所示。

　　表1大梁与新桩参数表格（单位：米）

　　名称1-a1-b1-c1-d1-e

　　梁高2.052.052.052.052.0

　　梁宽2.52.052.052.052.0

　　梁长30.5530.6831.8532.034.35

　　新桩左长度21.6521.6321.6121.5822.01

　　新桩右长度21.1521.1321.1121.0821.25

　　新桩右长度21.6521.6321.6121.5821.75

　　2.2施工步骤

　　首先，要对宿舍楼原桩及周围环境进行评价，包括周边设施以及管线等，挖基坑的时候，深度要达到梁底标高；其次，要对孔位进行测量，并人工挖孔桩开口，然后使用人工机具逐层开挖，挖的过程中要注意护壁，完成以后，使用分段吊装钢筋笼，然后用接驳器将各个钢筋笼连接起来；第三，将钢筋梁钢筋捆扎起来，预留钢筋（指那些与挖孔灌注桩相连接的部分），完成以后使用植入技术在原桩基中植入短钢筋，然后采用短筋做好连接，将其与托换梁钢筋连成一个整体，具体如图二所示；第四，等到桩和梁砼达到标准强度以后，在桩顶施加预加力，用千斤顶顶紧，完成梁的托换；第五，将桩头钢筋在托换梁外侧包好，然后将托换梁之间连接起来；最后，以上工作都做完以后将基坑回填，尽量恢复地坪原有状态[3]。

　　图二钢筋植入与托换梁过程示意图

　　2.3桩基托换中的关键技术

　　首先，桩体植筋具有较强的技术性，如果这项工作做不好，桩就不能有效衔接，为了能够满足实际要求，最好选择优质粘结灰浆，其一般膨胀性锚固剂不同的是，其固持力是由锁键原理产生的，这种原料没有毒性，使用起来比较方便，如果环境温度为20摄氏度左右，仅需要45分钟的固结时间。植筋过程中要使用电动冲击钻，其可以有效避免松动区的震动，保持良好的植入效果。打眼锚固的过程中要注意在竖直方向按照顺序进行，保证应力分布的均匀性。

　　其次，既有桩的界面处理操作也非常重要，在植筋的过程中，需要对嵌入托换梁段做凿毛处理，这是为了保证桩与桩之间保持良好的接合效果。将预加力加载于既有桩中时，桩有可能出现变形现象，需要遵循等变形、等载荷的原则对变形予以控制。加载过需要使用千斤顶，将其放在托换桩和水平梁之间，为了避免其被破坏，要将钢垫板设置在千斤顶上下。对于同一梁体中的桩要进行同步加载，在液压联动系统的作用下，所有千斤顶同时作业，将设计反力分成十个等级，完成逐步加载。另外，在加载的过程中，要对桩所对应的楼房进行实时监控，包括其竖向位移是否发生变化，旧桩与新桩周边是否出现地表沉降现象，如果出现以上现象，要看其是否在合理范围内，如果超出合理范围，要马上停止施工，查找出现这种现象的原因。完成力的加载以后，要将钢楔固定好，卸载千斤顶并将其取出[4]。

　　综上所述，桩基础托换中需要做好植筋操作，同时需要对界面进行妥善处理，这样才能保证托换质量。随着社会经济的发展，地铁工程的建设规模不断扩大，由于在挖地下隧道的过程中会不可避免的经过建筑结构，桩基础托换技术显得尤为重要。地下隧道的挖掘主要有很多种方法，每种方法中又有不同的桩基础托换技术，要根据工程特征以及施工环境来选择具体技术，保证地铁工程的顺利进行。

　　【参考文献】

　　[1]王博，张保圆.地铁施工中既有桥梁的桩基托换技术[J].铁道建筑，2011，12（14）04：47-48.

　　[2]吕剑英.我国地铁工程建筑物基础托换技术综述[J].施工技术，2010，09：8-12.

　　[3]陈建桦.广州地铁5号线珠猎区间桩基托换技术研究[J].施工技术，2008，S2：140-141.