建筑物的托換講義

1、- 34 -地面建筑物的保護(hù)和樁基托換技術(shù)隨著城市建設(shè)的發(fā)展，人口數(shù)量的增加和地面交通的擁擠，地下空間的開發(fā)已經(jīng)成為各大城市發(fā)展的主要方向。地下空間的開發(fā)程度從某種意義上來說也標(biāo)志著一個(gè)城市的文明發(fā)展水平。盾構(gòu)法是目前隧道暗挖施工中最為先進(jìn)的一種工法，其優(yōu)勢是速度快、成本低、作業(yè)環(huán)境安全、對地面的交通建筑物影響小，被世界各國廣泛應(yīng)用于城市地下交通隧道、城市污水隧道和城市管線隧道的施工。但由于城市建筑物林立，地下管線密集，盾構(gòu)在建筑物下穿過或臨近建筑物的現(xiàn)象十分普遍，如何控制地層沉降保護(hù)地面建筑物構(gòu)筑物的安全是盾構(gòu)施工必須要解決的技術(shù)問題。在城市地下進(jìn)行盾構(gòu)隧道掘進(jìn)施工、隧道線路設(shè)計(jì)，一般盡量避

2、開原有構(gòu)筑物，但是由于城市地下空間有限，盾構(gòu)有時(shí)必須穿越,臨近建筑物或構(gòu)筑物。因此，必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施控制地層沉降,保護(hù)地面建筑物構(gòu)筑物的安全。1、建筑物的調(diào)查對隧道沿線的地下障礙物進(jìn)行調(diào)查，主要調(diào)查地面建筑物,地下構(gòu)筑物、埋設(shè)物、水井以及已建地下工程的記錄，查清其基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)形式，樁基長度，類型，受力模式等基礎(chǔ)的施工資料。對障礙物的調(diào)查，不僅調(diào)查障礙物的位置、形狀，結(jié)構(gòu)形式，還須調(diào)查原有建筑物和構(gòu)筑物的重要性、用途、工作狀況、損傷狀況及周圍環(huán)境。清楚掌握障礙物的概況，能夠在設(shè)計(jì)階段明確其具體的保護(hù)措施。盾構(gòu)隧道鄰近施工是指盾構(gòu)推進(jìn)的影響范圍內(nèi)有構(gòu)筑物，例如相鄰隧道或管線、橋梁、房基礎(chǔ)等構(gòu)筑

3、物。鄰近的范圍一般指從盾構(gòu)下端始劃出（45º+/2）的斜線，既橫向沉降槽的范圍內(nèi)，見圖下所示。在鄰近范圍內(nèi)的構(gòu)筑物，均要實(shí)施監(jiān)測保護(hù)。確認(rèn)障礙物的方法，最有效的方法是采用試挖掘確認(rèn)的直接確認(rèn)法。當(dāng)不能直接確認(rèn)時(shí)，可采用物探方法間接確認(rèn)(雷達(dá)探測或地質(zhì)CT)。當(dāng)時(shí)的竣工資料也是一個(gè)重要的參考資料。2、對付障礙物的方法在障礙物調(diào)查的基礎(chǔ)上，確認(rèn)對付的方法，尋求拆除障礙物的可能性或用基礎(chǔ)托換方法?？梢圆鸪恼系K物有以下幾種：（1） 結(jié)構(gòu)上可以拆除的臨時(shí)性樁基；（2） 已經(jīng)棄用的舊橋墩、舊護(hù)岸等；（3） 障礙部分可以拆除的構(gòu)筑物；（4） 盾構(gòu)施工后可以重建的構(gòu)筑物?？梢圆捎没A(chǔ)托換方法撤去相

4、應(yīng)障礙物的有以下幾種：（1） 可以替代的建筑物；（2） 可以替代的地下構(gòu)筑物。3、建筑物的保護(hù)對建筑物的保護(hù)在具體操作時(shí)分為兩種情況：一種是在盾構(gòu)施工之前的預(yù)先加固：另一種是在施工過程中進(jìn)行保護(hù)。（1）預(yù)加固是指在盾構(gòu)施工之前，根據(jù)對工程地質(zhì)特征的分析及地面建筑物狀況的研究做出判斷需要進(jìn)行的防護(hù)性措施。它包括對建筑物基礎(chǔ)的預(yù)加固處理、對建筑物的預(yù)支護(hù)及對建筑物的樁基托換等。（2） 在施工過程中進(jìn)行保護(hù)是指已出現(xiàn)危及地面建筑物安全時(shí)所采取的保護(hù)性措施。它包括對建筑物的臨時(shí)支頂、對基礎(chǔ)的加固等。4、基礎(chǔ)托換盾構(gòu)鄰近施工的基礎(chǔ)托換，因構(gòu)筑物形式和重力的不同，可采用不同的施工方法：承壓板方式；（擴(kuò)大基

5、礎(chǔ)形式）新設(shè)樁和承壓板結(jié)合方式 如案例一 新設(shè)樁梁基礎(chǔ)方式； 如案例二案例一廣州地鐵三號(hào)線大塘-瀝滘區(qū)間樁基托換工程1、工程概況該在里程YDK11+000YDK10+300內(nèi)，穿越新基新村、廣州耐火材料廠廠房及宿舍（YDK10+680YDK11+000）和欣晟皮具制品廠廠房。地面房屋大多為市郊農(nóng)民房，以47層局部8層框架的民宅建筑為多，基礎(chǔ)以500800mm灌注樁為主基本為單柱單樁，個(gè)別為天然基礎(chǔ)，其中有十六棟建筑物基礎(chǔ)侵入隧道或臨近隧道，需進(jìn)行樁基托換或基礎(chǔ)加固。詳見附圖一2、地質(zhì)和水文條件該區(qū)段隧道埋深為16-22米，隧道底部為強(qiáng)、中等風(fēng)化巖、泥巖、，天然抗壓強(qiáng)度fc20mpa，邊墻為飽和

6、水中細(xì)砂，強(qiáng)、中等風(fēng)化砂、泥沙n=1887擊，拱頂為飽和中、細(xì)砂層，厚810m，其上為淤泥質(zhì)土。根據(jù)地層的富水程度及儲(chǔ)水介質(zhì)，本區(qū)段地下水有第四系孔隙水及基巖裂隙水兩種類型。第四系孔隙水，含水層為飽水中細(xì)砂中等透水性；基巖裂隙水含水層為強(qiáng)、中等風(fēng)化巖、泥巖中等透水性。3、方案比較3、1 施工圖設(shè)計(jì)對于A273、A274、A276、A277-2、A292、A294六幢房屋采用筏板+樁周注漿托換方案。筏板結(jié)構(gòu)采用500-700mm厚的鋼筋混凝土板,新加的筏板基礎(chǔ)與原結(jié)構(gòu)采用包柱或包承臺(tái)方式連接。新舊混凝土之間進(jìn)行界面處理,筏板施工時(shí)在侵入隧道樁的樁周預(yù)埋注漿管,筏板完成后進(jìn)行注漿以提高樁周土的摩阻

7、力。侵入隧道的樁在盾構(gòu)通過時(shí)由盾構(gòu)磨斷。在盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)進(jìn)行跟蹤注漿,以減少建筑物的變形。對于A275、A277、A280、A289、A290、A291、A293-1七幢房屋，采用托換梁-托換樁方案。托換梁-托換樁結(jié)構(gòu)采用普通鋼筋混凝土包柱（或包承臺(tái)）的大梁和600的鉆孔灌注樁,并采用預(yù)頂措施來消除柱沉降引起的對建筑物的影響，。達(dá)到主動(dòng)托換的目的。由水平大梁包柱及托換樁構(gòu)成新的受力體系。水平大梁采用C35鋼筋砼，梁截面b×h=700×14001200×2000mm。利用原建筑物首層作為施工空間,托換新樁采用600鉆孔樁,要求樁邊到隧道外邊線的距離不少于1米。建筑物采用

8、頂升法既在原承臺(tái)上施作鋼筋砼頂升平臺(tái)，包裹房屋柱成一整體。采用200-500噸級(jí)的QYD200-500型千斤頂?shù)捻斏b置安裝在頂升平臺(tái)于原承臺(tái)之間，通過預(yù)頂使荷載通過千斤頂傳遞到地面上并全面觀測變形穩(wěn)定后，切斷原承臺(tái)和頂升平臺(tái)間的房柱。當(dāng)盾構(gòu)通過時(shí)，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)節(jié)千斤頂，以補(bǔ)償?shù)貙拥穆∠菸灰?。盾?gòu)通過后，修復(fù)被切斷的柱子。對于A267、A270、A271-2三幢建筑物，則采用包柱式承臺(tái)結(jié)合錨桿靜壓樁進(jìn)行局部加固。3、2存在問題如果實(shí)施頂升方案，則作業(yè)面與現(xiàn)有室外地坪最深處將達(dá)到27003200mm。由于建筑物密集，基坑開挖后無法放坡，地下水較為豐富，土方開挖后將勢必會(huì)對周邊建筑物和基坑本身帶

9、來很大的施工困難。3、3現(xiàn)行方案根據(jù)現(xiàn)場房屋密集；樁基在隧道范圍之內(nèi)為素砼；樁周注漿效果不理想等原因，經(jīng)過多次的方案論證和審查最終決定采取如下方案承臺(tái)梁加靜壓樁加固：筏板加靜壓樁加固：筏板加靜壓樁加袖筏管跟蹤注漿加固方案。詳見下表一序號(hào)房屋編號(hào)加固形式靜壓樁數(shù)量需處理的樁數(shù)樁徑（MM） 原樁長（m）與隧道的關(guān)系1A267承臺(tái)梁加靜壓樁加固2150021+1.12A2704350021+1.03A271-25360020+1.604A273筏板加靜壓樁加固19950022-0.700.95A27414760021+0.3-0.4.6A27621980021-0.04-027A277-213860

10、021-0.38A29263500160.19A280464600200.6-.0.810A294211060017-0.1-0.411A290284600160.6-0.812A275筏板加靜壓樁加盾構(gòu)通過時(shí)袖筏跟蹤注漿25680022-1.2-1.313A27728960022-1.4-1.714A28955860026-9.1-9.315A291571060021-5.0-5.516A293-131560018-2.3-2.7合計(jì)375建筑物樁基處理方案表（表一）（+代表在隧道上方，-代表在隧道下方）_ 4、主要技術(shù)措施本工程采用筏板基礎(chǔ)施工時(shí)，筏板結(jié)構(gòu)為500700mm厚的鋼筋砼板，混

11、凝土強(qiáng)度為C25，筏板底地基承載力大于80120Kpa，新加筏板基礎(chǔ)與原結(jié)構(gòu)連接，采用包柱方式，鋼筋從原承臺(tái)上穿過，在澆筑筏板砼時(shí)將舊砼表面進(jìn)行鑿毛。筏板與原有房屋需植筋，筏板混凝土強(qiáng)度為C25，采用板式雙層配筋。遇到原建筑物承臺(tái)或柱時(shí)采用植筋方式進(jìn)行連接。原樁不切斷，在盾構(gòu)掘進(jìn)通過時(shí)，進(jìn)行跟蹤注漿，以減少建筑物的變形及沉降，保證建筑物的安全。采用筏板基礎(chǔ)時(shí)施工時(shí)包括：地基加固、筏板基礎(chǔ)施工、靜壓樁施工，跟蹤注漿、施工監(jiān)測等工序。具體工藝流程如下：建筑物調(diào)查建筑物監(jiān)測取得初始值放線土方開挖砌筑磚模植筋鋼筋制安砼澆注靜壓樁施工房屋恢復(fù)全面監(jiān)測 全面監(jiān)測盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)跟蹤注漿 5 盾構(gòu)通過該區(qū)段時(shí)的施

12、工控制技術(shù)右線盾構(gòu)機(jī)在8月3日進(jìn)入隧道該區(qū)段，該區(qū)段埋深較淺2314米，隧道頭頂砂層達(dá)810米，在隧道頂和其影響區(qū)域內(nèi)主要有45棟密集的35層民用建筑物，其中雖然對16棟房屋進(jìn)行了基礎(chǔ)加固，但是由于地質(zhì)條件較差，侵入隧道的建筑物和部分天然基礎(chǔ)的房屋對盾構(gòu)隧道的掘進(jìn)仍然是很大的挑戰(zhàn)。5、1、工程施工情況及采取的主要措施該區(qū)段因隧道埋深淺，砂層厚，建筑物密集，地下水豐富等特點(diǎn)引起各方的高度重視。在到達(dá)前，承包商已經(jīng)對盾構(gòu)機(jī)的19把中心和邊緣滾刀進(jìn)行了更換。但在8月6日當(dāng)日的建筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，ZA153-2：-7.44mm，ZA153-3：-7.32mm，ZA140-1：-4.74mm建筑物沉

13、降數(shù)據(jù)已經(jīng)接近預(yù)警值10 mm，通過對現(xiàn)場設(shè)備詳細(xì)的檢查發(fā)現(xiàn)，盾構(gòu)機(jī)尾刷擊穿，絞接出現(xiàn)滲漏。這些原因造成盾構(gòu)機(jī)同步注漿無法填充襯砌背后的孔隙，因隧道周圍土體的自穩(wěn)性較差從而引起了地面建筑物的沉降。5、1、1尾刷更換8月11日首先對盾尾絞接密封進(jìn)行搶修，在8月13日對盾尾的最后一排尾刷進(jìn)行全部更換。8月14日在944環(huán)拼裝完成后，945掘進(jìn)1200mm時(shí)，開始拆除K塊相鄰兩片管片，露出第一道尾刷空隙，利用空隙先將周邊的渣土清理干凈，然后逐片割除，先點(diǎn)焊固定，在逐步滿焊牢固，（如圖）。再上面管片穩(wěn)定后，在按照上面的程序進(jìn)行下面的管片。 管片拆除后兩道尾刷塞滿情況圖已換裝并上好油脂的尾刷及

14、管片重新安裝圖通過此次大修，從設(shè)備的本身解決了盾構(gòu)機(jī)漏漿，同步注漿效果差等問題。8月17日右線盾構(gòu)機(jī)恢復(fù)掘進(jìn)。5、1、2現(xiàn)場沉降情況及相應(yīng)措施8月21日盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)1531環(huán)時(shí)，建筑物當(dāng)日沉降的數(shù)據(jù)再次顯示A273-1：3.55mm，A273-4：6.56mm，A275-1：5.84mm，A275-2：3.56mm，同時(shí)累計(jì)沉降達(dá)到A140-1：37.87，ZA140-4：37.5mm，A269-1：32.9mm，A269-4：27.12mm，已經(jīng)超過規(guī)范允許沉降值，在A259房屋及A262地面出現(xiàn)了不同程度的裂縫如圖。A259房屋三層露臺(tái)地面出現(xiàn)的裂縫  A262外墻與圍

15、墻同鋪瓷磚面接口處出現(xiàn)裂縫通過認(rèn)真的總結(jié)和分析法發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)的控制不合理，盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)控制，泡沫管的暢通，進(jìn)土量與出土量的平衡控制等因素都是造成建筑物沉降的原因。尤其通過對現(xiàn)場盾構(gòu)機(jī)實(shí)際操作數(shù)據(jù)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)在該段掘進(jìn)時(shí)，土倉壓力在掘進(jìn)和非掘進(jìn)狀態(tài)下，壓力變化較大。如在2004年8月24日在掘進(jìn)947環(huán)時(shí)1土倉壓力在掘進(jìn)時(shí)為1.9-2.1bar,在停機(jī)時(shí)土倉壓力為0.4-0.6 bar,壓力瞬間起伏為1.7 bar。由于土倉壓力的波動(dòng)對土層的擾動(dòng)較大，因該段地層處于自穩(wěn)性較差的地段，地層的擾動(dòng)通過土體的應(yīng)力重新分布及固結(jié)后，使作用于該地層的建筑物及地面出現(xiàn)不同的沉降，沉降超過其承載能力后，出

16、現(xiàn)裂縫?，F(xiàn)場通過采取以下措施，嚴(yán)格控制建筑物的沉降，取了良好的效果在9月13日早1：30順利到達(dá)預(yù)計(jì)停機(jī)位。1、全部采用土壓平衡模式進(jìn)行掘進(jìn)，保證土倉壓力的平衡在1.2bar,左右，在推進(jìn)過程和停機(jī)過程中保持土壓的基本平衡，不要出現(xiàn)過大的波動(dòng)。2、保證同步注漿量在6m3以上，注漿壓力保證1.52.5bar;嚴(yán)格控制注漿管的暢通，發(fā)現(xiàn)堵管時(shí)應(yīng)及時(shí)安排疏通；同時(shí)在漿液泵入漿液槽之前嚴(yán)格檢查漿液的質(zhì)量，對不合格的漿液，不予使用。3、保證同步注漿速度與推進(jìn)速度要保持統(tǒng)一性，每推進(jìn)100mm同步注漿泵要注入4045次。嚴(yán)格控制出土量，現(xiàn)場要做到進(jìn)土量與出土量保持平衡。4、保證刀盤前方的泡沫管與膨潤土管的

17、暢通，在掘進(jìn)過程中保證泡沫及膨潤土的注入量。在加注泡沫的過程中，要注意控制氣壓，盡量避免過高壓力引起的土壓波動(dòng)，并且必須注意控制5、在推進(jìn)過程中應(yīng)保持盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)平穩(wěn)，嚴(yán)禁姿態(tài)的起伏過大引起刀盤周邊土體的沉降。6、加大地面的監(jiān)測力度，在建筑物當(dāng)日沉降的數(shù)據(jù)超過2mm以上時(shí)，測量頻率就要加倍，而且測量數(shù)據(jù)要及時(shí)反饋到掘進(jìn)班組，以迅速調(diào)整盾構(gòu)機(jī)參數(shù)以達(dá)到指導(dǎo)施工的目的。7、嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過程中千斤頂A區(qū)、C區(qū)的油缸油壓差值要保持統(tǒng)一、穩(wěn)定、不要出現(xiàn)過大的波動(dòng)姿態(tài)。蛇行超挖。5、1、3 樁基侵入隧道建筑物的沉降該段區(qū)域共有5棟樁基侵入隧道房屋A275、A277、ZA181、A289、A291。

18、其中A289房屋全斷面有8根樁侵入隧道9.588米。盾構(gòu)通過時(shí)盾尾脫出后A275、A277、ZA181、A290房屋的當(dāng)日沉降量均沒超過10MM，只是ZA181當(dāng)日沉降量達(dá)到了17MM，在隨后2天內(nèi)逐步穩(wěn)定，目前累積沉降最大達(dá)到36MM。五、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)過后300m險(xiǎn)區(qū)，承包商有效控制了建筑物的沉降，成功穿越樁基侵入隧道房屋，沒有造成房屋和地面坍塌，相對安全地到達(dá)停機(jī)位，其成功經(jīng)驗(yàn)主要有以下幾個(gè)方面1） 思想上重視，在盾構(gòu)到達(dá)之前各方多次討論樁基托換方案，根據(jù)該地區(qū)房屋密集的特點(diǎn)，制定了筏板加靜壓樁的方案，既保證了樁基托換時(shí)的施工安全，又為盾構(gòu)通過創(chuàng)造了有利條件。2） 技術(shù)上措施得力，作為該區(qū)段的

19、重點(diǎn)和難點(diǎn)，項(xiàng)目部針對該區(qū)段的地質(zhì)情況和可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情作出了更換尾刷，修理鉸接密封等一系列針對性措施，并對作業(yè)層進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)交底。3） 科學(xué)監(jiān)測，用數(shù)據(jù)指導(dǎo)盾構(gòu)施工。當(dāng)建筑物日沉降量超過2MM時(shí)，加密監(jiān)測頻率，及時(shí)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)。4） 保證同步注漿量，確保刀盤前方的泡沫管通暢，嚴(yán)格控制出土量，作到真正的土壓平衡。1. 5） 注意對盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和千斤頂行程差的控制，盡可能避免蛇形超挖引起刀盤周圍的土體沉降。案例二 廣州地鐵一號(hào)線長壽路陳家祠區(qū)間托換工程1. 基本情況被托換的五棟樓房為69層，共涉及108條樁。線路與被托換樓房關(guān)系如圖482所示。樓房的結(jié)構(gòu)如表410所示。被托換的五

20、棟樓房如圖483至圖487所示。表410 樓房結(jié)構(gòu)情況表樓房編號(hào)D-P3-2D-P3-3D-P3-4D-P3-5BH-1樓房層數(shù)969869建筑特設(shè)度/m31.6530.4026.8018.9029.50結(jié)構(gòu)類型鋼筋混凝土框架鋼筋混凝土框架鋼筋混凝土框架磚混結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土框架基礎(chǔ)類型480灌注樁600灌注樁460灌注樁480灌注樁預(yù)制方樁基礎(chǔ)樁長/m1418202218151817.7首層層高/m3.83.23.03.24.5樓房重量/t66006200160027506500圖482 線路與被托換樓房關(guān)系圖圖483 D-P3-2號(hào)樓（廣州魯班公司項(xiàng)目部 攝）圖484 D-P3-3號(hào)樓（廣州魯

21、班公司項(xiàng)目部 攝）圖485 D-P3-4號(hào)樓（廣州魯班公司項(xiàng)目部 攝）圖486 D-P3-5號(hào)樓（廣州魯班公司項(xiàng)目部 攝）圖487 BH-1號(hào)樓（廣州魯班公司項(xiàng)目部 攝）2. 技術(shù)方案該方案采用了由設(shè)置于樁承臺(tái)附近的鋼筋混凝土梁式轉(zhuǎn)換層和設(shè)置于盾構(gòu)隧道外側(cè)的鉆孔灌注樁組成的托換結(jié)構(gòu)體，根據(jù)具體情況，用托換大梁包承臺(tái)直接托柱，或在原承臺(tái)之間設(shè)置托換大梁，在大梁之間通過柱位設(shè)置托換小梁來托換。待托換結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再在原承臺(tái)底斷開原樁或在托換小梁底斷開原柱，使上部建筑物荷載轉(zhuǎn)移到新的永久性的托換結(jié)構(gòu)上。為了控制托換后產(chǎn)生的變形，部分樓房采用了預(yù)應(yīng)力混凝土梁式轉(zhuǎn)換層，如圖488至圖490所

22、示。圖488 D-P3-2號(hào)樓托換梁鋼筋（廣州魯班公司項(xiàng)目部 攝）圖489 D-P3-3號(hào)樓托換梁預(yù)應(yīng)力鋼筋（廣州魯班公司項(xiàng)目部 攝）圖490 D-P3-5號(hào)樓托換梁鋼筋（廣州魯班公司項(xiàng)目部 攝）3. 托換的質(zhì)量效果各棟樓房在基礎(chǔ)分離前后及盾構(gòu)通過前后的監(jiān)測結(jié)果如表411所示。 表411 各棟樓房柱位及（或承重墻）的最大沉降量 mm時(shí) 間D-P3-2D-P3-3D-P3-4D-P3-5D-P3-6基礎(chǔ)分離前0.91.000.20.7基礎(chǔ)分離后3.01.82.42.31.4斷樁其間盾構(gòu)通過前5.32.53.93.34.8盾構(gòu)通過后6.34.14.65.56.2盾構(gòu)通過半年后7.34.54.76.

23、26.4案例三廣州市軌道交通五號(hào)線【楊箕站珠江新城站盾構(gòu)區(qū)間】土建工程175#建筑物樁基托換施工方案一、工程概況廣州地鐵五號(hào)線楊箕站五羊邨站珠江新城站區(qū)間盾構(gòu)法施工自珠江新城站西端始發(fā)后，采用“先隧后站”工藝通過五羊邨站，區(qū)間線路止于中山一路楊箕村。區(qū)間隧道在線路左線里程為ZDK14+790.0ZDK14+850.0、線路右線里程為YDK14+810.0YDK14+870.0間下穿五羊邨過街樓。五羊邨過街樓跨寺右新馬路修建，整體為四層框架結(jié)構(gòu)。地面一層現(xiàn)狀為寺右新馬路行車道；五羊邨過街樓下方有構(gòu)筑物五羊邨綠島加壓站，由于五羊邨過街樓部分樁基侵入?yún)^(qū)間隧道開挖面，故要進(jìn)行樁基托換；考慮到對地面交通

24、和對五羊邨綠島加壓站的影響，本次托換采用地下暗挖隧洞主動(dòng)托換。樁基托換臨時(shí)施工豎井設(shè)置于五羊邨綠島加壓站西側(cè)約13m處的綠化帶內(nèi)；采用1條托換主洞和6條托換支洞，對五羊邨過街樓6#、17#、25#、26#、31#、39#樁基進(jìn)行樁基托換作業(yè)。二、總體施工布署1、施工條件場地條件：由于此處位于城市中心區(qū)，交通密集，人口集中，疏解困難，且地下有供水加壓站，故侵入隧道限界范圍內(nèi)的樁基不具備地面托換的條件，需施工豎井做通道進(jìn)入樁基位置處進(jìn)行地下托換。地面工作場地雖狹小，可利用寺右新馬路綠化帶作為施工場地，面積1307平方米，經(jīng)合理布置基本能滿足施工需要。 圖1：施工場地平面布置圖（見附頁）地質(zhì)條件：本

25、區(qū)間沿線大地構(gòu)造上屬于天河向斜的南翼，巖層?xùn)|西走向并向東尖滅，是直接影響本區(qū)間的構(gòu)造。下伏基巖為白堊系的兩組地層：白堊系上統(tǒng)大塱山組三元里段(K2d1)的礫巖、含礫砂巖、粉砂質(zhì)及泥質(zhì)粉砂巖，白堊系上統(tǒng)三水組西濠段(K2S2b)的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾含礫粗砂巖和砂巖。本區(qū)間未發(fā)現(xiàn)有斷裂通過，亦沒有發(fā)現(xiàn)風(fēng)化深槽。11 地層特性工程沿線穿越的地層總體上為二元類型，即上部為新生界沖洪積和風(fēng)化殘積地層，下部為白堊系陸相沉積的以紅色為主的泥巖、粉砂巖、含礫砂巖和礫巖等組成的基巖層。區(qū)內(nèi)地層從新到老大致可分為9個(gè)大層，地層性狀描述見表地層特性表，各地層物理參數(shù)見表地層物理參數(shù)表。 地層特性表序號(hào)地層編號(hào)

26、時(shí)代成因地層類別地層厚度地層性狀描述1<1>Q4ml人工填土平均2.58m全部為雜填土，厚度變化較大，呈黃褐、灰黃等色，結(jié)構(gòu)松散稍壓實(shí)，由碎石、砼塊、磚塊、砂土、粘性土組成，硬質(zhì)物含量較高。2<2-1A>Q4mc淤 泥 層平均2.40m深灰灰黑色，呈飽和，流塑狀態(tài)，以粘粒為主組成，局部含少量粉砂，為海陸交互相沉積成因。本層強(qiáng)度低，壓縮性高。3<2-1B>Q4mc淤泥質(zhì)土平均2.40m深灰灰黑色，呈飽和，流塑狀態(tài)，以粘粒為主組成，含少量粉砂或薄層粉砂，為海陸交互相沉積成因。本層強(qiáng)度低，壓縮性高。4<2-2>Q4mc淤泥質(zhì)砂平均1.60m深灰灰黑色，

27、呈飽和，流塑狀態(tài)，以粘粒為主組成，含較多粉砂或夾薄層粉砂，含腐植物，以透鏡體狀分布，為海陸交互相沉積成因。本層強(qiáng)度低，壓縮性高。5<3-1>Q4+3al+pl粉細(xì)砂平均2.80m灰白、灰黃等色，飽和，呈松散稍密狀，局部中密狀，主要為粉細(xì)砂，局部含中砂較多，含少量粘粒，局部含較多粘粒。多呈尖滅狀或透鏡體分布。6<3-2>Q4+3al+pl中粗砂層平均3.950m灰白、灰黃色，呈飽和，松散稍密狀，局部中密狀，主要為中粗砂，含少量粘粒，局部含粉細(xì)砂。7<4-1>Q3al+pl沖洪積粘性土平均2.65m灰黃、灰白、黃紅等色，以沖洪積作用而形成的粉質(zhì)粘土和粘土為主，局

28、部為粉土或含粉細(xì)砂，呈可塑狀態(tài)(局部硬塑堅(jiān)硬狀)。本層強(qiáng)度較低，壓縮性中偏高。8<4-2>Q3al淤泥質(zhì)土平均2.35m深灰灰黑色，飽和，呈流塑狀態(tài)，以粘粒為主，含少量腐植質(zhì)及粉細(xì)砂。河湖相沉積成因，強(qiáng)度低壓縮性高。9<5-1>Qel可 塑粉質(zhì)粘土平均4.68m紫紅、褐紅或棕紅色，由紅色陸相沉積巖(泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等)風(fēng)化殘積形成，以粘粒為主，呈濕，可塑狀。本層強(qiáng)度中等，壓縮性中等偏高。地層特性表序號(hào)地層編號(hào)時(shí)代成因地層類別地層厚度地層性狀描述10<5-2>Qel硬 塑粉質(zhì)粘土平均4.43m暗紫紅色、褐紅色，主要由粉質(zhì)粘土組成，局部為粘土，含少

29、量風(fēng)化殘留巖石碎屑，呈濕，硬塑堅(jiān)硬狀態(tài)。本層強(qiáng)度較高，壓縮性較低。11<6>K巖 石全風(fēng)化帶平均5.75m由紫紅、紅褐、棕色的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等組成，原巖已風(fēng)化成土狀，巖石組織結(jié)構(gòu)已基本破壞，但尚可辯認(rèn)，局部夾強(qiáng)風(fēng)化巖塊，巖芯呈密實(shí)土狀或堅(jiān)硬狀，可挖性方面屬于土層。本層強(qiáng)度較高，壓縮性較低。12<7>K巖 石強(qiáng)風(fēng)化帶平均5.10m主要由紫紅色、棕紅色的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等組成，泥質(zhì)和粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，巖石組織結(jié)構(gòu)已大部分破壞，但尚可清晰辯認(rèn)，礦物成分已顯著變化，巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖芯呈半巖半土狀、碎塊狀或片狀。本層強(qiáng)度較高，壓縮性較低。13<

30、8>K巖 石中風(fēng)化帶平均8.30m主要由紅褐色泥質(zhì)粉砂巖和礫巖組成，粉粒結(jié)構(gòu)為主，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造，巖石組織結(jié)構(gòu)部分破壞，礦物成份發(fā)生變化，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，巖芯呈短柱狀或柱狀，巖質(zhì)稍硬。本層強(qiáng)度較高，壓縮性低。14<9>K巖 石微風(fēng)化帶主要由紅褐色泥質(zhì)粉砂巖，局部為礫巖組成，粉粒結(jié)構(gòu)為主，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造，巖石組織結(jié)構(gòu)及礦物成份基本未變，有少量風(fēng)化裂隙，巖芯呈柱狀，巖質(zhì)較硬硬。地層物理參數(shù)表巖土分層巖土名稱時(shí)代與成因天然密度天然含水量孔隙比剪切試驗(yàn)壓縮系數(shù)壓縮模量變形模量天然抗壓強(qiáng)度直接快剪固結(jié)快剪粘聚力內(nèi)摩擦角粘聚力內(nèi)摩擦角wecca0.10.2Es1-

31、2Equ(g/cm3)(%)(kPa)(°)(kPa)(°)(MPa-1)(MPa)(MPa)(MPa)<3-1>沖洪積粉細(xì)砂Q3al+pl1.9026.70.7825270.3655.0418<3-2>沖洪積中粗砂Q3al+pl1.9026.40.8126290.375.2620<4-1>沖洪積土層Q3al+pl1.9825.40.70212322250.384.9015<4-2>淤泥質(zhì)土層Q3al+pl1.7040.01.06880.832.53<5-1>可塑狀殘積土Q3el1.9728.40.77232423

32、240.325.4018<5-2>硬塑狀殘積土Qel2.0026.20.70272828290.227.6038<6>全風(fēng)化紅層K2.0021.50.6233300.1610.5070<7>強(qiáng)風(fēng)化紅層K2.1019.70.5755300.1312.001501.0<8>中風(fēng)化紅層K2.404502870008.7<9>微風(fēng)化紅層K2.64800288000171.2 水文地質(zhì)條件1.2.1 地下水位本段內(nèi)地下水水位埋深1.02.5m總體變化較小。地下水位的變化與地下水的賦存、補(bǔ)給及排泄關(guān)系密切，大氣降水和地表水體(珠江、河涌)是主要補(bǔ)

33、給源，地下水位受季節(jié)影響明顯。1.2.2 地下水類型地下水類型主要有以下四種：1)上層滯水主要在上部的雜填土層中，富水性一般，總的儲(chǔ)量不大。2)孔隙潛水或微承壓水主要分布在第四系地層中的松散砂層中，為主要含水層，透水性強(qiáng)，直接或間接受大氣降水補(bǔ)給，并受地表水體的滲透補(bǔ)給，因此水位不僅與季節(jié)性降雨量有關(guān)，還受河涌潮汐動(dòng)態(tài)水的影響。3)基巖裂隙水主要分布在第四系地層之下的白堊系陸相沉積的破碎的基巖裂隙中，水量的大小受基巖的裂隙發(fā)育程度及裂隙的連通性制約及與裂隙水的補(bǔ)給有關(guān)。1.2.3 地下水補(bǔ)給第四系砂層是典型的強(qiáng)透水層，直接或間接的大氣降水補(bǔ)給，同時(shí)受附近河涌或其他地表水體的滲透補(bǔ)給。基巖裂隙水

34、的補(bǔ)給主要是上覆第四系地層的滲透補(bǔ)給和連通性裂隙的側(cè)向補(bǔ)給， 各類土層的滲透系數(shù)具體見表2-4地層滲透系數(shù)表。表2-4 地層滲透系數(shù)表巖土名人工填土層淤 泥 層淤泥質(zhì)土層淤泥質(zhì)砂層粉細(xì)砂層中粗砂層沖洪積粘性土土層<1><2-1A><2-1B><2-2><3-1><3-2><4-1>K(m/d)0.10.13.55.08.013.60.1巖土名淤泥質(zhì)土可塑粉質(zhì)粘土硬塑粉質(zhì)粘土全風(fēng)化巖層強(qiáng)風(fēng)化巖層中風(fēng)化巖層微風(fēng)化巖層土層<4-2><5-1><5-2><6><7&

35、gt;<8><9>K(m/d)0.10.10.10.20.60.80.40.50.10.3隧洞底部主要地層為<6>、<7>層。托換支洞及作業(yè)導(dǎo)洞主要穿越地層為<5-2>、<6>、<7>層。區(qū)間隧道在該地段埋深約20m，托換樁及隧道主要穿越<7>、<8>、<9>層。2、施工總體方案總體托換方案為在施工場地內(nèi)開挖豎井，通過橫通道至樁位處，再施工滿足托換的支洞，然后在支洞內(nèi)進(jìn)行樁基托換。3、工期安排所有樁基托換均在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前30天完成，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)始發(fā)日期及掘進(jìn)速度，175過街樓處

36、樁基托換工期為2005年5月14日2005年11月30日，實(shí)際工期按工序排定至2005年11月29日。圖3：施工進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)圖（見附頁）4、施工組織為保證樁基托換的質(zhì)量，組建一個(gè)有項(xiàng)目副經(jīng)理掛帥的項(xiàng)目分部，配備具有一定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員4人，測量工程師1人，及其他管理人員共8人。安排1個(gè)專業(yè)隊(duì)伍施工，施工高峰需配備勞力80人。5、機(jī)械配備為滿足本工程施工需要，需上場施工設(shè)備列表如下：主要施工設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量1電焊機(jī)BX-500臺(tái)32空氣壓縮機(jī)20m3/7kg臺(tái)13通風(fēng)機(jī)臺(tái)14風(fēng)鎬支105風(fēng)鉆42支106注漿泵KGY50-70臺(tái)17拌漿筒KEJ-200臺(tái)18攪拌機(jī)350L臺(tái)19千斤

37、頂臺(tái)1510電葫蘆10t臺(tái)211振動(dòng)捧3.5KW支6三、施工方法1、 施工順序施工準(zhǔn)備預(yù)頂承臺(tái)施工鋼筋、模板制安商品砼運(yùn)輸泵送原樁植筋、界面處理鋼筋、模板制安商品砼運(yùn)輸泵送澆注托換梁安裝千斤頂及可調(diào)自鎖系統(tǒng)監(jiān)控量測分析托換梁受力轉(zhuǎn)換調(diào)整千斤頂頂升量挖截樁孔逐步切斷原樁托換梁與托換樁連接拆除千斤頂及自鎖系統(tǒng)原樁鑿除取出回填與恢復(fù)175樁基托換施工工藝流程框圖2、預(yù)頂承臺(tái)施工挖孔樁施工完成后，進(jìn)行預(yù)頂承臺(tái)施工,承臺(tái)斷面尺寸為2400×2500，高CT8、CT11為1500，其余為1200。首先按設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求綁扎鋼筋，支立模板、安裝預(yù)埋件后澆筑C35砼。每個(gè)預(yù)頂承臺(tái)頂上預(yù)埋與樁連接鋼

38、筋及兩塊-500×500×20鋼板，預(yù)埋鋼板安裝時(shí)必須定位準(zhǔn)確。3、拖換梁施工3.1梁體與原樁結(jié)合部處理梁柱接頭為樁基托換工程中的關(guān)鍵部位，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在原樁和托換梁結(jié)合的混凝土界面采用鑿毛和植筋處理。界面鑿毛：按設(shè)計(jì)要求，在原樁上進(jìn)行放樣劃線，定出鑿毛位置，將原樁混凝土表面鑿成凹凸不平狀，凹深為1020mm。鑿毛后用水清洗干凈，在新加結(jié)構(gòu)砼澆筑前四小時(shí)內(nèi)刷界面處理劑。若鑿毛時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫等異常情況則立即采取臨時(shí)安全加固措施，并反饋信息給設(shè)計(jì)單位。 植筋：首先選用有植筋資質(zhì)的專業(yè)隊(duì)伍施做，按設(shè)計(jì)要求，植筋采用20鋼筋，植筋長為400mm，植入樁內(nèi)200mm。首先在原樁上進(jìn)行放

39、樣，劃出植筋孔位置，采用電鉆鉆孔，孔徑為Ø26，孔深200mm。鉆孔必須跳鉆，并且植好一面的鋼筋后再鉆第二面的孔，每一批植筋在樁的任一水平截面內(nèi)不應(yīng)超過兩孔，且待前一批植筋植筋膠凝固之后方可施工下一批，循環(huán)至錨完所有錨筋。鉆孔時(shí)若碰到鋼筋則立即停止鉆進(jìn),移動(dòng)孔位后再鉆。錨筋前必須將孔內(nèi)灰塵用高壓風(fēng)吹干凈，然后用環(huán)氧水清洗孔壁。結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)劑必須嚴(yán)格按配比在錨筋前試配，合格后方可配制使用，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于30MPa，粘結(jié)剪切強(qiáng)度不低于3.5MPa?？浊逑锤蓛艉?，塞滿結(jié)構(gòu)膠，植入鋼筋。在植筋膠凝固之前不得擾動(dòng)植筋，施工后檢查每孔植筋是否有松動(dòng)情況，若有則補(bǔ)做。植筋完成后要進(jìn)行抗拉、抗剪及

40、抗老化試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下道工序施工否則重新施做。3.2梁體施工結(jié)合部植筋鑿毛完成后即可進(jìn)行托換梁施工，綁扎鋼筋，支立模板，澆筑C35混凝土。施工時(shí)對梁端預(yù)頂部位嚴(yán)格控制加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)的位置,且梁底縱向受拉鋼筋較多，澆筑砼時(shí)要進(jìn)行分層澆筑，確保砼振搗質(zhì)量。澆筑砼時(shí)，在托換梁底預(yù)留6分導(dǎo)管及對應(yīng)樁預(yù)留鋼筋，待預(yù)頂完成后，在保持預(yù)頂力穩(wěn)定不變的情況下，將樁、梁鋼筋接好，澆筑微膨脹砼封樁和在封樁砼終凝后灌注高標(biāo)號(hào)水泥砂漿填充托換梁底與封樁砼之間的空隙，灌漿壓力約1MPa。4、托換采用主動(dòng)托換法施工，即采用托換梁結(jié)合托換新樁的方式，在托換梁與挖孔樁之間設(shè)置千斤頂加載，使新樁的大部分沉降通過千斤頂?shù)念A(yù)

41、壓來完成，同時(shí)使上部結(jié)構(gòu)有微量位移，完成體系轉(zhuǎn)換。4.1監(jiān)測為了確保上部結(jié)構(gòu)的正常安全使用，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)必須根據(jù)每個(gè)施工步驟可能對結(jié)構(gòu)造成的影響進(jìn)行布置。采用信息化施工技術(shù)，以信息指導(dǎo)施工，托換過程中對每個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)提出，并對有關(guān)托換頂升參數(shù)進(jìn)行修正。在托換或頂升過程中對被托換的建筑物的位移、沉降特別是托換梁上部原樁的位移、沉降和托換新樁的沉降情況、托換梁的變形進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測。4.2安裝千斤頂及可調(diào)自鎖裝置自鎖頂升千斤頂?shù)陌惭b：自鎖頂升裝置采用帶自鎖裝置的千斤頂，在每根樁預(yù)頂承臺(tái)的預(yù)埋鋼板上布置2個(gè)千斤頂。千斤頂高度不足時(shí)，可采用鋼板墊塊彌補(bǔ)，要求鋼墊塊確保足夠的強(qiáng)度

42、和剛度，承受荷載時(shí)有足夠的穩(wěn)定性。鋼管墊塊安全裝置的安裝：可調(diào)自鎖千斤頂預(yù)頂?shù)轿粫r(shí)及時(shí)安裝鋼管安全裝置并用楔型鋼板打緊。鋼管安全裝置布置3個(gè)一側(cè)放一個(gè)另一側(cè)放置兩個(gè)呈三角對稱。是主動(dòng)托換施工中相當(dāng)關(guān)鍵的一項(xiàng)措施，是主動(dòng)托換實(shí)施中控制上部結(jié)構(gòu)變形與新樁預(yù)壓所產(chǎn)生沉降的保證，施工工藝要求其結(jié)構(gòu)形式必須滿足預(yù)頂過程中具有可調(diào)性和穩(wěn)定性，要求在頂升結(jié)束時(shí)，千斤頂卸荷后，使新樁與托換梁之間能形成整體，且能承受千斤頂全部的頂力和保持穩(wěn)定?？烧{(diào)自鎖千斤頂及鋼管墊塊安全裝置在工廠里加工制作，成品后進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定，安裝時(shí)采用對稱布置與千斤頂形成交錯(cuò)布置。4.3預(yù)頂預(yù)頂?shù)淖饔檬峭ㄟ^在托換樁與托換梁間施加頂力，消除托

43、換樁變形對托換體系的不利影響，檢驗(yàn)托換體系的承載能力。并且通過千斤頂進(jìn)行微調(diào)，確保托換的成功。預(yù)頂前的準(zhǔn)備工作 可調(diào)自鎖千斤頂、鋼管墊塊安全裝置在安裝前必須進(jìn)行標(biāo)定和調(diào)試，確認(rèn)合格后才能安裝。檢查千斤頂、鋼管墊塊安全裝置的安全可靠性，安裝后保證有足夠的行程，以便在整個(gè)調(diào)整時(shí)期內(nèi)不需反復(fù)安裝； 建立全方位的位移、沉降、應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)，并保證其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性； 確定托換樁施頂荷載分級(jí)次數(shù)和施頂?shù)臅r(shí)間。施加頂力在托換梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開始預(yù)頂，預(yù)頂采取分級(jí)加載原則，共分十級(jí)加載，每級(jí)荷載增量為千斤頂加載上限值的10%，不可一次加載到最大值。每級(jí)加載需保持10min，等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后方可加次級(jí)荷載。被托換樁

44、的上抬量不能大于1mm，大于此值應(yīng)停止加載。在加載過程中同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測托換梁裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展，最大裂縫寬度大于0.18mm時(shí)，停止加載。預(yù)頂時(shí)，必須嚴(yán)格控制千斤頂?shù)捻斏屯袚Q梁兩端的位移，各千斤頂頂升力達(dá)到控制值而梁端位移未達(dá)到位移范圍值以內(nèi)，或梁端位移值已達(dá)到控制值而頂升力未達(dá)到控制值時(shí)，則立即通知設(shè)計(jì)單位，對施工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。預(yù)頂施工措施 可調(diào)自鎖千斤頂及鋼管安全裝置具有隨時(shí)無級(jí)調(diào)節(jié)托換樁與托換梁之間在頂壓施工中所產(chǎn)生間隙的功能，是預(yù)防頂壓系統(tǒng)故障的安全保障措施； 2只千斤頂壓力同步及自鎖措施：根據(jù)液壓互給原理，采用油路系統(tǒng)中2只千斤頂?shù)囊簤哼_(dá)到平衡，使托換梁在頂升中避免可減少扭矩力的作

45、用導(dǎo)致的側(cè)向位移，為達(dá)到此目的，需設(shè)立油路加壓站，集中供油，保證千斤頂頂力平衡； 托換梁兩端的頂壓平衡：通過嚴(yán)密的監(jiān)控系統(tǒng)，分析反饋來的信息，根據(jù)信息控制油泵的工作系統(tǒng)，來達(dá)到托換梁兩端的頂壓平衡，消除或減少托換梁在頂升過程中所產(chǎn)生的縱向位移； 依據(jù)各樁位的軸力設(shè)計(jì)值，確定每個(gè)千斤頂允許頂升壓力，對壓力根據(jù)施壓過程進(jìn)行分級(jí)，在每級(jí)頂升操作中嚴(yán)格控制油泵的工作流量和壓力； 在每級(jí)頂升過程中，通過對上一級(jí)出現(xiàn)差值，在下一級(jí)進(jìn)行調(diào)整，讓每一級(jí)頂升都控制在差值范圍內(nèi)，防止差值累計(jì)超過規(guī)定范圍； 在頂升過程，連續(xù)記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)和加載記錄； 樁的沉降變形穩(wěn)定后，即完成力的轉(zhuǎn)換，將鋼管墊塊安全裝置安裝好并打緊鋼楔塊鎖定。托換梁預(yù)頂施工參數(shù)表托換梁編號(hào)承臺(tái)編號(hào)梁端預(yù)頂力(KN)預(yù)頂千斤頂(數(shù)量×噸位)預(yù)頂期間梁端位移范圍值（mm）預(yù)頂期