搜索
106深圳地铁五号线太怡区间南城百货商厦桩基托换施工方案一、工程概况1、托换工程位置及周边环境南城百货商厦位于深圳罗湖区东晓路与太安路交叉口，深圳地铁5号线怡景站～太安路站区间与7号线接入段长约210m，该接入段设计为矿山法暗挖区间隧道。区间经过南城百货地下段设计为重叠隧道，长约78m。隧道沿东晓路呈东西走向，从南城百货商厦地下室东侧2根柱旁、6根柱正下方穿过接入太安站。该工程位于深圳百事达花园、新港鸿豪园等成熟高档社区，环境保护要求高。2、工程设计概况南城百货商厦位于车流量比较大的东晓路，始建于2000年，竣工于2002年。是一幢以地上2层为主、部分3层的钢筋混凝土结构，地下室一层为车库，地下室建筑面积约4770m2。其承力柱主要以8000×8400mm网格状分布，柱下独立扩大基础为主，局部为条型基础，位于第四系坡积层中。需托换柱截面尺寸为500×500mm（5根）、500×600mm（1根）、800×800mm（1根）、L型条型基础（1处）。独立扩大基础底部配单层钢筋网片，钢筋直径以φ18、φ22为主。基础设计尺寸详见下表。柱下基础与隧道拱顶垂直距离约4.5m，区间隧道进入地下室最宽部分距离约南城百货商厦地下一层车库南城百货商厦东侧地面人行道1072.6m，隧道设计参数与两者具体的位置关系详见后附图。《区间隧道与南城百货商厦位置关系图》3、工程地质与水文地质本区间上覆第四系人工素填土，厚1.9～4.7m；第四系坡积层，厚3.7～6.7m；第四系残积层，厚9.4～15.4m，下伏基岩为震旦系全-中-微风化混合岩。地下水类型主要为孔隙水和基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于第四系冲洪积粉砂,残积砂质粘性土中,水量贫乏至中等.基岩裂隙水主要赋存于强-中风化岩层中,略具承压性,水量一般。详见附后《南城百货商厦段托换桩基地质剖面图》。二、南城百货商厦结构柱托换方案针对南城百货商厦于2002年建成，为地上2层为主局部3层钢筋砼框架结构，地下一层为停车场，需要托换的8根柱上部荷载较小，上部建筑变形控制等级相对较低，同时结合周边环境、工程难度综合考虑，在施工中有以下三种桩基托换方案可供选择，具体的方案如下：方案一：利用南城百货商厦部分地下室底板上部空间作为托换施工场地,实施被动托换。因为地铁5号线太安站～怡景站右线区间隧道一部分位于南城商厦地下室下，大部分位于地下室侧墙外东晓路西侧人行道下,故托换大梁拟设在地下室内，采用梁式托换结构柱的型式，托换新桩采用φ2000mm人工挖孔桩和φ300mm钢管桩群相结合，桩底入中微风化1m并扩孔至3m直径，托换大梁长7.7m×宽4m×高2m，梁-柱接头采用“企口+锚筋”型式。施工期及施工完成后，需占用部分地下室空间（见下图）。托换平面示意图108托换剖面示意图方案二：利用南城百货商厦部分地下室底板上部空间及南城百货商厦外侧人行道作为托换施工场地,实施主动托换。因为地铁5号线太安站～怡景站右线区间隧道一部分位于南城商厦地下室下，大部分位于地下室侧墙外东晓路西侧人行道下,故托换大梁拟设在地下室与人行道之间，采用梁式托换结构柱的型式，托换新桩采用φ2000mm人工挖孔桩进行托换，桩底入中微风化1m并扩孔至3m直径，托换大梁长16.71m×宽4m×高2m，梁-柱接头采用“企口+锚筋”型式。施工期及施工完成后，需占用部分地下室及人行道空间（见下图）。托换平面示意图109托换剖面示意图方案三：利用南城百货商厦部分地下室底板上部空间及作为托换施工场地,实施主动托换。因为地铁5号线太安站～怡景站右线区间隧道一部分位于南城商厦地下室下，大部分位于地下室侧墙外东晓路西侧人行道下,故托换大梁拟设在地下室与太安站地下下连续墙之间，采用梁式托换结构柱的型式，托换新桩采用φ2000mm人工挖孔桩及太安站地下连续墙作为托换的承力结构，其中桩底入中微风化1m并扩孔至3m直径，托换大梁长16.71m×宽4m×高2m，梁-柱接头采用“企口+锚筋”型式。施工期及施工完成后，需占用部分地下室及人行道空间（见下图）。110三、桩基托换的特点及难点1、桩基托换技术难点南城百货商厦桩基托换工程的特点是，原托换柱下独立扩大基础，部分为条形基础，基础适应变形能力差，地层条件复杂，地下水位高，施工作业条件差、风险高、难度大。桩基托换技术复杂，任何一点疏忽有可能造成不可挽回的损失。2、托换关键技术(1)结构问题1)托换梁刚度（尺寸）问题2)托换过程中结构安全的问题3)托换完成后防水问题3、桩基施工中岩土工程问题1)地下水问题新桩采用人工挖孔桩，施工中控制地层失水是控制沉降的关键之一。孔内开挖抽水会引起过大沉降，因此孔桩桩周必须施作止水帷幕实施无水开挖，切断孔内土体与外界水力联系，改善施工条件，减少对周边环境的影响。2)桩周边岩土加固的问题桩底如遇裂隙发育位置，应采取桩端加固注浆，减少后期沉降量，另外，新桩桩长比旧基础深，必须对旧基础进行超前加固，防止原基础承载力失效。4、托换施工完成后，原地下室放置托换梁的空间将被永久占用。四、桩基托换施工技术1、托换结构设计（1）梁-柱接头采用“企口+锚筋”型式；企口深25mm，高150mm；锚筋的锚入深度为15d。（2）托换大梁设计断面尺寸为：4000mm（宽）×2000mm（高），每根托换梁的梁长7.7m；（3）托换新桩：①Φ2000mm的人工挖孔桩，桩长为35.0m，桩端位入中风化1m，并扩孔至3m。②Φ300mm钢管桩群：桩长35.0m，每9根为一组。2、托换施工工艺流程1113、托换施工关键工艺、方法(1)托换桩周袖阀管注超细水泥—水玻璃双液浆加固地层采用XJA-100工程地质钻机按标出的孔位进行钻孔，泥浆循环护壁成孔后安设注浆管、下套壳料，待套壳料达到一定强度后用双液注浆机注超细水泥—水玻璃双液浆。(2)托换新桩施工压水试验结果符合设计及规范要求后，进行φ2000mm人工挖孔桩施工，桩长为35.0m，桩端位入中风化1m，桩底扩孔。鉴于地下室托换新桩施工现场场地狭小的限制及考虑到对建筑物保护，8根人工挖孔桩分四批进行，一方面限制孔桩同时开挖的数量，并加大施工间距，以减少地层的同期失水量并减弱开挖对建筑物基础的扰动叠加影响，另一方面有利于工程施工组织。在原基础边上施工φ300mm钢管桩群，采用跳跃施工的方法，减少对基础的影响。双液注浆施筑挖孔桩止水帷幕周围结构柱沉降监测预埋钢筋计测新桩应力破除桩头，施工桩帽人工挖孔及钢管桩施工周围结构柱沉降监测考虑降温措施预埋钢筋计梁柱接头企口凸凹面加工（锯切规定深度后，人工凿出凹凸面），钻孔植入锚固钢筋制作托换大梁用钢筋探测仪探测出既有柱钢筋位置并标示暗挖隧道施工进行被托换柱、相邻桩沉降和托换大梁应力监测建筑物既有缺陷调查孔桩注浆加固平面图φ2000挖孔桩φ550静压注浆,搭接50直至中风化岩顶112(3)托换梁施工托换梁是托换工程的最关键结构。其施工顺序为：(4)企口和锚筋施工梁柱接头设计采用“企口＋锚筋”的构造措施，可以保证托换过程和使用过程梁柱接头安全不滑移。“企口＋锚筋”的接头构造是指在接头柱表面钢筋保护层厚度范围凿齿槽（即企口）、涂刷砼粘结剂、植入一定数量的销栓锚筋，来提高接头抗剪承载力。托换柱企口切槽托换柱植入锚固钢筋底模制安钻孔并冲洗干净涂界面处理剂钢筋、预埋件安装立模安装混凝土浇筑模板加工砼养护混凝土搅拌与运输被托换柱φ25A级胶锚筋(竖向@300,横向每周16条)锚入桩内250,L=500竖筋φ12@200托换梁φ25A级胶锚筋(竖向@300,横向每周16条)锚入桩内250,L=500托换梁1111113五、桩基托换施工监测桩基托换是以监测信息化施工为基础的；因此，须采取严密的监测、监控措施，对托换单元结构的应力及变形、桩柱沉降及环境状态进行跟踪监测，及时对施工监测信息进行反馈分析处理，修正设计和指导下一道工序施工。1、首先通过调研、设计计算，参照有关规范及以往工程经验，给出桩基托换过程中主要构件应力、结构变形、桩柱沉降及环境状态的有关控制标准，以及施工过程中主要构件应力及结构变形计算值，形成数据文件存入计算机并建立简化计算模型。2、对施工全过程中主要构件的应力、结构变形及环境状态（包括周围建筑物的沉降及倾斜，周围道路的沉降，地下水位等）进行实时跟踪监测。3、将监测数据与设计计算和控制标准进行比较分析。4、监测项目、方法及频率(1)既有裂缝调查在工程开始前，需对南城百货商厦既有裂缝、缺陷等情况进行详细调查，采用在标记、绘制实测图及照相等方式作好记录，以便分项工程结束后进行对比分析。(2)梁—柱接头的相对滑移监测梁－柱接头的的强度是保证整个托换工程安全的关键问题，必须保证整个施工过程中不出现初始相对滑移，整个托换过程中都要密切关注滑移的情况，若有初始滑移发生，即应停止施工，查明原因，采取必要措施解决。(3)托换大梁的应力、挠度监测托换施工中每一操作过程对托换梁的变形（挠度）和最大弯矩截面的应力进行监测，以保证梁体的抗裂安全性，并可提供梁体的实测刚度参数。整个施工过程中，托换大梁的应力、挠度应控制在安全范围之内。(4)被托换柱、桩的应力监测在托换施工过程中，需要明确被托换柱的托换荷载的转换分配关系、柱顶与桩底的刚度比，以防止原柱过量超载。因此，需要对被托换柱、桩的应力进行重点监测。(5)被托换柱与邻近柱相对沉降监测被托换柱与邻近柱相对沉降的监测与控制是保证上部建筑物安全的关键问题，必须始终予以重视。