成都机场路隧道桥梁桩基托换工程施工重难点简述

 引言：本工程包含10个桩基托换、顶升，是全国首例大型桥梁桩基托换工程，也是我司继2008年施工的深圳创业立交桥桩基托换工程的又一大型桩基托换工程。业主邀请了14家在全国范围内较优秀的施工单位参与技术方案、施工方案的角逐，我司以在技术方面压倒性的优势、过硬的施工管理经验、优秀的施工团队脱颖而出，获得了业主的一致推举。

一、工程概况

机场路隧道起止里程为DK165+530～DK170+920，全长5390米。隧道位于成都市区，除三环路段采用暗挖法施工，其余地段均采用明挖顺作法。隧道从成都南站出站后在DK165+530开始下穿，紧沿机场高速公路左侧行进，分别下穿西环联络线铁路桥、三环路蓝天立交桥、三环路蓝天立交匝道桥、成雅高速公路立交桥，下穿时部分桩基与基础侵入机场路隧道的主体。根据设计图纸要求，对侵入主体的桩基及基础分别采用桩基托换通过立交。

机场路隧道多次下穿既有公路和铁路桥，分别在DK165+984.25（过西环联络线铁路桥）、DK166+582（过成雅高速立交桥）要穿过既有桥的基础，隧道区段与桥梁的部分桥墩基础发生交叉干扰，设计对桥梁采取必要的桩基托换措施。既有桥梁受影响桩基分布统计见下表。

二、顶升施工重点与难点

1.本工程施工工艺较新，且施工环境复杂，因此实施预顶，进行力的体系转换是本工程的难点之一。

2.托换桩基的桥梁在桩基托换施工中仍继续正常使用，且桥面车流量较大必定给体系转换及切桩安全带来影响，是本工程难点之二。

3.上部结构对新旧桩的不均匀沉降的适应力是相当有限的，旧桩的沉降变形应在没有新的影响因素情况下，认为已基本稳定，而新的托换桩在受荷后必然产生沉降变形，所以如何控制托换结构的沉降变形是桩基托换的一个核心问题。

三、顶升施工内容及方法

1.安全自锁装置及钢支撑安装

(1)施工流程图

(2)施工技术措施

①根据设计要求，每一托换桩的桩帽上安装3个安全自锁装置及3个钢支撑，安全自锁装置与钢支撑将永远埋置托梁、桩帽间的钢筋混凝土连接体内。

②将加工成型的钢垫片，用建筑结构胶按一定的量涂刮在制作好的钢板表面，结构胶厚度为1～3mm，中间厚边缘薄，然后进行安装，并用环氧砂浆抹平。

③将φ150～200壁厚钢管与钢垫片满焊形成钢支撑，并布置在沿托换桩周三等分位置。安全自锁装置安放在靠托换桩的中心，与钢支撑形成对立的倒三角形状。千斤顶高度不足时，可采用钢板垫块，要求钢垫块确保足够的强度和刚度，承受荷载时稳定性。

2. 顶升施工

(1)施工流程图

(2)施工技术措施

①准备工作：清除桩帽子连接部位及顶升操作空间的砂体；桩帽与大梁连接体的清理，确定托换桩施顶荷载分级次数和施顶的时间。

②自锁顶升千斤顶的安装：在每个桩帽的三处预埋钢板上分别布置3个自锁千斤顶。千斤顶高度不足时，可采用钢板垫块弥补。自锁千斤顶安装之前切断桩帽与托换梁之间的钢筋，并拨开钢筋，使千斤顶能顺利地放置在桩帽钢垫板之上。

③一次顶升：依据各桩位的轴力设计值，确定每个千斤顶允许顶升压力，对压力根据施压过程进行分级，在每级顶升操作中严格控制油泵的工作流量和压力，并通过对上一级出现差值，在下一级进行调整，让每一级顶升都控制在差值范围内，防止差值累计超过规定范围。

④记录：在顶升过程中，连续记录监测数据和加载记录。

⑤安全自锁装置锁定：顶升回落至50~80%顶升力，安全自锁装置锁定，打钢锲块，回落时以托换梁不产生变形为控制值。

⑥二次顶升：在第一次顶升后约30分钟后进行第二次顶升，通过第二次顶升对第一次预顶的数据进行复核与分析，当二次顶升数据变化在第一次预顶数据的15%之内时即可进行下一步施工秩序。

(3)施工注意事项

①在托换梁强度达到设计要求后开始顶升。

②预顶采取分级加载原则，共分10级加载，每级荷载增量为千斤顶加载上限值的10%，不可一次加载到最大值。

③每级加载需保持10min，等结构稳定后方可加次级荷载, 被托换梁的上抬量不能大于1mm 。

（4）在加载过程中同时应严格监测托换梁裂缝的产生及发展，最大裂缝宽度大于0.15mm时，停止加载。

（5）预顶时，必须严格控制千斤顶的顶升力和托换梁两端的位移，使得各千斤顶顶升力达到控制值而梁端位移未达到位移范围值以内。

（6）为保证顶升过程安全，自锁装置与钢支撑打钢锲块同步升降。

四、顶升施工措施

（1）托换大梁两端、利用油路并联，各油路安装单向阀自锁装置，分别由1台油泵，控制3至6台自锁千斤顶，由两个小组进行操作。

（2）各个环节确定无误后进行分级加载顶升（每级加载持续10min），各操作小组各就各位，由专人统一指挥。

（3）顶升时，必须严格控制千斤顶的顶升力和托换梁两端的位移，各千斤顶顶升力达到控制值而两端位移未达到位移范围值以内，或梁端位移值已达到控制值而顶升力未达到控制值时，应立即通知设计方，以便对施工参数进行调控。

（4）通过各桩位的监控系统，与监控系统分析信息的反馈来控制油泵的工作系统，达到托换梁两端的定压平衡，消除或减少托换梁在顶升过程中所产生的纵向位移。

（5）确定各桩位的轴力后再确定每个千斤顶允许顶升压力，在每级顶升操作中严格控制油泵的工作流量和压力。

（6）完成预加顶力，即完成力的转换和桩的沉降变形，调整自锁予以锁定。

五、结语

来自建设部的统计数据显示，2020年以前全国将有30多个城市进行城市轨道建设，拥有地铁是全国许多大中城市的梦想，但地铁项目从立项到获批，从施工到正式通车都并非一帆风顺，仅在施工期间就很难估计要从多少座桥、多少栋既有房屋下面通过，需进行托换、顶升、拔柱托换、梁板式托换等施工。由此看来，加固托换市场大有潜力。引言：本工程包含10个桩基托换、顶升，是全国首例大型桥梁桩基托换工程，也是我司继2008年施工的深圳创业立交桥桩基托换工程的又一大型桩基托换工程。业主邀请了14家在全国范围内较优秀的施工单位参与技术方案、施工方案的角逐，我司以在技术方面压倒性的优势、过硬的施工管理经验、优秀的施工团队脱颖而出，获得了业主的一致推举。