深圳地铁7号线彩虹桥桩基托换工程实例

  一、工程概况

  拟建深圳市轨道交通7号线工程笋岗站至洪湖站区间位于深圳市罗湖区，起始于梅园路，东行下穿宝岗路、笋岗村、广深铁路及深圳北站、布吉河、洪湖公园湿地，止于田贝四路与文锦北路交叉口，地形稍有起伏，地面高程一般为6.30～14.76m，区间设计起点里程为DK26+725.904，区间右线设计终点里程为DK27+779.996，区间左线设计终点里程为DK27+780.096，右线长1054.092m，左线长1053.291m（短链0.901m），拟采用盾构法施工。

  线路在DK26+968～DK27+052处沿彩虹桥从彩虹桥西侧引桥下穿过，受到其影响，彩虹桥引桥有2处桥台，6处桥承台，共计16个桩基需托换。彩虹桥西引桥，共两联，第一联桥跨组成为25.03m+30.0m+25.0m，第二联为单跨，跨度为28.0m，0号桥台至3号桥墩间桥面宽度均为18.0m桥台、桥墩基础均采用直径1.2米钻孔灌注桩。

  需托换桥墩至周边建筑物最小间距为6m，建筑为层高8～10层住宅，据调查其基础为浅基础和桩基础。

  二、方案比选（以2#墩桩基托换为例说明）

  1.方案一

  （1）托换桩采用4根直径1.8m冲孔灌注桩，桩长40.0米以上。

  （2）相互平行的两根托换主梁与相互平行的两根托换次梁组成的“井字型”托换梁系。

  （3）托换梁与既有桥墩连接方式：托换梁承台面以上高度0.5m，承台底以下高度1.0m，抱承台式连接。

  2.方案二

  （1）托换桩采用4根直径1.8m冲孔灌注桩，桩长40.0米以上。

  （2）相互平行的两根托换主梁与相互平行的两根托换次梁组成的“井字型”托换梁系。

  （3）托换梁与既有桥墩连接方式：托换梁梁位于既有承台以上，抱桥墩式连接。

  3.方案三

  （1）托换桩采用4根直径1.5m冲孔灌注桩，桩长30.0米；

  （2）相互平行的的两根托换主梁与相互平行的两根托换次梁组成的“井字型”托换梁系

  （3）托换梁与既有桥墩连接方式：托换梁位于既有承台以下，抱既有托换桩连接。

  三、不同方案综合对比

  从上述对比结果，可看出三种托换方案，从不同角度考虑，都有各自的优势。

  方案一、方案二托换梁位置不同，但都是托换整个桥墩下部四根桩基，托换完成后，截断影响地铁隧道线的2根桩，其余桩保留做安全储备，其安全性均高于方案三，也正是由于托换整个桥墩，上部结构荷载是方案三的两倍，托换结构中，新托换桩直径达1.8m，桩长超过40.0米，而且托换梁截面也相应增大，特别是方案一抱承台连接，为满足托换梁与承台连接面竖向承载力要求，托换梁截面为5.6米X3.7米。

  方案二中，托换梁位于承台面以上，托换施工基坑开挖深度仅为2.0米，基坑支护施工难度较低，工程造价也相应减少，但是托换梁高出原有地面，将会阻塞连接笋岗村居民南北的道路、影响桥下空间使用，经与当地居民沟通后，禁止实施，因此，该方案最终仅为理论上可行。

  托换方案三仅托换四桩承台中影响隧道线路的其中两根，由于托换荷载较小，直径1.5m的托换桩即可满足要求，托换梁截面2.5米X2.5米，但该方案最大的问题在于托换施工期间及托换完成后结构变形的控制，若保证既有桥墩不产生倾斜，须严格控制托换体系变形。

  经专家多次开会讨论，结合我司以往类似托换施工及监测经验，对上述方案进行对比，最终决定采用第三种托换方案。

  四、实施方案施工注意事项

  “井字形”托换梁系的变形及受力状况比普通的“一字型”托换体系复杂，而且施工中须严格控制其变形，为满足安全要求，主动托换施工需完成四次顶升，并在顶升过程中进行同步监测，做到信息化施工，其顶升目的如下所述：

  1.第一次预定目的：完成托换桩的下沉及变形；检验托换梁、托换桩以及构件新旧连接处是否满足设计承载力要求；检验顶升设备（千斤顶、安全自锁装置等）及整个监测系统是否正常工作。

  2.第二次顶升目的：隧道施工前确保需要截断的桩所承受的荷载顺利转移到新托换结构上；完成托换桩、托换梁的变形。

  3.第三次顶升目的：根据断桩施工中托换梁产生的微变形而实施顶升，确保上部结构安全使用。

  4.第四次顶升目的：隧道施工时会扰动托换桩周围土体，可能导致托换桩产生沉降，为避免此种情况发生，在区间隧道施工时，需对既有桥墩，托换桩沉降进行严密监测，当发生变形沉降时，进行第四次顶升，直至隧道施工完成。

  五、结语

  随着我国地铁工程建设的不断发展，桩基托换技术的应用将会越来越多，托换体系也变的越来越复杂，通过该项目的实施，证明了“井字形”托换梁系对多桩承台中的部分桩进行局部托换技术的可行性与合理性，值得进行大力推广，为今后此类型地铁隧道的施工提供了参考。