北京地铁10号线下穿国贸桥的桥桩加固技术 摘要:北京地铁10号线国贸站—光华路站区间暗挖隧道下穿国贸桥,要求隧道开挖之前须对国贸桥异型板进行支顶保护。施工中采用军用墩双控支顶技术,在隧道开挖前将国贸桥上抬2 mm,为下部隧道开挖提供更大沉降余量,保证暗挖法顺利实施,以期为以后类似工程的施工提供借鉴。 关键词:异型板 桥桩 沉降 支顶 1 工程背景 北京地铁10号线国贸站—光华路站区间南段穿越国贸桥异型板区域群桩,由于周边国贸站、国贸站东北和西北通风通道风井等工程的施工已经使桥桩沉降临近警戒值,桥面多处开裂,使桥体濒临破坏。而北京地铁10号线隧道和联络通道也从该区域穿过。异型板区域16根桩中,与隧道最近距离仅为2.41 m,有7根桩底位于隧道肩部,隧道距离桥桩最近距离仅为2.41 m,10号线隧道开挖对桩体稳定极其不利,开挖必然再次引起桥桩的沉降。此外围岩土体的自稳能力差,易产生坍塌,同时受地下水影响,产生局部潜蚀、涌砂、流砂等,专家确定国贸—光华路南段区间施工桥桩沉降以3 mm为警戒值。 国贸站—光华路站区间南段长60 m,位于国贸桥主桥与匝道桥之间的辅路下方,在国贸桥桩间穿行,周边有多处国贸桥桩,大部分桥桩与区间结构距离在3~6 m,且部分为短桩,有些桥桩单桩沉降和差异沉降已超出原定的限值,因此南段区间施工还将不可避免地对周边桥桩产生扰动,使桥桩进一步发生沉降,单独采用隧道内加固措施很难保证国贸桥的稳定,因此区间施工前须采取一定的地表措施以保证国贸桥的使用安全。 2 总体方案 国贸站—光华路站区间施工前应通过对异型板支顶进行加固来对异型板进行高程调整,异型板区域的支护设计分两步实施,具体如下: 1)第一阶段:南段区间施工前,首先对40#、41#、43#~56#桩基进行加固,然后对36#、37#、40#、41#、43#~56#墩进行支架支护。此次支护对45#~46#、47#~48#墩柱两侧异型板施加一定支顶力,并顶升起2 mm左右,限位值不超过3 mm;其他位置为临时支顶,采用支架体系将板体下方顶紧,在异型板发生沉降时共同受力。 2)第二阶段:南段区间施工中,若45#~46#(47#~48#)桥墩沉降超过警戒值3 mm时,进行第二次支顶,将45#~46#(47#~48#)桥墩位置异型板再顶升2mm左右,限位值同样不超过3 mm。支顶方法与第一次相同。 3 桥桩支顶保护技术 3.1 支顶施工前期准备工作 考虑上部全部荷载、地层承载力、施顶部位、支反力及地下管线等情况,支撑体系基础采用钢筋混凝土基础,支撑体系采用八三式军用墩,支顶设备为手动式千斤顶,并加位移限制装置等。第二次支顶方法与第一次一样,施工流程见图1。
3.1.1 桩周注浆加固措施
根据总体方案,支顶施工前40#、41#、43#~56#桥墩桩基采用袖阀管注浆进行加固,以提高桥桩承载能力,减小沉降。
袖阀管是一种只能向管外出浆,不能向管内返浆的单向闭合装置。灌浆时,压力将小孔外的橡皮套冲开,浆液进入地层,如管外压力大于管内时,小孔外的橡皮套自动闭合。袖阀管施工方法不但具有造价低、施工工艺简单、快速方便等优点,而且施工过程不破坏己有桥桩,也不影响其他施工作业,对保证工程质量和总体施工进度有较大的实用价值。
3.1.2 支撑体系基础设计
根据基础位置地质、管线及施工占道等情况,47#~48#墩内侧(为绿地)基础设计为长15 m、宽4 m、厚0.8 m钢筋混凝土基础,内侧(为三环辅路)基础设计为长15 m、宽3 m、厚0.8 m钢筋混凝土基础,基础紧靠原桥承台施工。基础采用钢筋混凝土结构,主筋采用Φ22@150 mm,箍筋采用Φ18@150 mm,拉接筋梅花形间隔布置。基础采用C30早强混凝土,基础顶部与原地面等高。
47#、48#墩盖梁东侧一期异型板顶力为5 000 kN,支架体系自重按250 kN考虑,基础自重按1 200 kN考虑,据此计算基础下方土层承受压力为107.5 kPa;西侧二期异型板顶力为4 000 kN,军用墩自[1][2][3][4]下一页
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