1概述
创业路天桥位于深圳南山区,其中一、二号承台为预应力混凝土管桩基础(类型为AB型,桩径为0.4m,壁厚95mm,桩长约25~30m,采用C50混凝土浇筑,主筋为钢棒或钢丝,螺旋筋采用钢丝及低碳钢热轧圆盘条),设计单桩竖向承载力为1200KN。见图1。本文以深圳地铁9号线西延线南油站~南山书城站区间盾构隧道穿越创业路天桥切桩施工为背景,从天桥桩基托换、盾构推进参数控制及监控量测三个方面介绍盾构机下穿天桥切削预应力管桩的相关技术措施。见图2。
图1创业路天桥与隧道关系图
图2桩基托换剖面示意图
2盾构机切削桩基技术措施
2.1桩基托换
本次方案设计2根直径1000mm钻孔灌注桩代替原先2根400mm预应力混凝土管桩作为托换桩,再施做新承台,重新建立受力结构,其施工工序如下:
托换桩施工→承台开挖→新承台施工→承台回填、路面恢复→盾构机切削原预应力管桩。
同时考虑为防止后续盾构机切桩不成功后盾构机具备开舱条件,需对切桩处隧道前后3米,隧道两侧2米范围内进行全断面加固。在加固区域外援采用2排φ600@450双管旋喷桩呈格栅封闭,内采用1m×1m的袖阀管压密注浆。
2.2盾构机推进参数控制
结合现场实际施工情况,总结出盾构机切桩时参数控制如下:
2.2.1推进参数
盾构机到达桩基前8m时,为防止土体扰动导致桩基位移,速度需降到30mm/min以下,当盾构机达到桩基前2m时,速度需降到15mm/min,盾构机切磨桩基时,盾构机速度控制在5~10mm/min之内,尽量减小对天桥原结构的扰动。盾构机总推力控制在8000~10000kN之内,刀盘扭矩不大于1000kN/m,刀盘转速控制在0.8~1.5rpm范围内。
2.2.2土压控制
此次盾构机切桩地层埋深为9.2~9.5m之间,土压为0.9~1Bar,由于盾构机切桩时,刀盘作用于开挖面的顶推作用力变小,因此土压设定时应将通常设定的土舱压力适当提高到1.3Bar左右。
2.3监控量测
由于切桩的地层位于淤泥质地层中,进行桩切削时,对地面沉降影响非常大,有造成创业路天桥结构受损或倾斜的可能,因此对地面沉降进行全天候监测是工程成败的关键所在。为确保其安全,在该地层盾构机掘进时,需保证至少早晚各监测一次,盾构机切桩时需进行实时监控,以便及时发现问题。
3施工风险及应对措施
3.1切桩施工前
本工程隧道范围内地层大多为淤泥质土,通常刀具配置刮刀即可。考虑到盾构机需切桩施工,将刀具配置改为滚刀,提高刀具切桩的效率及磨损寿命。同时,开展应急培训,对盾构机操作手进行交底。
3.2切桩施工中
切桩过程中严格控制盾构机参数,加强监测频率,并根据监测数据调整掘进参数。如若刀盘扭矩过大,可根据渣土改良或刀盘正反转来调整。时时关注螺旋机状态,发现问题及时处理,避免螺旋机被钢筋卡死。若刀具磨损严重或者脱落导致无法完成切桩任务,由于前期对此处地层已经过旋喷桩及袖阀管注浆加固处理,可选择在此位置停机,已便开舱换刀。同时切桩期间,值班工程师应在切桩所影响的范围内进行地面时时巡视,关注现场异常情况,发现问题及时处理。
3.3切桩施工后
切桩完成后,继续对天桥结构及路面沉降保持监测,及时进行二次注浆或对创业路天桥结构进行加固处理。
4工程实施效果
盾构已穿越创业路天桥2处承台,切削完成4根预应力混凝土管桩。盾构机切桩时均采用10mm/min的推速和0.8rpm的刀盘转速切削一根桩的平均时间为1.5h。切桩过程中,未出现刀盘和螺旋机卡死的现象,管片与天桥结构未受损。经全程监测,天桥一号承台累计沉降0.5mm,二号承台累计起伏1.1mm;路面最大累计沉降值为9.7mm。
5结语
本文对结合工程实际情况,从桩基托换、切削桩基施工参数、监控量测及风险性应对措施等方面研究提出了合理可行的盾构切桩安全施工技术,工程实施效果良好,对同类工程具有一定参考价值。
参考文献:
[1]游美娟.预应力管桩施工过程中的安全控制要点研究[J].四川水泥,2020,(10):142-143.
[2]毕富贵,乔秋英.试论静压预应力管桩的施工控制[J].中国新技术新产品,2015,(19):142.
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