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。