陈浩
（广东华隧建设股份有限公司，广东，广州，510620）
【摘 要】从地铁施工中桩基托换工程概述入手，分析了两种桩基托换技术，并结合广州地铁三号线客村-新滘南区区段施工实例探讨了具体的桩基托换施工。
【关键词】地铁施工；桩基托换技术；桩基础
1．地铁施工中桩基托换工程概述
在地铁施工过程中，进行基础托换的主要目的是对原建筑物地基进行处理和基础加固，以此来保证地铁施工的安全性和技术性。基础托换工程相对复杂，施工工期较长，部分结构托换完成后才能够进行另一部分基础的托换，以此来保证工程的安全性和可靠性。在托换的过程中，偷换建筑物可能会出现失稳的情况，一般来说，在原建筑物价值比基础托换工程造价高的时候或原建筑物历史价值和使用价值较高的时候才采取基础托换方案。
对于地铁施工来说，在穿越部分建筑物的时候，其基础托换的复杂性和按年度相对较高，如果线路与建筑物相交，则一般采取坑式托换法，保证建筑物的安全性，即将建筑物基础向下延伸，实现荷载向地铁工程地基的传递，也可以在地铁主体结构上直接构建建筑物基础。施工过程中，原有建筑物结构荷载是始终存在的，需要选择合适的受力部位建设新结构，实现荷载的转移。
地铁下穿建筑物基础托换工程会受到多方面因素的影响，施工周期较长，季节变化、地下温度变化以及基坑排水等问题都可能影响施工，因此，选择合适的桩基托换技术是十分必要的。
2．地铁施工中的桩基托换技术探讨
桩基托换技术的影响因素多，专业性强，它是将原有建筑物与托换梁连接，和实现建筑物上部荷载向托换梁的转移和传递，之后再将荷载传递到托换桩之上，这就原有建筑物的柱与新建桩基之间的荷载传递是桩基托换技术中的重点和难点，在施工的过程中，需要将结构变形控制在设计允许范围之内，一般来说，地铁施工中主要采用的桩基托换技术有以下两种：
2.1主动托换技术
主动托换技术能够实现对结构变形控制的主动性，在施工之前，通过顶升装置能够实现对原有建筑上部荷载及变形的动态调整和控制，将荷载施加到新建的桩和托换体系上，消除部分原有建筑物结构长期变性效应。在施工的过程中，托换建筑物的托换荷载相对较大，对结构变形控制有着严格的要求，被托换桩随着托换梁的上升而上升，实现原有建筑物上部荷载向托换梁的转移，通过顶加载的方式来消除新建桩与托换结构的变形，以此来实现对结构变形的有效控制，结构变形在较小的范围之内。
2.2被动托换技术
对于托换结构荷载较小的情况来说，一般采用被动托换技术，在施工的过程中，原桩上部荷载会随着托换结构变形实现被动转换，荷载转移到新桩之后，但需要注意的是，在托换完成之后，不能对上部结构的变形进行控制。如果托换建筑物的荷载较小，对结构变形结构要求不高，切除托换桩之后，可以不再采取相关措施来对结构变形进行调整，直接通过托换梁来实现上部荷载向新桩的转移即可，通过托换结构承受变形能力来对上部建筑物的沉降进行控制。
3．实例分析
3.1工程概况
以广州地铁三号线客村-新滘南区区段为例，经过实际调查和图纸档案的查看，统计得到此区段地铁线路穿过的主要建筑物情况如下：
3.2工程特点及问题
3.2.1工程特点
本工程周边环境十分复杂，金影小学以及珠江电影制片厂对于施工噪音以及振动的要求较高，区间隧道从电影制片厂和金影小学等建筑下穿越，在施工的过程中需要保证施工工艺和施工质量，才有有效的措施来对这些建筑房屋进行保护。
施工结构的复杂程度较高，断面宽度较大，由于联络线以及正线的交错，断面类型较多，最大开挖跨度达到了22米以上，且两线之间的土体十分狭窄，稳定性较差，给施工带来的难度较大。此外，对于桩基托换工程来说，由于珠影30栋和31栋宿舍楼的桩基荷载较大，地铁施工受到的影响范围较广，在桩基托换工程中，托换范围地铁隧道有着较大的跨度，达到了15米以上，这就给桩基托换施工带来了较大的困难。
3.2.2存在问题
珠影30栋宿舍楼和31栋宿舍楼下一层是一个停车场，在施工的过程中，如果全部对停车场进行征用，则小区居民无法停放车辆，此外，小区的化粪池位于珠影31栋宿舍楼下，这也给托换施工带来了难度。金影小学底层为教室，难以征用场地，这给筏基的施工带来了难度。整个托换工程规模巨大，需要大量的投资，且工期较长，制约地铁的开通。
3.3桩基托换技术方案
针对广州地铁三号线客村-新滘南区区段施工出现的问题，由业主、施工人员以及技术专家共同研究，决定采用如下桩基托换技术方案：对于穿过地铁隧道结构的桩全部进行托换处理，其他桩根据其与隧道距离、地质状况、受力分析等分析确定是否进行托换。沿着隧道外轮廓线5米范围，对范围内的侵入桩进行托换，其中珠影30栋宿舍楼有24根需要托换的桩，31栋宿舍楼有30根需要托换的桩，采用劲性梁托换，将工字钢设置在爱梁中，量身在桩承台之下，设置托换大梁10根，每根大梁下有3根新柱来进行支撑。
采用梁包桩方式进行桩基托换，用水平大梁包裹既有桩，在既有桩上植入钢筋实现与大梁钢筋的连接，截断既有桩之后，实现荷载向大梁的传递，将人工挖孔桩即端承桩设置在大梁两端地铁结构外，托起大梁，实现新受力体系的构建。
采用人工挖孔桩作为新桩，在隧道底部下方设计桩底，采用桩孔内绑扎的方式来绑扎钢筋笼，分段下放。具体的施工程序及方法如下：①对建筑物进行监测和评定，对原有建筑物地下管线及生活设施进行妥善处理，开挖托换梁基坑；②对孔位和挖孔桩开口进行测量，用人工机具开挖，并进行护壁处理，在进入岩层之后，利用微震爆破方法继续开挖，之后分段吊装钢筋笼，用接驳器连接各个钢筋笼，灌注混凝土；③绑扎钢筋，预留与挖孔灌注桩连接钢筋，通过植筋技术将短钢筋植入到原桩基础中，短钢筋与托换梁钢筋连接，浇筑混凝土，混凝土养护，直到设计强度；④当桩与梁混凝土达到设计强度之后，在桩顶用设计预加力，采用千斤顶将托换梁顶紧；⑤用桩头钢筋在托换梁外侧包裹，用短钢筋实现与托换梁的连接，进行混凝土养护，最后回填基坑，对原地坪进行恢复。
3.4施工监测
在进行托换施工之前，根据工况和建筑物变形情况来模拟分析结构变形与荷载计算，观测建筑物既有桩沉降以及变形，观测建筑物的沉降和变形，检查建筑物的裂缝，绘制出沉降随时间变化的曲线，在托换施工之后，既有桩最大变形表征值为0.4毫米，房屋基础最大变形表征值为0.53毫米，符合沉降允许要求，达到了预期目的，有效保证了广州地铁三号线客村-新滘南区区段施工上部建筑的安全。
结论：综上所述，地铁建设桩基托换工程呈现出大型化和综合性的发展趋势，促进桩基托换技术的发展至关重要。本文结合实例简要分析了地铁施工中的桩基托换技术，旨在为地铁桩基托换工程施工实践提供参考，进一步促进桩基托换技术的应用和发展。
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论文作者:陈浩
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年6月总第211期
论文发表时间:2016/8/11
标签：桩基论文; 荷载论文; 建筑物论文; 地铁论文; 结构论文; 技术论文; 钢筋论文; 《工程建设标准化》2016年6月总第211期论文;