摘要：本文简要叙述了城市地铁对近邻短桩桥基的加固工程设计与施工程序，展开加固措施的深入研究：周边开挖注浆、柱底地层注浆加固、桥基托换、支撑减载。其中通过分析桥基托换，采取地面支撑，减少施工承载，加固短桩底部，来降低施工过程中桥基的沉降问题。
关键词：地铁施工；短桩桥基；注浆
引言：
在城市道路规划日益进步的背景下，汽车行业、公交车盛行，给路面交通运输带来沉重压力，交通要道变成“地上停车场”屡见不鲜。为缓解路面交通压力，开展地铁施工与建设，实现多元化交通运输。地铁施工过程中，近桥梁基础地铁施工尤为重要，来保障紧邻桥梁安全性能。
1.工程分析
1.1设计概述
地铁修建时，项目位置有的位于桥下，车站洞室在桥下基础之间穿过。地铁施工以桥梁安全为工程的关键因素，桥梁安全问题在于桥梁基础变位。因此，地铁工程的主要研究方向是避免施工对桥梁基础变位的影响。地铁地下工程浩大，占据空间具有空旷性、改造性、安全通行的特点，对密布桥基的地带，需要做加固处理。桥基分为：短桩桥基、中长桩桥基、长桩桥基、长短结合桩桥基四种类型，其中短桩桥基相比之下不具稳定性，是地铁工程重点加固对象。
1.2施工简介
为保障施工期间桥基安全，并且保护桥基不变位，变形在允许范围内，制定详细加固方案。对于地铁以上海某号地铁站为例，展开详细短桩桥基加固建设。在西北风道断面采用洞桩法技术，如表1为详细的施工步骤。
表1 施工步骤
在施工步骤中，第二步在对小导洞做初期支护作用时，加大桩体间隔距离，来减少对土体的影响，尽量避免地层变形；第三步注浆时，其范围大于0.8米，采用注浆方式为：大管棚配合小导管。通过施工过程中的规范流程与科学注浆，来提高短桩桥基的稳定性，来避免桥基、地面沉降问题，促进地铁稳定发展。
2.城市地铁施工对短桩桥基加固措施分析
2.1周边开挖注浆
在勘测好的地段施工开挖洞室，配合注浆来加固地层，改善地层物理力学指标，比如说：内摩擦角、粘聚力等。通过注浆加固的方式，增强地层稳定性，从根本上实现保护地层稳定不变形的施工目标。具体措施为：小导洞开挖，周边环境做预注浆加固；注浆范围大于8厘米，主体洞内做定向注浆；靠近桩周边土层，注浆范围不小于1.5米；挖洞期间，对桩间土层钢花管注浆；主洞底部预加固，配合注浆，注浆范围大于1米；对初期支护工作做注浆补充，来增加短桩桥基稳定性，来促进施工的稳定运行。如图1所示，桥基地层剖面关系图。
图1 桥基地层剖面关系图
2.2柱底地层注浆加固
由于桩底地层的材质是圆砾卵石，具有可注性强的特质。利用注浆加固地层，来提升地基的承载能力，改善施工对桩底土层造成的影响，有效防治桩基变位问题。实际施工过程中，水平方向是从短桩区域导洞，向中间注射钢管；垂直方向是从仰拱底层向着桩基底靠拢，以扇形为注射手法。如图2所示。
图2 桩底注射、放射图
注浆加固区的支护机构、桥基的物理行为，优先选择弹性材料。短桩之间相互作用下，按有限滑动算法计算。土体、加固区域、二衬、桥基等三维几何区域，划分为：护结构、横撑、边桩等二维几何区域。桥基与土之间的相互作用截面，利用三维面面接触进行实验模拟。地层的物理力学参数取值为2，是依据地质详勘报告取值；挖、加固、支护等施工参数取值为3或者4，依据施工设计与加固方案来取值；支护结构的物理力学参数取值为5。
实验发现：施工期间桥桩发生变形与变位，是由于受到重力原因，土沉降能力明显比短桩桥基沉降强，桩身的摩擦力为负值；反之，如果将桩身的摩擦力改变成正值，可有效缓解土地表与短桩桥基的沉降问题。注浆加固可以在一定程度上缓解土地沉降问题，增强短桩桥基的稳定性，减少桥基的沉降，来促进施工的稳定运行[1]。
2.3桥基托换
选择合适的位置来打设深桩，配合使用后植筋技术，来扩大承台，增加深桩的承载力。让增加承载力的深桩与短桩共同承受压力，防止短桩桥基变形与变位。通过桥基托换技术，来逐渐增强短桩的承受性能，有效降低桥基沉降问题。托换桩前期设置4根，长度为25米左右，直径设计为1米，持力位置在卵石层之上，从根源上避免沉降问题。
如若不开展桩基托，施工带来的桥基沉降超过2厘米；桥基安全控制在2厘米，不加以桥基托换，则会对桥基产生不利后果。因此，妥善加以桥基托换，来加固桥基稳定性，改善施工给桥基带来的沉降影响，保持沉降控制在安全标准之内，来促进施工的稳定运行。
桥基托换后，主要由长桩承载重量，但是托换前后桩的承载特性没变，均是端承桩，是基于圆砾卵石层的特性导致的。桩端阻力较大，土体的圆砾卵石具有较强的可塑性，导致桩周接触的压力值变化较小。可采取增加圆砾卵石的稳定性，来改善桩周压力[2]。
2.4支撑减载
扩大承台区域，构建支架，在桥基上支撑，将重量转移到支撑支架上，来缓解桥基承受的重量，避免桥基变形、易位的问题，减少因施工带来的沉降后果。之前的不利设计，向短桩连接传递的重量负载为：13280kN。超重的压力在短桩上施工，必然引起桥桩的破坏、变形、易位等问题。支撑减载设计将重量负载设为：3600kN。通过支撑减载，缓解短桩压力来有效解决支撑带来的施工问题，促进施工良好运行。
在搭建支架后，有效减少了向桥墩传递的重量，实现了避免桥基、地面的沉降问题；配合对短桩基底加固注浆的方式，提高加固状态。这两种方式是安全技术。通过重量减载，一定程度生缓解了重力带给短桩桥基的压力，利用安全技术将压力转移，缓解短桩桥基的负担，增强其稳定性，来促进施工的稳定运行。
2.5其他措施
由于地下风力大，对风道施工设计多加实验，避免给桥桩带来超大风力威胁，或者由于风力导致的不利后果。将钢支撑壁厚为1厘米的改换为1.2厘米，间距从3米改为2米，暗挖施工格栅，放置钢支撑。以加大钢支撑密度，扩大封堵面积，实现对短桩桥基的加固工作，来促进城市地铁施工的稳定运行，为我国人民出行提供便利。
结论：
综上所述，挖洞以保护桥基为原则，在实际施工过程中，对不同措施的保护效果加以预测，并且对施工后期数据加以总结分析，来调整近邻桥基的加固措施。地下工程较为复杂，施工前开展勘测与分析的初步工作，参照勘测结果规划施工措施，来保障短桩桥基的加固效果，促进地铁工程稳定发展。
参考文献：
[1]范腾飞.地铁隧道下穿扩大基础桥梁施工技术分析[J].居舍，2019（28）：43.
[2]陈伟.深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的应用[J].科技风，2019（27）：95-96.
论文作者:周泉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：桥基论文; 注浆论文; 地层论文; 地铁论文; 稳定性论文; 压力论文; 卵石论文; 《基层建设》2019年第25期论文;