地铁临近既有桥桩钢管混凝土桩加固施工技术探究

何萍萍

中电建成都建设投资有限公司 四川成都 610212

摘要：地铁车站与既有桥梁距离过近时，地铁结构的开挖会扰动既有桥梁基础，这时就需要对桥梁进行技术处理。传统的加固方法存在工期长、工序复杂、加固效果不理想等缺点。而钢管混凝土桩加固就是目前新型的桩基加固施工方法。本文选择桥桩钢管混凝土桩加固技术作为主要内容论述。

关键词：地铁；钢管混凝土桩；加固；施工；技术

引言：传统的加固方法采用的是注浆加固或钢筋混凝土桩对既有桥梁桩基进行加固，然而在一些复合地层，若采用注浆加固的方式进行加固施工，会存在工期长、加固效果不理想等缺点。采用钢筋混凝土桩进行加固时，施工加固桩不具备采用旋挖钻成桩的条件，且需加固的既有桩为摩擦桩，若采用冲击钻成桩，会存在对既有桩基产生不良扰动使其桩基侧摩阻力损失、工期长、工序复杂等缺点。钢管混凝土桩加固作为新型的桩基加固施工方法应运而生。

1 钢管混凝土桩加固技术优势

1.1极大的减少了对环境的污染，节约了人、机、料的投入，降低了能量的消耗，环保效益显著;

1.2避免了在地铁深基坑开挖时对既有桥桩的扰动，有效解决了因地铁施工而造成的桥梁桩基承载力下降、沉降、倾斜影响桥梁的稳定及使用安全等问题和难题，保证了城市交通的通畅，减小了城市交通的压力和地铁施工对市民正常出行的影响，社会效益显著。

2钢管混凝土桩加固施工技术要点

2.1桩基工程施工

钢管桩采用全液压钻机阿特拉斯A66CBT，利用动力钻头实现内钻杆、钢管同时跟进，冲击利用高压气动潜孔锤配偏心/对心扩孔钻头，利用高压气流将杂物吹出孔外，导向跟管钻进能根据需要调节钢管的打设方向，可控制钢管按设计要求埋设。

用于加固的钢管采用Q345级钢，φ245×12mm无缝钢管，表面需进行喷砂除锈处理，钢管顶部深入承台250mm，并焊接锚固钢筋，锚固钢筋长度不小于1m,管内灌注M30砂浆。为了满足后期二次注浆条件还需要预埋两根φ32的无缝钢管（其中第一根管在承台混凝土形成强度后对桩底进行预注水泥浆；第二根预埋管作为信息化施工需要，留待后期跟踪注浆使用），无缝钢管接头处采用内收缩节，注浆管管底用胶布封住，二次注浆管端部应做成花管形式，在管底口3米范围内进行开孔，开孔直径8mm，间距250mm,孔眼用胶布封住。

2.2钢管混凝土桩与承台界面处理

为了保证钢管桩与承台之间紧密连接需在钢管桩顶部焊接φ20的钢筋嵌入承台250mm，并焊接锚固钢筋，锚固钢筋长度不小于1m，钢筋与钢管的角焊缝hf=d/2。

2.3既有桩桩基界面处理及植筋

既有桥墩桩基与新建承台的连接部位承受剪力、弯矩的作用，新老混凝土之间的连接面需克服抗剪-滑移问题，这种新混凝土握裹老混凝土形成抗剪接头的承载力问题的抗剪滑移破坏机理目前尚无现成结论、规范可用，为安全起见，采用卡槽+植筋的方式保证新老混凝土接触部位的承载力需求及整个加固体系的稳定。

（1）既有桩基界面处理

在原桩及旧承台上进行放样划线，定出界面处理位置。

将原桩及承台混凝土表面利用手持钉锤间隔将桩（承台）表面混凝土凿毛，深度为25mm，槽宽200mm，间隔200mm，形成齿槽，为凿入部分混凝土将其表面浮浆皮凿除，全部露出新鲜混凝土界面。

凿槽后使用钢丝刷清刷开凿部位混凝土碎屑，在用水清洗干净，连接处混凝土表面涂界面剂，喷涂5mm厚环氧砂浆，之后半小时内立即灌注承台砼。

（2）既有桩基界面植筋

处理好既有桩基界面后，在桩基上采用化学植筋植入φ20钢筋，钻孔直径25mm，孔深32cm,植筋间距@550mm（环向）×300mm（纵向），钢筋埋深12cm，外露部分加弯钩，呈梅花形交错布置。

2.4承台钢筋施工

承台钢筋绑扎时先对上部面筋与部分对角底筋绑扎施工形成钢筋骨架，紧接着由中间向两边从上到下对称铺设钢筋最终形成紧密的钢筋网架。钢筋制安时承台主筋遇既有桩时，外侧钢筋从侧面绕过既有桩，中部钢筋需在既有桩上断开后做植筋处理，植筋长度40cm，钢筋安装位置和保护层的允许偏差应符合相关规范规定。

2.5模板工程

承台模板采用木模，支撑采用100×100方木设置横肋，间距50cm，竖肋与后支撑采用Φ48mm的钢管，同时采用Φ16mm的拉杆及可调顶托对模板进行加固，承台内部设置一排3cm×5cm的方木水平内撑。模板安装的允许偏差应满足规范要求。

2.6承台混凝土浇筑及养护

承台混凝土采用C35商品混凝土，坍落度应控制在180±20㎜之间。

混凝土分层浇筑：浇混凝土分层进行，分层厚度控制在30～45cm，如必须间歇，应在前层混凝土初凝前将次层混凝土浇筑完毕，间隙时间由所用水泥、外加剂品种及凝结条件确定。

混凝土养护：按照砼监测温度的差值进行确定，基础表面的养护采用麻袋、草袋、塑料布等材料覆盖。大体积混凝土养护方法以保温、保湿为主，一般可采用混凝土表面覆盖塑料薄膜后再覆盖棉毡的养护方法,混凝土养护时间应大于14d。

2.7桩底预注浆

在承台混凝土形成强度后，需对钢管混凝土桩桩底进行预注水泥浆，以消除新建钢管混凝土桩的沉降，保证加固结构的稳定。

是否需要跟踪注浆，应根据后期桥墩的变形监测情况而定，当桥梁任意一项监测项目监测值达黄色预警值时，立即启动跟踪注浆。

2.8加固体系的监控量测

2.8.1监测目的

为了确保加固过程中桥梁上部结构的正常安全使用，在施工过程中对每个施工步骤可能对结构造成的影响进行相应的测点布置，加固过程中对每个环节的监测数据进行采集、分析，发现问题及时提出，并对相应的施工工艺进行优化。

2.8.2测点布置

信息化施工的监测项目及测点布置见下表。

序号	量测项目	位置或监测对象	测试元件	测点布置
1	地表沉降	基坑周边	水准仪	沿基坑周边布置，每边中部各布置1个测点，距离基坑1～2m范围内
2	桥墩绝对沉降	加固桥墩墩身	水准仪	每个桥墩下部布设1个测点
3	加固桥墩倾斜	加固桥墩	全站仪	每个桥墩布设1个测点
4	桥墩差异沉降	加固桥墩相邻桥墩墩身	水准仪	每个桥墩下部布设1个测点，与桥墩沉降测点共用

2.8.3监测控制值

（1）地面沉降控制值为：累计值20mm，变化速率4mm/d。累计值达到13.3mm，同时变化速率达到4mm/d为黄色预警；变化速率连续两次达到4mm/d；或累计值达到20mm，且变化速率达到2.7mm/d为橙色预警；累计值达到20mm，同时变化速率达到4mm/d，且监测工程师判断伴有“危险情况”出现为红色预警。

（2）桥墩沉降控制值为：累计值10mm，变化速率3mm/d。累计值达到6.7mm，同时变化速率达到3mm/d为黄色预警；变化速率连续两次达到3mm/d；或累计值达到10mm，且变化速率达到2mm/d为橙色预警；累计值达到10mm，同时变化速率达到3mm/d，且监测工程师判断伴有“危险情况”出现为红色预警

（3）桥墩倾斜控制值为：累计值2/1000，变化速率0.0001H/d(建筑物结构高度)。累计值达到1.3/1000，同时变化速率达到0.0001H/d为黄色预警；变化速率连续3日达到0.0001H/d；或累计值达到2/1000，且变化速率达到0.0001H/d为橙色预警；累计值达到2/1000，同时变化速率达到0.0001H/d，且监测工程师判断伴有“危险情况”出现为红色预警

（4）桥墩差异沉降控制值为：累计值5mm；变化速率2mm/d。累计值达到3.3mm，同时变化速率达到2mm/d为黄色预警；变化速率连续两次达到2mm/d；或累计值达到5mm，且变化速率达到1.3mm/d为橙色预警；累计值达到5mm，同时变化速率达到2mm/d，且监测工程师判断伴有“危险情况”出现为红色预警。

3结语

综上所诉，地铁临近既有桥桩加固方法众多，钢管混凝土桩加固作为目前新型的桩基加固施工方法，在地铁复合地层施工中得到广泛应用，在施工时需要全面分析，严格遵循施工技术标准，充分发挥钢管混凝土桩加固技术的环保效益和社会效益。

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