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1、盾构法隧道穿越在用桥梁桩基础施工技术 摘 要:盾构施工中经常遇到要穿越高架道路或跨河桥梁的桩基基础,在穿越过程中应尽可能减少对周边环境的影响。本文以上海轨道交通十号线某区间隧道穿越四平路上的沙泾港桥桩基为背景,详细介绍了盾构工程穿越大流量通行桥梁基础异形托换的施工工艺,具有成本底、对周边环境影响小、不影响车辆正常运行等优点,减小了盾构穿越桩基施工对桥体的影响。关键词:穿越桥桩;基础托换;直接切桩;盾构法施工 1、引言 本工程沙泾港桥位于主干道四平路上,交通繁重且无分流至周边道路的条件,同时沙泾港桥两
2、侧近距离为多栋高层居民楼,无搭建临时便桥空间条件,故排除了拆除原有桥梁拔桩处理的可行性。而且本区间接受地铁车站离该桥梁桩基很近,加上线路的纵断面坡度的限制条件,隧道不能从桩基的下方穿越过去。由此,只能采取盾构穿越桥桩的施工方法。 盾构穿越施工前,将桥梁的桩基础托换成扩大的板式基础,即通过受力体系转换,将沙泾港桥由深基础转换成浅基础。转换后,盾构推进时所遇到的桥桩均可截断、清除而不会影响桥梁的正常使用。由于上海地区浅层土的承载力较低,因此扩大基础底板下的地基必须加固,且地基土的沉降变形应满足桥梁安全运
3、行规定的技术标准。2、工程概况 上海轨道交通10号线某区间隧道将由正常使用的四平路上的沙泾港桥桩基间穿越。在穿越前对沙泾港桥进行基础托换以保证穿越过程中桥梁及地面交通的安全。沙泾港桥位于四平路曲阳路交叉口南侧100m左右,如图1所示桥中心里程为SK23+242.0。该桥为三跨简支梁结构,跨径6m+13m+6m,宽度30m。共设置桥台、桥墩各两座,桥墩采用23根400mm×400mm×26000mm预制钢筋混凝土方桩作为基础,桩基长度为12m+14m与14m+12m,钢帽接桩;桥台采用14根400mm
4、×400mm×27000mm预制钢筋混凝土方桩作为基础,长度为13m+14m与14m+13m,钢帽接桩。此处隧道顶标高约-6~-7m,受影响的桩基每个桥墩处约5根桩,每个桥台处约3~4根桩,共需处理约33根桩。 四平路路面宽为双向五车道,两侧另设非机动车道和人行道。四平路为上海城市主干道,车辆通行频繁,交通流量十分巨大,盾构穿越施工必须保证四平路的正常交通能力。3、周边环境、管线及地质水文情况 沙泾港桥西南侧有一新建高层建筑,其角部距离道路边线11m。桥南侧15.2m、距四平路边线4.69m
5、为单层四平泵站一座。桥东南侧为居民小区。桥东北侧为一座四层砖混楼房。桥北侧为拟建10号某车站,桥梁施工时正处于施工阶段。西北侧曲阳路口为华西证券大厦。 桥梁附近比较重要的地下管线如表1和表2所示。 根据工程地质勘察报告[1],沙泾港桥所在处的地质情况大致可分为以下几层: 第一层:厚1.16m~3.8m不等的填土,其中含煤屑、石子等; 第二层:为灰黄~灰色粘质粉土夹粉质粘土,有黑色腐殖质,约8.85m厚,夹有大量黑色淤泥质土,似河浜现象; 第三层:灰色砂质粉土,属中压缩
6、性土,2.35m厚; 第四层:灰色淤泥质粘土,属高压缩性土,含有白色僵块、黑色腐殖质,约3.2m厚; 第五层:灰色粘土,属中压缩性土,此层有7.8m厚; 第六层:暗绿~草黄色粉质粘土,属中压缩性土; 第七层:草黄~灰色砂质粉土。 盾构穿越沙泾港桥桩时,盾构顶部标高为-6m~-7m,盾构穿越部分土体为灰黄~灰色粘质粉土夹粉质粘土、灰色砂质粉土、灰色淤泥质粘土。盾构覆土厚度7~8m。盾构底部距离⑦1层层面有12m。 拟建场地地下水主要有浅部粉性土层中的潜水,及深
7、部粉性土、砂土层中的承压水。据区域资料,承压水位一般低于潜水位。浅部土层中的潜水位埋深,离地表面0.3m~1.5m,年平均地下水位离地表面0.5m~0.7m。深部承压水位(第⑦层),埋深在3m~11m之间。潜水水位埋深为1.00m~1.50m,通过现场试验测得第⑦1层承压水水位埋深为5.9m。4、沙泾港桥基础托换 在盾构施工前对沙泾港桥进行基础托换施工。 根据桥梁结构、盾构影响范围(盾构穿越沙泾港桥共需处理约33根桩)及四平路交通情况(四平路为城市主干道,交通量十分巨大,施工时应尽可能保证道
8、路正常的通行能力)。将桥梁的桩基础托换成扩大的板式基础,即通过受力体系转换,将沙泾港桥由桩基础转换成底板基础。转换后,盾构推进时所遇到的桥桩均可截断、清除而不会影响桥梁的正常使用。 由于上海地区浅层土的承载力较低,因此对扩大基础底板下的地基进行加固。同时考虑到今后沙泾港桥的改建,在桥梁基础托换施工时,将桥梁的荷载标准适当提高。 综合考虑扩大基础底板下的地基的加固和盾构过沙泾港桥桩基工况土体加固要求
