近接地铁条件下桩基施工技术

张繁荣

摘 要：我国城市化进程发展迅速，也导致了城市人口密度增加，地铁作为城市轨道交通的主要方式，为市民出行提供了便捷的服务。由于受到地铁线路的限制，一些需要桩基施工的高层和桥梁建筑受到一定程度的影响，近接地铁条件下的桩基施工会引起地铁隧道的变形，产生一系列问题。文章以实际工程为例，首先对近接地铁桩基建造方案進行分析，然后对近接地铁建造桩基的具体实施进行了讨论，工程施工后满足了施工要求，保证了地铁的运行安全。

关键词：桩基施工 偏差控制 偏差控制

1.工程概况

某盾构地铁线路目前运营状态，某道路桥梁全长3.12km，设有8匝道。为了减小桥梁工程对地铁隧道的影响，尽量设计桥梁的桩基远离地铁线路，但根据地铁、桥梁和地表公路的实际情况，桥梁工程仍然有200根桩基建设距离地铁隧道10m范围内，其中有85根桩基距离地铁隧道5m以内。通过对桥梁桩基施工前的试桩，分析计算所得数据可以很大程度上保证地铁的运行安全，也可以最大限度地保证该桥梁工程后期投入运行后的质量。

实验施工所用桩型数量为3根，其中2根（1号桩、3号桩）建在隧道的相同断面，2号实验桩建在离隧道外部结构线2.3m，1号实验桩建在离隧道外部结构线4.6m，3号实验桩建在离隧道外部结构线6.3m。实验桩基的直径1300mm，实验桩长度为61m。使用钢套管保护壁灌注桩型，桩基端持力层加入中度风化砂岩，深入基岩到达5m处的桩芯是C25标准的水下用混凝土，钢筋选择24C25mm，单桩载重力最小≥8000kN。隧道最顶端埋入17m，外径6500mm，管片厚300mm，内径为6200mm，隧道深入浓厚的软泥中，基桩从下到上先是结构破坏严重风化石、粉砂土、粘性土、淤泥质土、粉质粘土、杂志含量少的原状土。

施工时注意观察隧道位移情况，测验隧道构造平移、下沉与里层土体有没有平移情况。从桩基四面各设检测剖面，每个剖面分别相距2.5m、2.5m、5m、5m，每个剖面的两侧面都设置检测点。

2.近接地铁桩基建造方案

考虑到工程桩和地铁隧道附近桩基动工和负重会形成附近土体产生位移和受力变化，从而对相邻隧道造成影响。考虑到这点，在经历行家数次潜入剖析考虑和兴建地铁的保护管理办法，来保证地铁隧道符合地铁正常使用。桩基的敏感性参变量的改进方案有：

（1）长基桩改进：风化程度低的粉砂岩，这层岩石在自然湿度下单轴可抵御12MPa的强压力。桩基底部都有>4倍桩径规模的持续安定泥质风化程度较轻的粉砂岩石维持，并且把这层作为摩擦端主要承桩，确保桩端到这层的策划深度。根据一些地方对地铁技术的维护管理规则，投入使用的地铁隧道整体外侧9.Om以内的工程桩，其基桩底部标高要求比地铁隧道整体低2.1m，以便又好又准地保证基桩长度，实施了超前桩长地质钻，并以此再次核对桩长。

（2）桩基沉降形变限度：据以往的研究来看，因为桩基持力层的保护，下卧层受力可以忽略不计，而土有自身重量，所以造成桩基下沉的主要原因是桩身的重力和沉渣形变。此次工程地铁隧道与建在中间基桩的同一水平距离仅为2.6m。地铁建造要求隧道外部3.5m界线内严禁工程行径，所以要特意探究基桩沉降的问题，对于能否长久承载看台上部负荷造成的巨大影响。运用有限元中关于土体的形变相关软件，进而对整个基桩施工期间地铁隧道位力变化作出预估，在整个施工进程地铁隧道受力形变实施监测，随时机动，确保地铁可以正常使用。

3.近接地铁建造桩基的具体实施

依据地铁隧道周围动工操作标准，正常使用中的地铁隧道外部结构18m以内不能应用振动、水冲的开工方法，在动工期间既不能用爆破方法，也不能过量吸取地下水。针对近接地铁施工特性，由于时间紧急和对地铁隧道的维护要求，选择旋转挖掘钻孔机和能在水里灌输混凝土作业，代替了人工作业。使地铁可以正常使用，工程也能安全施工。近接地铁隧道动工的关键点有桩基建设的位置、桩顶的高度、沉渣深度等。

3.1桩基建立位置

避免建设桩基对近接地铁隧道造成损害，桩基定位也是关键点。可以使用全站仪来定位桩基，把灰柱作成标记，桩位测放把握在±25mm范围里。依据设计图纸安出桩基位置和相互垂直桩线，并作十字栓点控制，开工前技术员需再次测量还需监理到场复核。

3.2桩基高度确定

桩顶标高需要准确数据，这样必须要不定时检测混凝土最上面的高度，在制造测锤时要严格要求，浮渣厚度测量以及混凝土实际高度都要有准确数据，在浮渣厚度达到至少12cm才能停止灌注。确保混凝土面的实际高度比原来设计>60cm，导管在没有拔出混凝土面时继续反插1m左右，查看桩顶上面的混凝土面必须平整，以防空心桩的产生。混凝土往里灌注时随时测量，不得超灌标高高度，桩长标准，桩头符合高度，桩入岩达到要求深度。

3.3沉渣厚度要求

（1）钢筋笼下放时笼正中与桩中心必须没有差异，在下放时注意不要碰到孔壁，还要保证顺利下放，如有阻力需暂停下放，查明原因不可强力加压往下放，以免造成坍塌、形变等一系列影响。

（2）为了准确钻孔，在钻机达到设计孔低还有40cm时，钻头应暂停15min以上，静等泥浆沉淀下去，再使用钻头慢慢地挖出与设计孔底一致的所有泥渣。随后现场测出深度，在监理工程师复查符合设计要求，再把钢筋笼和导管放下去，通过沉渣厚度测量，发现不符合沉渣厚度，则需二次清孔。

（3）如果需要二次清孔就要使用导管，用单个清孔接头把导管、胶管分别连接，胶管一头连上泥浆泵，导管底部提起0.5m左右，开启泥浆循环，抽干净孔底沉渣为止。

（4）孔底沉渣清完立即灌注混凝土，导管底部距离孔底要有60cm，灌注混凝土一次可以埋住导管1.2m以上的量，随着灌注混凝土产生强大冲力，可以清除孔底剩余沉渣。

3.4偏差控制

应控制桩顶标高建造偏差<5 5 m m，桩底标高建造偏差<110mm。桩孔底沉渣要有监理现场监督和在场指定下测量，建造的工程桩不要太厚，需控制在8±2cm，還要不定时抽查建造的工程桩在建孔后的直径、深度、孔沉渣及孔有没有倾斜，保证桩孔倾斜率<1/100使桩身垂直。

3.5技术监测

要想地铁正常安全使用，通过整个工程完工情况与监测数据显示，地铁隧道28个截面的水平、垂直的位置移动总共监测出发生变形最大值是-1.5mm，所有点的三维坐标发生改变较小，因此可以确定地铁隧道整体运行良好。

4.结束语

综上所述，得出以下结论：

（1）近接地铁隧道开展的桩基建设，在使用了管旋式挖挖掘桩基施工方式后，对地铁隧道造成损害较小。为使盾构之间管片沉降、位置移动和里层土位置移动较小采取了在盾构6m以上灌注混凝土，这样在抽拔刚铁套管时确保盾构之中的管片产生沉降或者位置移动等变化小，属于地铁可以报警数值之内，可以抽拔。如盾构附近3m内，还没有抽拔出来钢套管，动工期间不需抽拔。

（2）在试桩期间，隧道整体竖直位置移动和水平位置位移慢慢加大，使桩基附近土体发生骚动。

（3）管片水平位移在打桩时候也在慢慢加大，由此使试桩距离变大，减小了最大水平位置移动和管片产生沉降，试桩距离盾构的长短直接影响到沉降程度和水平位的移动，而且由于现场施工负荷、体积较重的机器等同样影响沉降程度和水平位移动大小。

（4）管片产生水平位移动是试桩时主要变动，而发生管片沉降水平位移动的一半。大部分管片发生沉降，少数会有管片漂浮上去。相比隧道截面安放的管片主要沉降，其侧面放置的管片先是沉降，随后往上飘起。

（5）慢慢地隧道周围土体会靠近隧道，而隧道周围埋深以下的土层会逐渐远离隧道。

参考文献：

[1]谭纯.运营地铁隧道区间正上方的基坑围护、桩基施工技术[J].建筑施工，2017（06）： 743-746.

[2]徐涛，王凯，蒋玉龙.桥台桩基施工对邻近地铁区间隧道的影响分析[J].路基工程，2016（02）：129-133.

[3]王武斌，白皓，李祖君，钟彪，邹国锋.软土地区紧邻浅埋地铁时桩基施工过程安全监测研究[J].铁道建筑，2015（05）：93-97.

[4]王伟良.地铁两侧大面积桩基施工对隧道结构影响分析[J].建筑施工，2014（06）：641-642+650.

[5]张志强，何川.深圳地铁隧道邻接桩基施工力学行为研究[J].岩土工程学报，2003（02）：204-207.