一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法与流程

本发明属于盾构隧道施工，具体涉及一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法。

背景技术：

1、随着城市轨道交通的快速发展，地铁已经逐渐成为人们出行的重要交通方式。由于交通网络的不断完善，许多交通线路的交叉等问题也不断涌现，新建地铁线路下穿既有公路成为了普遍现象，带来大量的隧道穿越施工等问题，对高速铁路桥梁进行桩基托换，特别是桩基托换施工期间要求不能中断运营，并且要保证施工期间高速桥梁和桥上车辆运行的安全，还要保证托换完成后桥梁的整体位移满足要求。盾构法作为地铁区间施工的重要方法，在盾构机穿越既有桥梁桩基础时，由于需要破除桩基，从而可能引起高架桥沉降、开裂，影响高架桥正常使用，其风险较大，如何快速、安全的使盾构机穿过高架桥既有桩基，保证高架桥安全运营成为新的难题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，在施工完成地连墙、托换桩和隧道顶高压旋喷桩后，基坑开挖支护并施工托换承台、与被托换承台连接的托换梁，再通过千斤顶对托换梁进行顶升，顶升完成后截断被托换桩，连接托换承台和托换梁预留的连接钢筋，并采用微膨胀混凝土封桩，最后将基坑回填，恢复地面原状，完成桩基托换后开仓换刀，地铁隧道盾构遇到被托换桩时磨桩破除通过，解决了上述技术问题。

2、一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，该施工方法包括以下步骤：

3、s1：在待开挖基坑周围施工导墙及地连墙，在待开挖基坑范围内预设位置施工顶部预留连接钢筋的多根托换桩，施工隧道顶的旋喷桩进行加固，基坑开挖及支护；

4、s2：基坑开挖到基底设计标高后，部分既有桩基及全部既有承台完全的暴露出来，为保证桥梁的安全和稳定，可将地基处的土壤压实，使其密实，硬化基底，增大其承载能力，对桩基和承台外露的部分表面的杂物、泥沙进行清理，然后对表面的裂缝和破损处进行修补，施工顶部预留有连接钢筋的托换承台，架设托换梁底部脚手架及模板，凿毛被托换承台和托换梁的连接部位，并在被托换承台外侧面植筋，浇筑施工底部预留有连接钢筋的托换梁；

5、s3：在各托换承台和托换梁之间预埋钢板处设置千斤顶，利用千斤顶对托换梁进行顶升；

6、s4：顶升完成后，截断被托换桩，在截桩过程中密切监测桩基、托换梁、桥墩及桥面的位移量，通过千斤顶顶升或回调使其位移量控制在允许范围内，直至截桩完成，截桩高度为0.5m，并填充粘性土；

7、s5：截桩完成后，将托换承台顶部和托换梁底部预留的连接钢筋采用挤压套筒连接，并向托换承台和托换梁之间浇筑微膨胀混凝土封桩；

8、s6：基坑回填；

9、s7：开仓换刀后，盾构磨桩破除通过。

10、上述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，所述步骤s1中，地连墙围蔽、基坑支护、高压旋喷桩加固可使盾构磨桩前具备开仓换刀条件，地连墙作为一道围护隔离周围桥桩，减少磨桩时对周围桩基的扰动，提高磨桩效率和安全系数，地连墙厚800mm。

11、上述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，所述步骤s2包括以下步骤：

12、a：在待托换承台外侧面凿毛、清洗并开设植筋孔，并在托换承台外侧面植入若干连接钢筋；

13、b：在待托换承台外围绑扎形成与连接钢筋相连的钢筋笼骨架，在钢筋笼骨架外围支立模板；

14、c：向模板内浇筑混凝土，养护达到设计强度后，得到托换梁。

15、上述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，所述步骤s3包括以下步骤：

16、a：施工完成连接被托换承台的托换梁和多个新托换承台后，在每个托换承台与托换梁之间设置两个千斤顶；

17、b：通过控制各千斤顶的顶升力，采用分级加载的方式顶升托换梁，直至达到预设的顶升力控制值，且每一次顶升过程中所有千斤顶的顶升力相同。

18、上述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，所述步骤s3中，分多次并逐级加载是分10次顶升托换梁，每级荷载增量为千斤顶加载上限值的10％。

19、上述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，每次顶升过程中，所有千斤顶的顶升力达到该次预设大小后，各千斤顶顶升力应保持该大小至少10分钟，且通过监测装置，对托换梁的上抬量进行监测，上抬量不大于2mm方可进行下一次顶升，加载过程中应实时监测托换梁裂缝的产生及变化情况，最大裂缝宽度不得大于0.15mm。

20、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：

21、1、本发明一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，施工方法简便、流程简单、易于实践操作，地连墙围蔽、基坑支护、高压旋喷桩加固可使盾构磨桩前具备开仓换刀条件，地连墙亦可作为一道围护隔离周围桥桩，减少磨桩时对周围桩基的扰动，提高磨桩效率和安全系数；

22、2、在顶升后将托换承台顶部预留的连接钢筋和托换梁底部预留的连接钢筋通过挤压套筒连接，再向托换承台和托换梁之间的空间中浇筑微膨胀混凝土进行封桩，可提高托换桩、托换承台及托换梁连接后整个托换结构的强度和稳定性，提高桩基托换的质量和安全性，保障下穿地铁隧道盾构磨桩通过时的桥梁的质量安全、桥梁运营过程中车辆运行人员的驾驶舒适感和生命安全。

技术特征：

1.一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，其特征在于，所述步骤s1中，地连墙围蔽、基坑支护、高压旋喷桩加固可使盾构磨桩前具备开仓换刀条件，地连墙作为一道围护隔离周围桥桩，减少磨桩时对周围桩基的扰动，提高磨桩效率和安全系数，地连墙厚800mm。

3.根据权利要求1所述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，其特征在于，所述步骤s2中，在基坑内施工与待托换承台连接的托换梁具体包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，其特征在于，所述步骤s3中，分多次并逐级加载是分10次顶升托换梁，每级荷载增量为千斤顶加载上限值的10％。

6.根据权利要求1所述的一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，其特征在于，每次顶升过程中，所有千斤顶的顶升力达到该次预设大小后，各千斤顶顶升力应保持该大小至少10分钟，且通过监测装置，对托换梁的上抬量进行监测，上抬量不大于2mm方可进行下一次顶升，加载过程中应实时监测托换梁裂缝的产生及变化情况，最大裂缝宽度不得大于0.15mm。

技术总结本发明公开了一种盾构穿越既有桥梁桩基础的施工方法，该方法是在施工完成地连墙、托换桩和隧道顶高压旋喷桩后，基坑开挖支护并施工托换承台、与被托换承台连接的托换梁，再通过千斤顶对托换梁进行顶升，顶升完成后截断被托换桩，连接托换承台和托换梁预留的连接钢筋，并采用微膨胀混凝土封桩，最后将基坑回填，恢复地面原状，完成桩基托换后开仓换刀。本发明在顶升后将托换承台顶部预留的连接钢筋和托换梁底部预留的连接钢筋通过挤压套筒连接，再向托换承台和托换梁之间的空间中浇筑微膨胀混凝土进行封桩，保障下穿地铁隧道盾构磨桩通过时桥梁的质量安全、桥梁运营过程中车辆运行人员的驾驶舒适感和生命安全。技术研发人员：叶雷雷,郑能,颜学芬,张迪,李子硕,邓凡,熊明非,任小扶受保护的技术使用者：中建三局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11