[发明专利]隧道穿越河流上方桥梁桩基的箱-筏承压式基础托换及施工加固方法

说明书

技术领域

本发明属岩土及地下工程技术领域，具体涉及一种隧道穿越河流上方桥梁桩基的箱-筏承压式基础托换及施工加固方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，交通拥堵正成为制约其发展的瓶颈，不断增长的客流量对上海城市建设的发展提出了更高要求。鉴于轨道交通作为大容量快速交通系统，在整个城市客流运输中正扮演着越来越重要的角色，世界各主要城市已经把轨道交通网络建设作为城市基础设施建设的重点，并且轨道交通的建设已经进入了集中发展期。以地铁隧道和轻轨建设为代表，世界各主要城市轨道交通建设正在进入新一轮的高速发展期。新一轮轨道交通网络建设的一个显著特点是施工环境日益复杂，新旧线、新建线路之间的交叉、穿越以及盾构穿越既有构筑物等问题将更突出。尤其是当盾构穿越建筑物、桥梁等结构时，往往会遇到打入深度较深的桩基，这对盾构推进形成障碍，增加了施工的难度。随着对施工技术要求的提高，这些复杂问题的妥善解决及其相关关键技术的研究必然就显得格外重要且有意义。

针对盾构施工穿越河流上方既有运营公路桥梁的案例，河流上方桥梁的桥墩、桥台均采用桩基础支撑，桩的入士深度已经贯穿了地铁区间隧道断面，导致盾构在该处推进时，故必须对桩基进行拔除或切断等处理，尤其是桥梁所在位置建筑物密集、施工场地有限，加之施工期限颇为紧迫，故急需创造出一种新的施工方法，在确保既有桥梁结构安全营的同时，保证工程得以安全、经济、高效地实施。

国内外在盾构施工中碰到类似情况时，往往采取整体拆除桥梁结构的方法，而为了保证地面道路交通的顺畅，必须另外搭建临时替代桥梁。因此，通常的施工顺序为：首先，拆除旧桥，将桩基拔除；与此同时，搭建临时替代桥梁，将地面道路交通改道，然后实施盾构推进；施工结束后，修建新桥，并最终拆除临时桥梁，以恢复原有交通。虽然该方法在施工规模较小、影响交通时间较短时可行性较大，但是存在的不足之处为：(1)对工期、造价以及周围环境有较高要求；(2)需要拆除两座桥梁、建造两座桥梁，不但费时费力，造价也非常昂贵；(3)对于要求交通不能受到影响的重要地段，该方法会对地面交通产生较大影响，带来负面社会效应；或者当不能另辟空间新建临时桥梁的时候，使得该方法的应用往往受到诸多限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道穿越河流上方桥梁桩基的箱-筏承压式基础托换及施工加固工法。

本发明提出的隧道穿越河流上方桥梁桩基的箱-筏承压式基础托换及施工加固方法，包括：桥梁两侧桥台地基加固、围堰施工及桥基范围外河床加固、桥下支撑加固、围堰内桥下基坑开挖、基坑内扩大板式基础及板下地基加固、盾构推进及障碍桩基切除；具体步骤如下：

(1)桥梁两侧桥台地基加固

通过地基加固形成重力式挡墙，地基加固采用三重管法的高压旋喷桩加固，在旋喷桩挡墙内外排桩身内插H型钢，其中靠近桥梁的内排桩“每桩插一”、外排桩“跳一插一”，为避免影响盾构掘进，在盾构隧道区域的内插型钢底标为盾构顶标高上方0.50m；H型钢上部采用钢筋混凝土冠梁连成整体，内外排冠梁间每隔3.6m设400×400系梁相连，内排冠梁与桥台支座密贴，使桥面板梁能作发挥水平支撑的作用；

(2)围堰施工及桥基范围外河床加固

在河床上施作拉森钢板桩、在钢板桩之间回填土、待围堰合拢后铺设临时排水管、抽水后对桥梁两侧河道内靠近桥边沿各布置两排高压旋喷桩、对桥梁四个角点处进行压密注浆加固并形成闭合维护；

(3)桥下支撑加固

支撑施工前首先要在桥墩或桥台上安装支撑部位预先进行“植筋”(每根型钢每端植入2根)：先用专用钻机(何谓专用，不确定)在桥墩或桥台相应位置打钻孔洞，随后注入胶水，最后将预先准备好的螺纹钢筋插入。待钢筋与桥墩或桥台完全粘结为一体后在外露钢筋端焊接钢板。利用人工配合千斤顶将钢管吊装至预定位置，焊接到钢板上；

(4)为了保障筏板基础托换的施作空间并确保板下地基加固时机器设备的操作空间，需要在围堰内桥下基坑开挖，并开挖到设计深度；

(5)基坑内扩大板式基础及板下地基加固

桥下基坑土体开挖到设计深度后，然后进行基坑内扩大板式箱筏基础及板下地基加固，即可进行底板混凝土基础的施工，于此同时，也对桥墩和桥台下开挖暴露出来的桩基包裹一层钢筋混凝土层形成隔墙，并与底板、上部桥梁结构形成箱形结构，构成新的受力体系，实现将荷载由桩基转移到筏板基础上；