地鐵盾構(gòu)施工對(duì)鄰近橋梁樁基的影響

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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市進(jìn)程的不斷深入，使得交通運(yùn)輸情況愈發(fā)嚴(yán)峻，想要改善這一現(xiàn)狀，必須要強(qiáng)化城市范圍內(nèi)土地的合理應(yīng)用，強(qiáng)化城市交通建設(shè)。本文首先從地鐵盾構(gòu)施工對(duì)鄰近橋梁樁基的影響入手，同時(shí)闡述了地鐵盾構(gòu)施工對(duì)鄰近橋梁樁基影響的防護(hù)措施，最后總結(jié)了地鐵盾構(gòu)施工對(duì)鄰近橋梁樁基影響的防護(hù)案例應(yīng)用，旨在為提出切實(shí)有效的防護(hù)措施，推動(dòng)交通行業(yè)得到更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地鐵盾構(gòu)；鄰近橋梁樁基；施工影響；防護(hù)措施

1地鐵盾構(gòu)施工對(duì)鄰近橋梁樁基的影響

1.1地鐵工程影響

通過(guò)對(duì)比橋梁樁基底部硬度與施工現(xiàn)場(chǎng)土壤硬度，能夠發(fā)現(xiàn)橋梁樁基底部的土壤硬度較高，由此可將樁基視作一個(gè)剛性體，一旦橋梁樁基底部產(chǎn)生一些遷移力，將會(huì)導(dǎo)致土層的應(yīng)力被分散，使得橋梁樁基底部的阻力與樁基側(cè)面阻力產(chǎn)生變化，影響地基的縱向負(fù)荷力。在地鐵工程施工過(guò)程中，盾構(gòu)施工階段對(duì)鄰近橋梁樁基的影響規(guī)律主要包括：①在豎直方向?qū)Ρ葮痘c土壤，發(fā)現(xiàn)可將樁基視作一個(gè)剛形體。②盾構(gòu)施工過(guò)程中橋梁樁基形成的附屬力，會(huì)隨著土壤傳遞到樁基頂部，影響樁基及其底部的負(fù)荷能力，這就需要相關(guān)人員在工作開(kāi)展中引發(fā)關(guān)注。③地鐵隧道施工會(huì)導(dǎo)致地層縱向遷移，從而減弱了對(duì)橋梁樁基垂直方向上的干擾力。

1.2隧道工程影響

就鄰近的橋梁樁基樁底，在地鐵盾構(gòu)施工方法應(yīng)用過(guò)程中，掘進(jìn)階段促使土壤產(chǎn)生的橫向力與相鄰橋梁底部產(chǎn)生的縱向力沒(méi)有差別，會(huì)導(dǎo)致橋梁樁基與挖掘隧道產(chǎn)生同一方力遷移。土壤橫力會(huì)影響鄰近橋梁樁基，導(dǎo)致樁基出現(xiàn)變形與傾斜。地鐵盾構(gòu)施工方式在應(yīng)用過(guò)程中，還會(huì)導(dǎo)致樁基地點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)變，一旦周?chē)寥朗杷?，樁基?huì)呈現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。在地鐵隧道施工階段，土層橫向遷移對(duì)附近橋梁的干擾規(guī)律主要為：①基地直徑越大，橋梁樁基的硬度就越高，也會(huì)增加樁基橫向變形效果，進(jìn)而降低地鐵盾構(gòu)施工對(duì)橋梁樁基、基底造成的影響。②地鐵盾構(gòu)施工會(huì)導(dǎo)致地鐵附近的土壤橫向遷移與變形，順著隧道產(chǎn)生位移現(xiàn)象，樁基變形主要集中在橋拱位置。③地鐵盾構(gòu)隧道施工會(huì)增加土層遷移深度與范圍，橋梁地基底側(cè)轉(zhuǎn)變會(huì)隨著深度的加深逐步減少，迅速恢復(fù)“0”值。

2地鐵盾構(gòu)施工對(duì)鄰近橋梁樁基影響的防護(hù)措施

地鐵施工本身屬于一項(xiàng)利國(guó)利民的工程，只有在地鐵施工階段，強(qiáng)化鄰近橋梁樁基、建筑的防護(hù)，將地鐵施工影響降到最低，才可保障施工的有序性，地鐵盾構(gòu)施工對(duì)鄰近橋梁樁基影響的防護(hù)措施主要如下：

2.1橋梁樁基表型防護(hù)措施

橋梁樁基表型防護(hù)，必須要合理掌控橋梁樁基變形策略，合理應(yīng)用各種手段，強(qiáng)化指數(shù)的改善。在施工初期，工作人員需要依據(jù)自身閱歷與工作經(jīng)驗(yàn)，合理挑選施工指數(shù)，正確改善工程開(kāi)展情況。在施工過(guò)程中，要依據(jù)實(shí)際的變形情況，改善盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備指數(shù)，降低其對(duì)附近橋梁樁基的干擾。橋梁樁基表型防護(hù)措施主要包括：掌控挖掘面，這也是地鐵隧道施工中的核心步驟，此階段需要采取有效措施，將土壓值與工作壓力維持在一定的范圍內(nèi)。不管土壓值過(guò)大還是過(guò)小，均會(huì)影響隧道施工。一旦壓力值超出規(guī)定范圍，將會(huì)導(dǎo)致地面凸起，不僅影響美觀還會(huì)增加交通事故發(fā)生的記錄。若壓力值較小，會(huì)導(dǎo)致地表沉降，影響地面交通結(jié)構(gòu)。

2.2地鐵盾構(gòu)工程施工策略

想要實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)的最終策略，不僅要依據(jù)實(shí)際情況，合理改善地鐵盾構(gòu)施工設(shè)備指數(shù)，還需要合理優(yōu)化地鐵工程施工，針對(duì)不同的施工工序，采取針對(duì)性的解決對(duì)策。地鐵盾構(gòu)施工策略主要包括：①合理應(yīng)用阻隔墻，在工程施工中阻隔墻防范技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，在施工過(guò)程要求具備一定的工作空間。在地鐵施工過(guò)程中，是在挖掘過(guò)程中添加阻隔墻，其目的是為防止挖掘設(shè)備對(duì)地鐵鄰近橋梁的威脅與影響，在樁基與隧道之間增加一道阻隔墻。在實(shí)際應(yīng)用中，阻隔墻能夠在地表、地下開(kāi)展施工，借助密排打孔灌注樁，袖閥灌注漿等開(kāi)展作用。②科學(xué)應(yīng)用樁基托換技術(shù)，針對(duì)陳舊的樁基需要及時(shí)將其替換，將新樁基作為地鐵隧道上層構(gòu)造物的負(fù)荷樁，促使樁基與工程地基基底構(gòu)成全新的樁基系統(tǒng)，兩者相互協(xié)作，共同承受上層荷載力，不斷完善與優(yōu)化原本的地鐵工程地基應(yīng)力，確保將橋梁下沉掌控在合理范圍內(nèi)。在地鐵盾構(gòu)施工中常用的樁基托換技術(shù)主要包括：樁基轉(zhuǎn)變層技術(shù)、張繼負(fù)壓板技術(shù)。③提升土地牢固度，土體牢固在工程安全防范策略中屬于關(guān)鍵性步驟，提升土地牢固度技術(shù)主要包括：噴射攪拌與化學(xué)注漿。噴射攪拌是借助樁基附近土壤的硬度，提升附近土壤的健全性，全面降低地鐵施工過(guò)程中對(duì)周?chē)鷺蛄簶痘母蓴_。化學(xué)注漿，是針對(duì)土壤開(kāi)展相應(yīng)的化學(xué)灌漿，提升土壤的硬度與剛性，以此降低地鐵施工對(duì)周?chē)鷺蛄簶痘挠绊憽１热纾涸谀车罔F工程地質(zhì)狀況監(jiān)測(cè)過(guò)程中，工作人員在鄰近橋梁與隧道位置基礎(chǔ)上，構(gòu)建相應(yīng)的有限元分析軟件模型，依次開(kāi)展模擬運(yùn)算，強(qiáng)化袖閥注漿的牢固性，更好的開(kāi)展各項(xiàng)防范工作。在運(yùn)算數(shù)值基礎(chǔ)上，判斷是否采取加固手段。針對(duì)隧道附近地層與橋樁變形較大的情況，經(jīng)過(guò)對(duì)比之后，選擇袖閥注漿加固手段，經(jīng)過(guò)應(yīng)用之后，未發(fā)現(xiàn)變形，應(yīng)用效果顯著。為全面保障橋梁安全，需要積極調(diào)節(jié)地鐵盾構(gòu)指數(shù)，提升施工監(jiān)控頻率，強(qiáng)化同時(shí)注漿與二次填補(bǔ)注漿，實(shí)時(shí)整理設(shè)備反映回來(lái)的數(shù)據(jù)。

2.3盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作

在地鐵盾構(gòu)施工中，對(duì)鄰近橋墩的影響較大，因此必須要深入分析橋墩掘進(jìn)施工得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算、分析地層沉降數(shù)據(jù)。在實(shí)際工程案例基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)案例，計(jì)算出鄰近橋梁的累計(jì)沉降量，合理安排相應(yīng)的工作。就實(shí)際情況而言，在地鐵盾構(gòu)施工過(guò)程中，只有強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作，完善管理制度，更新管理理念，才可確保地鐵盾構(gòu)施工工作的有序開(kāi)展。

3實(shí)用案例

以某城市地鐵某一區(qū)間隧道為例，隧道埋深范圍為9.87～14.0m，左線長(zhǎng)度為3.356m，隧道區(qū)間全場(chǎng)為665.89m，此區(qū)間中間設(shè)置有一處聯(lián)絡(luò)通道。采取盾構(gòu)施工手段，以掘進(jìn)的方式從側(cè)面的橋墩基礎(chǔ)穿過(guò)，這無(wú)疑會(huì)對(duì)橋墩產(chǎn)生影響，使得沉降情況發(fā)生，嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致橋體傾斜。針對(duì)這類(lèi)情況，在盾構(gòu)施工過(guò)程中，必須要強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，同時(shí)采取有效的防控措施，主要包括：①加固袖閥管注漿，保障隧道與高架橋之間水泥土的穩(wěn)定性。在案例中，掘進(jìn)工程施工前，在橋墩周?chē)A(yù)埋10～15根袖閥管，在隧道與高架橋樁基之間的土地內(nèi)開(kāi)展注漿加固施工，現(xiàn)場(chǎng)施工的注漿漿液為42.5級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥，在橋墩周邊1.5m位置預(yù)埋袖閥管，注漿深度為隧道管底下3.5m以上。②現(xiàn)場(chǎng)注漿時(shí)，袖閥管加固深度為底部3.50m位置。水泥注漿必須要與42.5級(jí)的水玻璃雙液注漿一致。③減小掘進(jìn)過(guò)程對(duì)周?chē)鷺痘?、土地的影響，依?jù)實(shí)際情況，合理調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，強(qiáng)化同步注漿與二次補(bǔ)漿，提升施工檢測(cè)效率。在地鐵盾構(gòu)施工經(jīng)過(guò)橋墩時(shí)，需要強(qiáng)化地下水的關(guān)注，避免出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，保障上部橋梁使用的安全性。就地鐵盾構(gòu)施工的橋墩，需要強(qiáng)化盾構(gòu)正面壓力，采取合理的控制手段，合理調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，避免出現(xiàn)土壓力波動(dòng)較大的情況。在盾構(gòu)掘進(jìn)期間，應(yīng)當(dāng)保證材料配比的科學(xué)性，開(kāi)展同步注漿，在推進(jìn)環(huán)節(jié)需要將注漿量控制在1.4~1.6倍，注漿量為5.03~7.81m3。④設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的監(jiān)測(cè)方案，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)當(dāng)依據(jù)監(jiān)測(cè)方案、工程圖紙，在相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，合理布設(shè)地表監(jiān)控點(diǎn)，劃分為橋墩、隧道軸線、地表三部分。⑤分析盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作，在各項(xiàng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，合理控制高架橋橋墩的沉降量。依據(jù)監(jiān)測(cè)方案，計(jì)算出高架橋橋墩傾斜度。最終結(jié)果顯示，在地鐵盾構(gòu)施工過(guò)程中，強(qiáng)化鄰近橋梁樁基的防護(hù)，可保障施工的有序性，避免地鐵施工對(duì)周?chē)鷺蛄旱挠绊?。在?shù)值模擬軟件基礎(chǔ)上，高架橋橋墩最大沉降量為14.78mm，現(xiàn)場(chǎng)橋墩最大沉降量為13.89mm。數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果得到的橋墩傾斜度較小，本文現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算出的傾斜度為0.31%，在允許數(shù)值范圍內(nèi)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在地鐵施工過(guò)程中，一旦掌控不合理，將會(huì)導(dǎo)致鄰近橋梁、建筑物下降，使得道路大面積沉降、變形，這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響著人們的生活，無(wú)法將地鐵施工的作用發(fā)揮出來(lái)。地鐵盾構(gòu)施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)合理分析對(duì)周?chē)鷺蛄簶痘斐傻挠绊懀罁?jù)實(shí)際情況，制定有效的應(yīng)對(duì)措施，加速我國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展。

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作者：王金剛 單位：中鐵七局集團(tuán)第五工程有限公司