建筑物的托换讲义

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1、- 33 -地面建筑筑物的保保护和桩桩基托换换技术随着城市市建设的的发展，人人口数量量的增加加和地面面交通的的拥挤，地地下空间间的开发发已经成成为各大大城市发发展的主主要方向向。地下下空间的的开发程程度从某某种意义义上来说说也标志志着一个个城市的的文明发发展水平平。盾构法是是目前隧隧道暗挖挖施工中中最为先先进的一一种工法法，其优优势是速速度快、成本低低、作业业环境安安全、对对地面的的交通建建筑物影影响小，被被世界各各国广泛泛应用于于城市地地下交通通隧道、城市污污水隧道道和城市市管线隧隧道的施施工。但但由于城城市建筑筑物林立立，地下下管线密密集，盾盾构在建建筑物下下穿过或或临近建建筑物的的现象十

2、十分普遍遍，如何何控制地地层沉降降保护地地面建筑筑物构筑筑物的安安全是盾盾构施工工必须要要解决的的技术问问题。在城市地地下进行行盾构隧隧道掘进进施工、隧道线线路设计计，一般般尽量避避开原有有构筑物物，但是是由于城城市地下下空间有有限，盾盾构有时时必须穿穿越,临临近建筑筑物或构构筑物。因此，必必须采取取相应的的技术措措施控制制地层沉沉降,保保护地面面建筑物物构筑物物的安全全。1、建筑筑物的调调查对隧道沿沿线的地地下障碍碍物进行行调查，主主要调查查地面建建筑物,地下构构筑物、埋设物物、水井井以及已已建地下下工程的的记录，查查清其基基础及结结构形式式，桩基基长度，类类型，受受力模式式等基础础的施工工

3、资料。对障碍碍物的调调查，不不仅调查查障碍物物的位置置、形状状，结构构形式，还还须调查查原有建建筑物和和构筑物物的重要要性、用用途、工工作状况况、损伤伤状况及及周围环环境。清清楚掌握握障碍物物的概况况，能够够在设计计阶段明明确其具具体的保保护措施施。盾构隧道道邻近施施工是指指盾构推推进的影影响范围围内有构构筑物，例例如相邻邻隧道或或管线、桥梁、房基础础等构筑筑物。邻邻近的范范围一般般指从盾盾构下端端始划出出（455+/2）的的斜线，既既横向沉沉降槽的的范围内内，见图图下所示示。在邻邻近范围围内的构构筑物，均均要实施施监测保保护。确认障碍碍物的方方法，最最有效的的方法是是采用试试挖掘确确认的直直

4、接确认认法。当当不能直直接确认认时，可可采用物物探方法法间接确确认(雷雷达探测测或地质质CT)。当时时的竣工工资料也也是一个个重要的的参考资资料。2、对付付障碍物物的方法法在障碍物物调查的的基础上上，确认认对付的的方法，寻寻求拆除除障碍物物的可能能性或用用基础托托换方法法。可以拆除除的障碍碍物有以以下几种种：（1） 结构上可可以拆除除的临时时性桩基基；（2） 已经弃用用的旧桥桥墩、旧旧护岸等等；（3） 障碍部分分可以拆拆除的构构筑物；（4） 盾构施工工后可以以重建的的构筑物物。可以采用用基础托托换方法法撤去相相应障碍碍物的有有以下几几种：（1） 可以替代代的建筑筑物；（2） 可以替代代的地下下

5、构筑物物。3、建筑筑物的保保护对建筑物物的保护护在具体体操作时时分为两两种情况况：一种种是在盾盾构施工工之前的的预先加加固：另另一种是是在施工工过程中中进行保保护。（1）预预加固是是指在盾盾构施工工之前，根根据对工工程地质质特征的的分析及及地面建建筑物状状况的研研究做出出判断需需要进行行的防护护性措施施。它包包括对建建筑物基基础的预预加固处处理、对对建筑物物的预支支护及对对建筑物物的桩基基托换等等。（2）在在施工过过程中进进行保护护是指已已出现危危及地面面建筑物物安全时时所采取取的保护护性措施施。它包包括对建建筑物的的临时支支顶、对对基础的的加固等等。4、基础础托换盾构邻近近施工的的基础托托换

6、，因因构筑物物形式和和重力的的不同，可可采用不不同的施施工方法法：承压板板方式；（扩大大基础形形式）新设桩桩和承压压板结合合方式 如如案例一一新设桩桩梁基础础方式； 如如案例二二案例一广州地铁铁三号线线大塘-沥滘区区间桩基基托换工工程1、工程程概况该在里程程YDKK11+0000YDDK100+3000内，穿穿越新基基新村、广州耐耐火材料料厂厂房房及宿舍舍（YDDK100+6880YYDK111+0000）和和欣晟皮皮具制品品厂厂房房。地面面房屋大大多为市市郊农民民房，以以477层局部部8层框框架的民民宅建筑筑为多，基基础以50008000mm灌灌注桩为为主基本本为单柱柱单桩，个个别为天天然基

7、础础，其中中有十六六栋建筑筑物基础础侵入隧隧道或临临近隧道道，需进进行桩基基托换或或基础加加固。详详见附图图一2、地质质和水文文条件该区段隧隧道埋深深为166-222米，隧隧道底部部为强、中等风风化岩、泥岩、，天然然抗压强强度fcc200mpaa，边墙墙为饱和和水中细细砂，强强、中等等风化砂砂、泥沙沙n=118887击，拱拱顶为饱饱和中、细砂层层，厚88100m，其其上为淤淤泥质土土。根据地层层的富水水程度及及储水介介质，本本区段地地下水有有第四系系孔隙水水及基岩岩裂隙水水两种类类型。第第四系孔孔隙水，含含水层为为饱水中中细砂中中等透水水性；基基岩裂隙隙水含水水层为强强、中等等风化岩岩、泥岩岩

8、中等透透水性。3、方案案比较3、1 施工工图设计计对于A2273、A2774、AA2766、A2277-2、AA2922、A2294六六幢房屋屋采用筏筏板+桩桩周注浆浆托换方方案。筏筏板结构构采用5500-7000mm厚厚的钢筋筋混凝土土板,新新加的筏筏板基础础与原结结构采用用包柱或或包承台台方式连连接。新新旧混凝凝土之间间进行界界面处理理,筏板板施工时时在侵入入隧道桩桩的桩周周预埋注注浆管,筏板完完成后进进行注浆浆以提高高桩周土土的摩阻阻力。侵侵入隧道道的桩在在盾构通通过时由由盾构磨磨断。在在盾构掘掘进时进进行跟踪踪注浆,以减少少建筑物物的变形形。对于A2275、A2777、AA2800、A

9、2289、A2990、AA2911、A2293-1七幢幢房屋，采采用托换换梁-托托换桩方方案。托托换梁-托换桩桩结构采采用普通通钢筋混混凝土包包柱（或或包承台台）的大大梁和6000的钻孔孔灌注桩,并采用用预顶措措施来消消除柱沉沉降引起起的对建建筑物的的影响，。达到主主动托换换的目的的。由水水平大梁梁包柱及及托换桩桩构成新新的受力力体系。水平大大梁采用用C355钢筋砼砼，梁截截面bh=77001400011200020000mmm。利用用原建筑筑物首层层作为施施工空间间,托换换新桩采采用6000钻孔桩桩,要求求桩边到到隧道外外边线的的距离不不少于11米。建筑物采采用顶升升法既在在原承台台上施作作

10、钢筋砼砼顶升平平台，包包裹房屋屋柱成一一整体。采用2200-5000吨级的的QYDD2000-5000型千千斤顶的的顶升装装置安装装在顶升升平台于于原承台台之间，通通过预顶顶使荷载载通过千千斤顶传传递到地地面上并并全面观观测变形形稳定后后，切断断原承台台和顶升升平台间间的房柱柱。当盾盾构通过过时，根根据监测测结果调调节千斤斤顶，以以补偿地地层的隆隆陷位移移。盾构构通过后后，修复复被切断断的柱子子。对于A2267、A2770、AA2711-2三三幢建筑筑物，则则采用包包柱式承承台结合合锚杆静静压桩进进行局部部加固。3、2存存在问题题如果实施施顶升方方案，则则作业面面与现有有室外地地坪最深深处将达

11、达到2770032000mmm。由于于建筑物物密集，基基坑开挖挖后无法法放坡，地地下水较较为丰富富，土方方开挖后后将势必必会对周周边建筑筑物和基基坑本身身带来很很大的施施工困难难。3、3现现行方案案根据现场场房屋密密集；桩桩基在隧隧道范围围之内为为素砼；桩周注注浆效果果不理想想等原因因，经过过多次的的方案论论证和审审查最终终决定采采取如下下方案承承台梁加加静压桩桩加固：筏板加加静压桩桩加固：筏板加加静压桩桩加袖筏筏管跟踪踪注浆加加固方案案。详见下表表一序号房屋编号号加固形式式静压桩数数量需处理的的桩数桩径（MM） 原桩长（mm）与隧道的的关系1A2677承台梁加加静压桩桩加固2150021+1

12、.112A27004350021+1.003A2711-25360020+1.6604A2733筏板加静静压桩加加固19950022-0.7700.995A274414760021+0.33-0.4.6A276621980021-0.004-0027A2777-213860021-0.338A292263500160.19A2800464600200.6-.0.810A2944211060017-0.11-0.411A2900284600160.6-0.8812A2755筏板加静静压桩加加盾构通通过时袖袖筏跟踪踪注浆25680022-1.22-1.313A277728960022-1.44-1

13、.714A289955860026-9.11-9.315A2911571060021-5.00-5.516A2933-131560018-2.33-2.7合计375建筑物桩桩基处理理方案表表（表一一）（+代表在在隧道上上方，-代表在在隧道下下方）_4、主要要技术措措施本工程采采用筏板板基础施施工时，筏筏板结构构为50007700mmm厚的的钢筋砼砼板，混混凝土强强度为CC25，筏筏板底地地基承载载力大于于801200Kpaa，新加加筏板基基础与原原结构连连接，采采用包柱柱方式，钢钢筋从原原承台上上穿过，在在浇筑筏筏板砼时时将旧砼砼表面进进行凿毛毛。筏板板与原有有房屋需需植筋，筏筏板混凝凝土强度

14、度为C225，采采用板式式双层配配筋。遇遇到原建建筑物承承台或柱柱时采用用植筋方方式进行行连接。原桩不不切断，在在盾构掘掘进通过过时，进进行跟踪踪注浆，以以减少建建筑物的的变形及及沉降，保保证建筑筑物的安安全。采用筏板板基础时时施工时时包括：地基加加固、筏筏板基础础施工、静压桩桩施工，跟跟踪注浆浆、施工工监测等等工序。具体工工艺流程程如下：建筑物调调查建筑物监监测取得得初始值值放线土方开挖挖砌筑砖模模植筋钢筋筋制安砼浇注静压桩施施工房屋恢复复全面监测测全面监测测盾构掘进进时跟踪踪注浆5 盾盾构通过过该区段段时的施施工控制制技术右线盾构构机在88月3日日进入隧隧道该区区段，该该区段埋埋深较浅浅2

15、314米米，隧道道头顶砂砂层达88100米，在在隧道顶顶和其影影响区域域内主要要有455栋密集集的35层民民用建筑筑物，其其中虽然然对166栋房屋屋进行了了基础加加固，但但是由于于地质条条件较差差，侵入入隧道的的建筑物物和部分分天然基基础的房房屋对盾盾构隧道道的掘进进仍然是是很大的的挑战。5、1、工程施施工情况况及采取取的主要要措施该区段因因隧道埋埋深浅，砂砂层厚，建建筑物密密集，地地下水丰丰富等特特点引起起各方的的高度重重视。在在到达前前，承包包商已经经对盾构构机的119把中中心和边边缘滚刀刀进行了了更换。但在88月6日日当日的的建筑物物沉降监监测数据据显示，ZZA1553-22：-77.4

16、44mm，ZZA1553-33：-77.322mm，ZZA1440-11：-44.744mm建建筑物沉沉降数据据已经接接近预警警值100 mmm，通过过对现场场设备详详细的检检查发现现，盾构构机尾刷刷击穿，绞绞接出现现渗漏。这些原原因造成成盾构机机同步注注浆无法法填充衬衬砌背后后的孔隙隙，因隧隧道周围围土体的的自稳性性较差从从而引起起了地面面建筑物物的沉降降。5、1、1尾刷刷更换8月111日首先先对盾尾尾绞接密密封进行行抢修，在在8月113日对对盾尾的的最后一一排尾刷刷进行全全部更换换。8月144日在9944环环拼装完完成后，9945掘掘进12200mmm时，开开始拆除除K块相相邻两片片管片，

17、露露出第一一道尾刷刷空隙，利利用空隙隙先将周周边的渣渣土清理理干净，然然后逐片片割除，先先点焊固固定，在在逐步满满焊牢固固，（如如图）。再上面面管片稳稳定后，在在按照上上面的程程序进行行下面的的管片。管片拆除除后两道道尾刷塞塞满情况况图已换装并并上好油油脂的尾尾刷及管管片重新新安装图图通过此次次大修，从从设备的的本身解解决了盾盾构机漏漏浆，同同步注浆浆效果差差等问题题。8月月17日日右线盾盾构机恢恢复掘进进。5、1、2现场场沉降情情况及相相应措施施8月211日盾构构机在掘掘进15531环环时，建建筑物当当日沉降降的数据据再次显显示A2273-1：33.555mm，AA2733-4：6.556m

18、mm，A2275-1：55.844mm，AA2755-2：3.556mmm，同时时累计沉沉降达到到A1440-11：377.877，ZAA1400-4：37.5mmm，A2269-1：332.99mm，AA2699-4：27.12mmm，已已经超过过规范允允许沉降降值，在在A2559房屋屋及A2262地地面出现现了不同同程度的的裂缝如如图。A2599房屋三三层露台台地面出出现的裂裂缝A2622外墙与与围墙同同铺瓷砖砖面接口口处出现现裂缝通过认真真的总结结和分析析法发现现盾构机机掘进参参数的控控制不合合理，盾盾构机的的姿态控控制，泡泡沫管的的畅通，进进土量与与出土量量的平衡衡控制等等因素都都是造

19、成成建筑物物沉降的的原因。尤其通过过对现场场盾构机机实际操操作数据据的调查查发现在在该段掘掘进时，土土仓压力力在掘进进和非掘掘进状态态下，压压力变化化较大。如在220044年8月月24日日在掘进进9477环时11土仓仓压力在在掘进时时为1.9-22.1bbar,在停机机时土仓仓压力为为0.44-0.6 bbar,压力瞬瞬间起伏伏为1.7 bbar。由于土仓仓压力的的波动对对土层的的扰动较较大，因因该段地地层处于于自稳性性较差的的地段，地地层的扰扰动通过过土体的的应力重重新分布布及固结结后，使使作用于于该地层层的建筑筑物及地地面出现现不同的的沉降，沉沉降超过过其承载载能力后后，出现现裂缝。现场通

20、过过采取以以下措施施，严格格控制建建筑物的的沉降，取取了良好好的效果果在9月月13日日早1：30顺顺利到达达预计停停机位。1、全部部采用土土压平衡衡模式进进行掘进进，保证证土仓压压力的平平衡在11.2bbar,左右，在在推进过过程和停停机过程程中保持持土压的的基本平平衡，不不要出现现过大的的波动。2、保证证同步注注浆量在在6m33以上，注注浆压力力保证11.52.55barr;严格格控制注注浆管的的畅通，发发现堵管管时应及及时安排排疏通；同时在在浆液泵泵入浆液液槽之前前严格检检查浆液液的质量量，对不不合格的的浆液，不不予使用用。3、保证证同步注注浆速度度与推进进速度要要保持统统一性，每每推进1

21、100mmm同步步注浆泵泵要注入入4045次次。严格格控制出出土量，现现场要做做到进土土量与出出土量保保持平衡衡。4、保证证刀盘前前方的泡泡沫管与与膨润土土管的畅畅通，在在掘进过过程中保保证泡沫沫及膨润润土的注注入量。在加注注泡沫的的过程中中，要注注意控制制气压，尽尽量避免免过高压压力引起起的土压压波动，并并且必须须注意控控制5、在推推进过程程中应保保持盾构构机的姿姿态平稳稳，严禁禁姿态的的起伏过过大引起起刀盘周周边土体体的沉降降。6、加大大地面的的监测力力度，在在建筑物物当日沉沉降的数数据超过过2mmm以上时时，测量量频率就就要加倍倍，而且且测量数数据要及及时反馈馈到掘进进班组，以以迅速调调

22、整盾构构机参数数以达到到指导施施工的目目的。7、严格格控制盾盾构机在在推进过过程中千千斤顶AA区、CC区的油油缸油压压差值要要保持统统一、稳稳定、不不要出现现过大的的波动姿姿态。蛇蛇行超挖挖。5、1、3桩基基侵入隧隧道建筑筑物的沉沉降该段区域域共有55栋桩基基侵入隧隧道房屋屋A2775、A2777、ZZA1811、A2289、A2991。其其中A2289房房屋全断断面有88根桩侵侵入隧道道9.5588米米。盾构构通过时时盾尾脱脱出后AA2755、A2277、ZA1181、A2990房屋屋的当日日沉降量量均没超超过100MM，只只是ZAA1811当日沉沉降量达达到了117MMM，在随随后2天天内

23、逐步步稳定，目目前累积积沉降最最大达到到36MMM。五、经验验总结过后3000m险险区，承承包商有有效控制制了建筑筑物的沉沉降，成成功穿越越桩基侵侵入隧道道房屋，没没有造成成房屋和和地面坍坍塌，相相对安全全地到达达停机位位，其成成功经验验主要有有以下几几个方面面1）思想想上重视视，在盾盾构到达达之前各各方多次次讨论桩桩基托换换方案，根根据该地地区房屋屋密集的的特点，制制定了筏筏板加静静压桩的的方案，既既保证了了桩基托托换时的的施工安安全，又又为盾构构通过创创造了有有利条件件。2）技术术上措施施得力，作作为该区区段的重重点和难难点，项项目部针针对该区区段的地地质情况况和可能能出现的的险情作作出了

24、更更换尾刷刷，修理理铰接密密封等一一系列针针对性措措施，并并对作业业层进行行了详细细的技术术交底。3）科学学监测，用用数据指指导盾构构施工。当建筑筑物日沉沉降量超超过2MMM时，加加密监测测频率，及及时根据据监测数数据调整整盾构施施工参数数。4）保证证同步注注浆量，确确保刀盘盘前方的的泡沫管管通畅，严严格控制制出土量量，作到到真正的的土压平平衡。1. 5）注意意对盾构构机姿态态和千斤斤顶行程程差的控控制，尽尽可能避避免蛇形形超挖引引起刀盘盘周围的的土体沉沉降。案例二 广广州地铁铁一号线线长寿路路陈家家祠区间间托换工工程1. 基基本情况况被托换的的五栋楼楼房为669层层，共涉涉及1008条桩桩。

25、线路路与被托托换楼房房关系如如图482所所示。楼楼房的结结构如表表410所所示。被被托换的的五栋楼楼房如图图483至至图487所所示。表4110 楼房结结构情况况表楼房编号号D-P33-2D-P33-3D-P33-4D-P33-5BH-11楼房层数数969869建筑特设设度/mm31.66530.44026.88018.99029.550结构类型型钢筋混凝凝土框架架钢筋混凝凝土框架架钢筋混凝凝土框架架砖混结构构钢筋混凝凝土框架架基础类型型4800灌注桩桩6000灌注桩桩4600灌注桩桩4800灌注桩桩预制方桩桩基础桩长长/m1411820222181511817.77首层层高高/m3.83.2

26、3.03.24.5楼房重量量/t6600062000160002750065000图4882 线路与与被托换换楼房关关系图图4883 D-PP3-22号楼（广州鲁鲁班公司司项目部部 摄摄）图4884 DD-P33-3号号楼（广州鲁鲁班公司司项目部部 摄摄）图4885 D-PP3-44号楼（广州鲁鲁班公司司项目部部 摄摄）图4886 DD-P33-5号号楼（广州鲁鲁班公司司项目部部 摄摄）图4887 BBH-11号楼（广州鲁鲁班公司司项目部部 摄摄）2. 技技术方案案该方案采采用了由由设置于于桩承台台附近的的钢筋混混凝土梁梁式转换换层和设设置于盾盾构隧道道外侧的的钻孔灌灌注桩组组成的托托换结构构

27、体，根根据具体体情况，用用托换大大梁包承承台直接接托柱，或或在原承承台之间间设置托托换大梁梁，在大大梁之间间通过柱柱位设置置托换小小梁来托托换。待待托换结结构混凝凝土达到到设计强强度后，再再在原承承台底断断开原桩桩或在托托换小梁梁底断开开原柱，使使上部建建筑物荷荷载转移移到新的的永久性性的托换换结构上上。为了了控制托托换后产产生的变变形，部部分楼房房采用了了预应力力混凝土土梁式转转换层，如如图488至至图490所所示。图4888 D-PP3-22号楼托托换梁钢钢筋（广州鲁鲁班公司司项目部部 摄摄）图4889 DD-P33-3号号楼托换换梁预应应力钢筋筋（广州鲁鲁班公司司项目部部 摄摄）图499

28、0 D-PP3-55号楼托托换梁钢钢筋（广州鲁鲁班公司司项目部部 摄摄）3. 托托换的质质量效果果各栋楼房房在基础础分离前前后及盾盾构通过过前后的的监测结结果如表表411所所示。 表411 各栋栋楼房柱柱位及（或或承重墙墙）的最最大沉降降量 mm时 间间D-P33-2D-P33-3D-P33-4D-P33-5D-P33-6基础分离离前0.91.000.20.7基础分离离后3.01.82.42.31.4断桩其间间盾构通过过前5.32.53.93.34.8盾构通过过后6.34.14.65.56.2盾构通过过半年后后7.34.54.76.26.4案例三广州市轨轨道交通通五号线【杨杨箕站珠江新新城站盾

29、盾构区间间】土建建工程175#建筑物物桩基托托换施工工方案一、工程程概况广州地铁铁五号线线杨箕站五羊邨站珠江新新城站区区间盾构构法施工工自珠江江新城站站西端始始发后，采采用“先隧后后站”工艺通通过五羊羊邨站，区区间线路路止于中中山一路路杨箕村。区间隧隧道在线线路左线线里程为为ZDKK14+7900.0ZDKK14+8500.0、线路右右线里程程为YDKK14+8100.0YDKK14+8700.0间间下穿五五羊邨过街街楼。五五羊邨过街街楼跨寺寺右新马马路修建建，整体体为四层层框架结结构。地地面一层层现状为为寺右新新马路行行车道；五羊邨过街街楼下方方有构筑筑物五羊羊邨绿岛岛加压站站，由于于五羊邨

30、邨过街楼楼部分桩桩基侵入入区间隧隧道开挖挖面，故故要进行行桩基托托换；考考虑到对对地面交交通和对对五羊邨绿岛岛加压站站的影响响，本次次托换采采用地下下暗挖隧隧洞主动动托换。桩基托托换临时时施工竖竖井设置置于五羊羊邨绿岛岛加压站站西侧约约13mm处的绿绿化带内内；采用用1条托托换主洞洞和6条条托换支支洞，对对五羊邨过街街楼6#、177#、225#、26#、311#、339#桩桩基进行行桩基托托换作业业。二、总体体施工布布署1、施工工条件场地条件件：由于于此处位位于城市市中心区区，交通通密集，人人口集中中，疏解解困难，且且地下有有供水加加压站，故故侵入隧隧道限界界范围内内的桩基基不具备备地面托托换

31、的条条件，需需施工竖竖井做通通道进入入桩基位位置处进进行地下下托换。地面工工作场地地虽狭小小，可利用寺寺右新马马路绿化化带作为为施工场场地，面面积13307平平方米，经经合理布布置基本本能满足足施工需需要。 图1：施施工场地地平面布布置图（见见附页）地质条件件：本区区间沿线线大地构构造上属属于天河河向斜的的南翼，岩岩层东西西走向并并向东尖尖灭，是是直接影影响本区区间的构造。下伏基基岩为白白垩系的的两组地地层：白白垩系上上统大塱塱山组三三元里段段(K22d1)的砾砾岩、含含砾砂岩岩、粉砂砂质及泥泥质粉砂砂岩，白白垩系上上统三水水组西濠濠段(KK2S2b)的的泥质粉粉砂岩、粉砂质质泥岩夹夹含砾粗粗

32、砂岩和和砂岩。本区间间未发现现有断裂裂通过，亦亦没有发发现风化化深槽。11 地层特特性工程沿线线穿越的的地层总总体上为为二元类类型，即即上部为为新生界界冲洪洪积和风风化残积积地层，下下部为白白垩系陆陆相沉积积的以红红色为主主的泥岩岩、粉砂砂岩、含含砾砂岩岩和砾岩岩等组成成的基岩岩层。区区内地层层从新到到老大致致可分为为9个大大层，地地层性状状描述见见表地地层特性性表，各各地层物物理参数数见表地地层物理理参数表表。地层特性性表序号地层编号号时代成因因地层类别别地层厚度度地层性状状描述1Q4mll人工填土土平均2.588m全部为杂杂填土，厚度变化较大，呈黄褐、灰黄等色，结构松散稍压实，由碎石、砼块

33、、砖块、砂土、粘性土组成，硬质物含量较高。2Q4mcc淤泥 层层平均2.400m深灰灰灰黑色，呈呈饱和，流流塑状态态，以粘粘粒为主主组成，局部含含少量粉粉砂，为为海陆交交互相沉沉积成因因。本层层强度低低，压缩缩性高。3Q4mcc淤泥质土土平均2.400m深灰灰灰黑色，呈呈饱和，流流塑状态态，以粘粘粒为主主组成，含少量量粉砂或或薄层粉粉砂，为为海陆交交互相沉沉积成因因。本层层强度低低，压缩缩性高。4Q4mcc淤泥质砂砂平均1.600m深灰灰灰黑色，呈呈饱和，流流塑状态态，以粘粘粒为主主组成，含较多多粉砂或或夹薄层层粉砂，含含腐植物物，以透透镜体状状分布，为海陆交互相沉积成因。本层强度低，压缩性高

34、。5Q4+33al+pl粉细砂平均2.800m灰白、灰灰黄等色色，饱和和，呈松松散稍稍密状，局部部中密状状，主要要为粉细细砂，局局部含中中砂较多多，含少少量粘粒粒，局部部含较多多粘粒。多呈尖尖灭状或或透镜体体分布。6Q4+33al+pl中粗砂层层平均3.9550m灰白、灰灰黄色，呈呈饱和，松散稍密状，局部中密状，主要为中粗砂，含少量粘粒，局部含粉细砂。7Q3all+pll冲洪积粘性土平均2.655m灰黄、灰灰白、黄黄红等色色，以冲冲洪积作作用而形形成的粉粉质粘土土和粘土土为主，局局部为粉粉土或含含粉细砂砂，呈可可塑状态态(局部部硬塑坚硬状状)。本本层强度度较低，压压缩性中中偏高。8Q3all淤

35、泥质土土平均2.355m深灰灰灰黑色，饱饱和，呈呈流塑状状态，以以粘粒为为主，含含少量腐腐植质及及粉细砂砂。河湖相相沉积成成因，强强度低压压缩性高高。9Qel可 塑粉质粘土土平均4.688m紫红、褐褐红或棕棕红色，由由红色陆陆相沉积积岩(泥泥质粉砂砂岩、粉粉砂质泥泥岩、粉粉砂岩等等)风化化残积形形成，以以粘粒为为主，呈呈湿，可塑塑状。本本层强度度中等，压压缩性中中等偏高高。地层特性性表序号地层编号号时代成因因地层类别别地层厚度度地层性状状描述10Qel硬 塑粉质粘土土平均4.433m暗紫红色色、褐红红色，主主要由粉粉质粘土土组成，局局部为粘粘土，含含少量风风化残留留岩石碎碎屑，呈呈湿，硬硬塑坚

36、硬状状态。本本层强度度较高，压压缩性较较低。11K岩石全风化带带平均5.755m由紫红、红褐、棕色的的泥质粉粉砂岩、粉砂质泥岩等等组成，原原岩已风风化成土土状，岩岩石组织织结构已已基本破坏坏，但尚尚可辩认认，局部部夹强风风化岩块块，岩芯芯呈密实实土状或坚硬硬状，可可挖性方方面属于于土层。本层强强度较高高，压缩缩性较低低。12K岩石强风化带带平均5.100m主要由紫紫红色、棕红色色的泥质质粉砂岩岩、粉砂质泥岩等组成，泥泥质和粉粉砂质结结构为主主，泥、钙质胶胶结，岩岩石组织织结构已已大部分分破坏，但但尚可清清晰辩认认，矿物物成分已已显著变变化，岩岩石风化化裂隙发发育，岩岩芯呈半岩半半土状、碎块状状

37、或片状状。本层层强度较较高，压压缩性较较低。13K岩石中风化带带平均8.300m主要由红红褐色泥泥质粉砂砂岩和砾砾岩组成成，粉粒粒结构为主主，泥、钙质胶胶结，中中厚层状状构造，岩石组织结构部分破坏，矿物成份发生变化，风化裂隙较发育，岩芯呈短柱状或柱状，岩质稍硬。本层强度较高，压缩性低。14K岩石微风化带带主要由红红褐色泥泥质粉砂砂岩，局局部为砾砾岩组成成，粉粒粒结构为主主，泥、钙质胶胶结，中中厚层状状构造，岩岩石组织织结构及及矿物成成份基本本未变，有有少量风风化裂隙隙，岩芯芯呈柱状状，岩质质较硬硬。地层物理理参数表表岩土分层岩土名称称时代与成因天然密度天然含水量孔隙比剪切试验验压缩系数压缩模量

38、变形模量天然抗压强度直接快剪剪固结快剪剪粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角wecca0.110.2Es1-2Equ(g/ccm3)(%)(kPaa)()(kPaa)()(MPaa-1)(MPaa)(MPaa)(MPaa)冲洪积粉粉细砂Q3all+pll1.90026.770.78825270.36655.04418冲洪积中中粗砂Q3all+pll1.90026.440.81126290.3775.26620冲洪积土土层Q3all+pll1.98825.440.700212322250.3884.90015淤泥质土土层Q3all+pll1.70040.001.066880.8332.533可塑状残残积

39、土Q3ell1.97728.440.777232423240.3225.40018硬塑状残残积土Qel2.00026.220.700272828290.2227.60038全风化红红层K2.00021.550.62233300.16610.55070强风化红红层K2.10019.770.57755300.13312.0001501.0中风化红红层K2.40045028700008.7微风化红红层K2.6448002880000171.2 水文地地质条件件1.2.1 地下水水位本段内地地下水水水位埋深深1.02.5mm总体变变化较小小。地下下水位的的变化与与地下水水的赋存存、补给给及排泄泄关系密

40、密切，大大气降水水和地表表水体(珠江、河涌)是主要要补给源源，地下下水位受受季节影影响明显显。1.2.2 地地下水类类型地下水类类型主要要有以下下四种：1)上层层滞水主要在上上部的杂杂填土层层中，富富水性一一般，总总的储量量不大。2)孔隙隙潜水或微承承压水主要分布布在第四四系地层层中的松松散砂层层中，为为主要含含水层，透透水性强强，直接接或间接接受大气气降水补补给，并并受地表表水体的的渗透补补给，因因此水位位不仅与与季节性性降雨量量有关，还还受河涌涌潮汐动动态水的的影响。3)基岩岩裂隙水水主要分布布在第四四系地层层之下的的白垩系系陆相沉沉积的破破碎的基基岩裂隙隙中，水水量的大大小受基基岩的裂裂

41、隙发育育程度及及裂隙的的连通性性制约及及与裂隙隙水的补补给有关关。1.2.3 地下水水补给第四系砂砂层是典典型的强强透水层层，直接接或间接接的大气气降水补补给，同同时受附附近河涌涌或其他他地表水水体的渗渗透补给给。基岩岩裂隙水水的补给给主要是是上覆第第四系地地层的渗渗透补给给和连通通性裂隙隙的侧向向补给， 各类土层层的渗透透系数具具体见表表2-44地层层渗透系系数表。表2-44地层渗渗透系数数表岩土名人工填土土层淤 泥 层淤泥质土土层淤泥质砂砂层粉细砂层层中粗砂层层冲洪积粘粘性土土层K(m/d)0.10.13.55.008.013.60.1岩土名淤泥质土土可塑粉质质粘土硬塑粉质质粘土全风化岩岩

42、层强风化岩岩层中风化岩岩层微风化岩岩层土层K(m/d)0.10.10.10.20.60.880.40.550.10.33隧洞底部部主要地地层为、层。托托换支洞洞及作业业导洞主要穿穿越地层层为、层。区区间隧道道在该地地段埋深深约200m，托换桩桩及隧道道主要穿穿越、层。2、施工工总体方方案总体托换换方案为为在施工工场地内内开挖竖竖井，通通过横通通道至桩桩位处，再再施工满满足托换换的支洞洞，然后后在支洞洞内进行行桩基托托换。3、工期期安排所有桩基基托换均均在盾构构机到达达前300天完成成，根据据盾构机机始发日日期及掘掘进速度度，1775过过街楼处处桩基托托换工期期为20005年年5月14日2000

43、5年111月30日，实际际工期按按工序排排定至220055年111月29日。图3：施施工进度度网络图图（见附附页）4、施工工组织为保证桩桩基托换换的质量量，组建建一个有有项目副副经理挂挂帅的项项目分部部，配备备具有一一定经验验的专业业技术人人员4人，测测量工程程师1人人，及其其他管理理人员共共8人。安排11个专业业队伍施施工，施施工高峰峰需配备备劳力880人。5、机械械配备为满足本本工程施施工需要要，需上上场施工工设备列列表如下下：主要施工工设备表表序号设备名称称型号规格格单位数量1电焊机BX-5500台32空气压缩缩机20m33/7kgg台13通风机台14风镐支105风钻42支106注浆泵K

44、GY550-770台17拌浆筒KEJ-2000台18搅拌机350LL台19千斤顶台1510电葫芦10t台211振动捧3.5KKW支6三、施工工方法1、 施工顺序序施工准备预顶承台施工钢筋、模板制安商品砼运输泵送原桩植筋、界面处理钢筋、模板制安商品砼运输泵送浇注托换梁安装千斤顶及可调自锁系统监控量测分析托换梁受力转换调整千斤顶顶升量挖截桩孔逐步切断原桩托换梁与托换桩连接拆除千斤顶及自锁系统原桩凿除取出回填与恢复175桩基托托换施工工工艺流流程框图图2、预顶顶承台施施工挖孔桩施施工完成成后，进进行预顶顶承台施施工,承承台断面面尺寸为为2400025000，高高CT88、CTT11为为15000，其

45、其余为112000。首首先按设设计图纸纸及规范范要求绑绑扎钢筋筋，支立立模板、安装预预埋件后后浇筑CC35砼砼。每个预顶顶承台顶顶上预埋埋与桩连连接钢筋筋及两块块-5000500020钢板，预预埋钢板板安装时时必须定定位准确确。3、拖换换梁施工工3.1梁梁体与原原桩结合合部处理理梁柱接头头为桩基基托换工工程中的的关键部部位，根根据设计计图纸，在原桩和托换梁结合的混凝土界面采用凿毛和植筋处理。界面凿毛毛：按设计计要求，在在原桩上上进行放放样划线线，定出出凿毛位位置，将将原桩混混凝土表表面凿成成凹凸不不平状，凹凹深为110220mmm。凿毛毛后用水水清洗干干净，在在新加结结构砼浇浇筑前四四小时内内

46、刷界面面处理剂剂。若凿凿毛时发发现裂缝缝等异常常情况则则立即采采取临时时安全加加固措施施，并反反馈信息息给设计计单位。植筋：首首先选用用有植筋筋资质的的专业队队伍施做做，按设计计要求，植筋采用20钢筋，植筋长为400mm，植入桩内200mm。首先在原桩上进行放样，划出植筋孔位置，采用电钻钻孔，孔径为26，孔深200mm。钻孔必须跳钻，并且植好一面的钢筋后再钻第二面的孔，每一批植筋在桩的任一水平截面内不应超过两孔，且待前一批植筋植筋胶凝固之后方可施工下一批，循环至锚完所有锚筋。钻孔时若碰到钢筋则立即停止钻进,移动孔位后再钻。锚筋前必必须将孔孔内灰尘尘用高压压风吹干干净，然然后用环环氧水清清洗孔壁

47、壁。结构构胶粘结结剂必须须严格按按配比在在锚筋前前试配，合合格后方方可配制制使用，其其抗压强强度应不不低于330MPPa，粘粘结剪切切强度不不低于33.5MMPa。孔清洗干干净后，塞塞满结构构胶，植植入钢筋筋。在植植筋胶凝凝固之前前不得扰扰动植筋筋，施工工后检查查每孔植植筋是否否有松动动情况，若若有则补补做。植植筋完成成后要进进行抗拉拉、抗剪剪及抗老老化试验验，试验验合格后后方可进进行下道道工序施施工否则则重新施施做。3.2梁梁体施工工结合部植植筋凿毛毛完成后后即可进进行托换换梁施工工，绑扎扎钢筋，支支立模板板，浇筑筑C355混凝土土。施工工时对梁梁端预顶顶部位严严格控制制加强钢钢筋网的的位置

48、,且梁底底纵向受受拉钢筋筋较多，浇浇筑砼时时要进行行分层浇浇筑，确确保砼振振捣质量量。浇筑筑砼时，在在托换梁梁底预留留6分导导管及对对应桩预预留钢筋筋，待预预顶完成成后，在在保持预预顶力稳稳定不变变的情况况下，将将桩、梁梁钢筋接接好，浇浇筑微膨膨胀砼封封桩和在在封桩砼砼终凝后后灌注高高标号水水泥砂浆浆填充托托换梁底底与封桩桩砼之间间的空隙隙，灌浆浆压力约约1MPPa。4、托换换采用主动动托换法法施工，即即采用托托换梁结结合托换换新桩的的方式，在在托换梁梁与挖孔孔桩之间间设置千千斤顶加加载，使使新桩的的大部分分沉降通通过千斤斤顶的预预压来完完成，同同时使上上部结构构有微量量位移，完完成体系系转换

49、。4.1监监测为了确保保上部结结构的正正常安全全使用，监监控网络络必须根根据每个个施工步步骤可能能对结构构造成的的影响进进行布置置。采用用信息化化施工技技术，以以信息指指导施工工，托换换过程中中对每个个环节的的监测数数据进行行采集、分析，发发现问题题及时提提出，并并对有关关托换顶顶升参数数进行修修正。在托换或或顶升过过程中对对被托换换的建筑筑物的位位移、沉沉降特别别是托换换梁上部部原桩的的位移、沉降和和托换新新桩的沉沉降情况况、托换换梁的变变形进行行严密监监测。4.2安安装千斤斤顶及可可调自锁锁装置自锁顶升升千斤顶顶的安装装：自锁锁顶升装装置采用用带自锁锁装置的的千斤顶顶，在每每根桩预预顶承台

50、台的预埋埋钢板上上布置22个千斤斤顶。千千斤顶高高度不足足时，可可采用钢钢板垫块块弥补，要要求钢垫垫块确保保足够的的强度和和刚度，承承受荷载载时有足足够的稳稳定性。钢管垫块块安全装装置的安安装：可可调自锁锁千斤顶顶预顶到到位时及及时安装装钢管安安全装置置并用楔楔型钢板板打紧。钢管安安全装置置布置33个一侧侧放一个个另一侧侧放置两两个呈三三角对称称。是主主动托换换施工中中相当关关键的一一项措施施，是主主动托换换实施中中控制上上部结构构变形与与新桩预预压所产产生沉降降的保证证，施工工工艺要要求其结结构形式式必须满满足预顶顶过程中中具有可可调性和和稳定性性，要求求在顶升升结束时时，千斤斤顶卸荷荷后，

51、使使新桩与与托换梁梁之间能能形成整整体，且且能承受受千斤顶顶全部的的顶力和和保持稳稳定。可调自锁锁千斤顶顶及钢管管垫块安全全装置在在工厂里里加工制制作，成成品后进进行检验验标定，安安装时采采用对称称布置与与千斤顶顶形成交交错布置置。4.3预预顶预顶的作作用是通通过在托托换桩与与托换梁梁间施加加顶力，消消除托换换桩变形形对托换换体系的的不利影影响，检检验托换换体系的的承载能能力。并并且通过过千斤顶顶进行微微调，确确保托换换的成功功。预顶前前的准备备工作可调自自锁千斤斤顶、钢钢管垫块块安全装装置在安安装前必必须进行行标定和和调试，确确认合格格后才能能安装。检查千千斤顶、钢管垫垫块安全全装置的的安全

52、可可靠性，安安装后保保证有足足够的行行程，以以便在整整个调整整时期内内不需反反复安装装； 建立立全方位位的位移移、沉降降、应变变监测系系统，并并保证其其数据的的准确性性； 确定定托换桩桩施顶荷荷载分级级次数和和施顶的的时间。施加顶顶力在托换梁梁强度达达到设计计要求后后开始预预顶，预预顶采取取分级加加载原则则，共分分十级加加载，每每级荷载载增量为为千斤顶顶加载上上限值的的10%，不可可一次加加载到最最大值。每级加加载需保保持100minn，等结结构稳定定后方可可加次级级荷载。被托换换桩的上上抬量不不能大于于1mmm，大于于此值应应停止加加载。在在加载过过程中同同时应严严格监测测托换梁梁裂缝的的产

53、生及及发展，最最大裂缝缝宽度大大于0.18mmm时，停停止加载载。预顶顶时，必必须严格格控制千千斤顶的的顶升力力和托换换梁两端端的位移移，各千千斤顶顶顶升力达达到控制制值而梁梁端位移移未达到到位移范围围值以内内，或梁梁端位移移值已达达到控制制值而顶顶升力未未达到控控制值时时，则立立即通知知设计单单位，对对施工参参数进行行调整。预顶施施工措施施 可调调自锁千千斤顶及及钢管安安全装置置具有随随时无级级调节托托换桩与与托换梁梁之间在在顶压施施工中所所产生间间隙的功功能，是是预防顶顶压系统统故障的的安全保保障措施施； 2只只千斤顶顶压力同同步及自自锁措施施：根据据液压互互给原理理，采用用油路系系统中2

54、2只千斤斤顶的液液压达到到平衡，使使托换梁梁在顶升升中避免免可减少少扭矩力力的作用用导致的的侧向位位移，为为达到此此目的，需需设立油油路加压压站，集集中供油油，保证证千斤顶顶顶力平平衡； 托换换梁两端端的顶压压平衡：通过严严密的监监控系统统，分析析反馈来来的信息息，根据据信息控控制油泵泵的工作作系统，来来达到托托换梁两两端的顶顶压平衡衡，消除除或减少少托换梁梁在顶升升过程中中所产生生的纵向向位移； 依据据各桩位位的轴力力设计值值，确定定每个千千斤顶允允许顶升升压力，对对压力根根据施压压过程进进行分级级，在每每级顶升升操作中中严格控控制油泵泵的工作作流量和和压力； 在每每级顶升升过程中中，通过过

55、对上一一级出现现差值，在在下一级级进行调调整，让让每一级级顶升都都控制在在差值范范围内，防防止差值值累计超超过规定定范围； 在顶顶升过程程，连续续记录监监测数据据和加载载记录； 桩的的沉降变变形稳定定后，即即完成力力的转换换，将钢钢管垫块块安全装装置安装装好并打打紧钢楔楔块锁定定。托换梁预预顶施工工参数表表托换梁编编号承台编号号梁端预顶顶力(KKN)预顶千斤斤顶(数数量吨位)预顶期间间梁端位位移范围围值（mmm）预顶期间间桩端上上抬控制制值（mmm）预顶期间间桩端沉沉降控制制值（mmm）TL1CT13653322000231-3CT21655521000231-3TL2CT3304442200

56、0231-3CT44016625000231-3TL3CT53498822000231-3CT61707721000231-3TL4CT73135522000231-3CT85633325000231-3TL5CT95033325000231-3CT1003734422000231-3TL6CT1116164425000231-3CT1222527722000231-34.4切切桩在完成预预顶、全全面观测测变形稳稳定后，进进行锁定定，开始始切断被被托换的的旧桩，切切桩采用用人工截截除，由由外及内内层层剥剥离的施施工方法法。1)切桩桩前需对对原桩沉沉降及新新旧混凝凝土界面面滑移做做好观察察，在切

57、切桩过程程中实行行不间断断观测，做做到信息息化施工工。2)切桩桩时应分分批跳开开进行，断断桩位置置在托换换梁底约约5000mm处处，先用用风镐沿沿桩周边边凿出一一条深1100mmm、宽2000mm的断断口，在在此过程程中旧桩桩钢筋不不切断，同同时观察察各个观观测点的的沉降变化化情况，通通过同步步调节千千斤顶，使使柱的沉沉降在设设计允许许范围内，如新新旧混凝凝土界面面滑移观观测点有有异常，则则马上采采用应急急钢板塞塞紧桩断断口，并并需邀请请设计单单位、监监理单位位共同对对原设计计界面处处理方案案进行修修正（根根据经验验，对于于大轴力力桩，梁梁柱结合合部通常常采用“企口植筋预应力力”的方法法处理，不不管怎样样处理，必必须有设设计单位位出具设设计方案案），方方案修正正后需经经监理工工程师同同意方可可进行施施工。如如情况稳稳定，则则再用风风镐继续续开断口口，每