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地铁盾构隧道桩基托换施工技术研究 　　摘要：地铁盾构在经过原有建筑物时需要对其基础进行托换处理，特别是当地铁盾构隧道穿越部分地下建筑高层建筑与历史建筑物时，桩其托换施工技术是十分重要的，需要对其进行研究。 　　关键词：地铁；盾构隧道；桩基托换；施工 　　中图分类号： U45 文献标识码： A 文章编号： 　　前言 　　地铁隧道工程不同于其它铁路、水工隧道工程，地铁隧道施工时地面建筑物已经存在。地铁隧道在施工过程中经常会与地面建筑物的基础相遇，如何处理好既有建筑物与地铁隧道的空间位置之间的关系，保证施工过程中的安全成为施工的难点。特别是当地铁盾构隧道设计线路横穿有既有建筑物下部桩基础时, 必须对桩基采取托换、加固处理, 以确保既有建筑物和新建地铁隧道的安全。桩基托换技术成为目前地铁盾构隧道工程施工中常见的处理方法。 　　一、地铁下穿建筑物基础托换工程概述 　　基础托换为了对已建成建筑物的地基处理和基础加固，或在已建成建筑物基础附近修建地下工程，在地铁盾构隧道施工中要保证工程结构安全。地铁盾构隧道基础托换工程施工期长，在部分结构托换施工完成后，开始托换另一部分基础，以保证工程的可靠性。地铁盾构隧道施工中托换的建筑物基础有可能发生失稳，在考虑到施工经济合理的情况下，只有原有建筑物价值高于基础托换工程造价时，或在原有建筑物的使用价值和历史价值非常高时，才采用基础托换施工方案。地铁盾构隧道在穿越部分建筑物时，建筑物的基础托换复杂程度高，施工难度大。当地铁盾构隧道施工路线与已建成建筑物相交时，为保障已建成建筑物的安全性，通常采用坑式托换法，将建筑物基础向下延伸，将荷载传递到地铁工程的地基上，或将建筑物的基础直接构建在地铁的主体结构。 　　地铁盾构隧道在施工中，始终存在已建成建筑结构的荷载，转移荷载需选择已建成建筑物的合适的基础受力部位，根据负荷受力的安全要求，进行新基础结构施工，将荷载传递到新结构中去。地铁盾构隧道下穿建筑物的基础托换工程需要向下延伸的建筑物的基础结构，通常充当地铁施工基坑的挡土墙，要求托换结构物在承受建筑物的荷载基础上，抵抗基础水平土压力。从经济合理性考虑，被托换的基础结构物在设计时，应兼做隧道结构物的一部分。同时，地铁盾构隧道下穿建筑物基础托换工程的较为复杂，受到各方面条件影响。地铁盾构隧道下穿建筑物基础相应的托换工程具有临时性，施工周期长，地质情况复杂。例如季节变化会引起的地下温度变化与基坑排水等问题；各种施工技术方案的经济性比较，建筑物是否需要不惜代价加以维护，建筑物的拆除重建是否可行；施工是否遭到当地居民反对或业主提出高赔偿要求。 　　二、地铁盾构隧道施工中的桩基托换技术 　　地铁盾构隧道基础托换技术难度高、工程造价较高、施工的工期较长，在施工工程中必须认真策划、精心组织，在施工前要详细勘察建筑物的地基情况，详细了解已建成建筑物的桩基的类型和结构受力情况，以制定切实可行的托换桩和技术方案。 　　1、主动托换技术。 　　主动托换技术，工程的结构变形控制更为主动。地铁盾构隧道施工的主动托换技术是施工前，运用顶升装置动态调调整上部荷载及变形，对新建桩和托换体系施加荷载，部分消除已建成建筑物结构长期变形的效应。托换建筑物的托换荷载大、变形控制要求严格，被托换桩随托换梁一起上升，使上部建筑物荷载全部转移到托换梁上，通过顶加载，部分消除新桩和托换结构的变形，使结构变形控制在较小范围。 　　2、被动托换技术。 　　被动托换技术，一般用于托换结构荷载较小的建筑物，在地铁盾构隧道施工中的安全上可靠性较低。被动托换技术的原桩上部结构荷载在施工过程中，随托换结构的变形被动地转换到新桩，托换后无法调控上部结构的变形。当托换建筑物荷载小、变形要求不高时，在托换结构的托换桩切除后，可不采取其它调节变形，直接将上部荷载通过托换梁传递到新桩。不调节托换后桩和结构变形，由托换结构承受变形的能力控制上部建筑物的沉降。 　　三、地铁盾构隧道施工的桩基加固与托换施工 　　1、桩基加固与托换的施工 　　对于内环路上侵入隧道的桩, 通常采用托换梁--托换桩的技术方案。考虑到地铁盾构隧道场地的情况以及地基特点, 凿除被托换桩只能在被托换桩边采用人工挖孔桩施工, 托换的桩均采用人工挖孔桩。通过结构的受力分析, 采用普通钢筋混凝土包承台 (或包桩 )的大梁和直径小于1 200mm的人工挖孔桩构成新的受力体系, 并采用预顶措施来消除桩沉降引起的对上部桥梁结构的影响, 以达到主动托换的目的。同时，托换桩外缘到隧道外边线的距离不少于1m，开挖基坑至设计标高 (比托换桩桩顶标高低 400mm )。地铁盾构隧道在托换桩施工中, 当灌注混凝土至基坑底面标高时, 在桩顶固定预埋钢板, 浇捣混凝土至托换桩桩顶标高。灌注水平大梁，待桩和梁