深圳地铁皇岗站桩基主动托换施工技术(2)

2019-01-27 10:24

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 134.11 299.07 81.59 70.77 315.53 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 Q6 136.96 每级加载均同步同时完成 (第十二级至第十八级每级及各千斤顶荷载值) 千斤顶编号 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6

加载过程中各项监测数据的监测标准详见下表 项目 新桩沉 降稳定 新旧节点 出现滑移 桥墩柱 受偏压 被托换柱 滑移变形量大于2mm,滑移量和加载在线斜率出现突变;节点箍筋应变值达到(100με以上)锚筋应变有突变。 柱上四侧面上的应变不均匀,甚至出现拉应变 3mm 标 准 沉降速度小于0.1mm/h 每级加载(KN) 67.05 149.54 40.80 35.40 157.76 68.48 备 注 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 每级加载均同步同时完成 的上托量 停止加载标准按双控标准进行控制。在加载过程中如桥墩柱的上抬量已达到3mm,但总加载级数未达十八级时即可停止加载;桥墩柱的上抬值未达到3mm,但总加载值级数已达到十八级时即可停止加载。(总加载为14317.06KN) 如停止加载时总荷载级数未达到十八级时,桥墩柱的上抬值已达到3mm时,应持荷30分钟,并每隔5分钟,对桥墩柱的沉降及托换结构的应力进行监测,如在此过程过程中发现桥墩柱的位移有下沉,可以再对千斤顶进行加载,并循环监测和加载直至满足按条件。如30分钟内监测的数据没有变化。则可以开始卸载并锁定千斤顶。

卸载时可按原分级加载的要求对千斤顶进行分级卸载,卸载时应卸回到第八级荷载。分级卸载时应保证三管垫块和托换板底部有一定空隙,并保证千斤顶上的机械锁处于打开状态,每级卸完后先锁定千斤顶的机械锁。观察各项监测数据,对卸载过程进行信息施工直至卸载完成,每级卸载后稳压时间同相应级加载时的稳压时间,卸完荷载后可以锁定千斤顶的机械锁,并楔紧三管垫块,完成。

在Q1~Q6千斤顶加载完成,新桩沉降稳定后,车站基坑通过信息化指导进行基坑土方开挖到一定深度后,开始截除A4、B4墩墩柱,墩柱截除并开挖完后施工底板、侧墙和顶板。 逐级截除过程中同时进行严密连续的监测,按信息化截柱,并根据监测信息,适时调整加载系统,保证各项监控指标在允许范围。 5.2 第二次主动托换的实施

车站顶板结构达到一定强度后,安装Q7~Q14千斤顶,在Q7~Q14千斤顶加载的同时给Q1~Q6千斤顶卸载,加载均匀分十级进行。卸载分八级进行,每级卸载的荷载同第一次荷载转换时Q1~Q6加载的荷载相同,加载和卸载必须分级间隔进行,即先加载一级,观察监测数据达到控制标准后持荷2分钟。再卸载一级同样观察监测数据达到控制标准要求后,再持荷2分钟,又再加载一级如此循环,直至加载卸荷完成。加卸载的信息化施工要求相同,完成后进。

Q7~Q14各级荷载值详见下表 千斤顶编号 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 每级加载(KN) 223.64 175.90 169.44 135.70 134.47 175.50 180.68 242.74 备注 每级同步均匀施加 每级同步均匀施加 每级同步均匀施加 每级同步均匀施加 每级同步均匀施加 每级同步均匀施加 每级同步均匀施加 每级同步均匀施加 Q 7~Q14加载和停止加载的条件也同第一次主动托换一样按双控标准进行控制。实现桥墩柱与车站顶板的永久连接车站顶板达到强度后,可以实现桥墩柱和车站顶板的永久连接。

在顶板施工前,已将顶板钢筋与桥墩柱凿除的钢筋用冷挤压套筒连接,但未挤压,第二次主动托换实现后,通过主动调整桥墩柱的位置和一段时间的观测,在确认结构稳定后实施挤压套筒挤压,并浇灌连接砼。

桥墩柱和车站顶板永久连接砼达到强度要求后,卸载Q7~Q14千斤顶荷载,但不拆除千斤顶,接着拆除临时托换结构,最后修复桥墩柱,并拆除千斤顶。

6 桥墩托换施工监测

深圳地铁皇岗站保税区一号通道高架桥墩A4、B4桩基托换是在一号通道桥正常使用的情况下截桩托换,为保证桩基托换施工过程中高架桥的安全,控制被托换结构的变形,必须采取严密的监控措施,对托换过程中主要构件的应力、变形、桥墩的沉降及环境状态进行跟踪监测,实施监控。

6.1托换施工过程的监测主要是以下几个方面:

一是托换新桩的监测,在托换施工中对托换桩的沉降进行监测;二是被托换桥墩及施工影响范围内桥墩的监测;三是在托换施工过程中对A3、B3、A4、B4、A5、B5桥墩进行沉降监测;四是在托换过程中对A4、B4桥墩柱在托换厚板顶面标高以上的部分进行附加应力监测。五是在托换过程中,对托换厚板进行的全过程监测:包括最大弯距截面的应力监测、斜截面应力监测、跨内最大挠度变形监测、托换厚板和被托换桥墩柱间节点滑移监测、被托换桥墩上高架桥箱形梁附加应力监测等

6.2 监测方法

6.2.1在人工挖孔桩施工过程中,采用精密水准仪对A3、B3、A4、B4、A5、B5桥墩柱进行沉降观察并绘画出沉降曲线,并根据沉降量、沉降速度、沉降曲线是否收敛指导挖孔桩施工。 6.2.2 在托换施工中采用百分表对托换支承桩的桩顶沉降进行监测。并根据观察结果判断支承桩沉降是否稳定。

6.2.3 在荷载转换和凿除原桥墩承台过程中,采用静力式水准仪监测A4、B4桥墩柱的沉降,静力式水准仪的测试精度为0.01mm。 6.2.4 新旧砼界面的相对滑移监测,托换厚板和桥墩柱的板柱结点是整个托换结构的关键部位,整个托换过程中都要密切监测旧桥墩和托厚板间的可能滑移情况,方法如下:

在托换厚板的中性轴附近选一条箍筋,安置4个应变计,监测托换过程中箍筋对节点砼的约束,依据经验分析节点受力情况,预报滑移的可能性。

在托换板中轴线附近选四条TN胶锚筋,各安装布置一个钢筋应变计来监测销栓钢筋的应力状况,通过应力状态预报节点滑移的可能性。

在旧桥墩柱侧面与托换厚板顶面安装2个百分表监测节点滑移量。 6.2.5 被托换桥墩柱的应力监测。

在托换板顶面标高以上桥墩柱选取一个截面,布置4个砼应变片,监控托换过程中桥墩柱的附加应力,根据应力监测情况,可以判断被托桥墩是处于均压还是偏压,如偏压严重则调整千斤顶加载消除偏压现象,以免墩柱受偏压过大产生开裂。 6.2.6 托换板的应力监测

在托换板最大弯矩截面上,沿梁两侧面高度各布置5个砼应变片。监侧托换厚板的工作应力状态和抗裂性能,通过梁侧的应力状态还可以判定托换板有否受到平面外扭矩作用,如有可通过调整千斤顶给予消除。 6.2.7 托换厚板斜截面应力监测

依据以往的试验结果,托换厚板的破坏最大可能表现为桥墩柱附近板腹的剪切破坏。在厚板侧面,沿厚板腹剪应力方向各布置四个砼应变片,监测大梁斜截面的应力变化。 6.2.8 托换厚板挠度监测 托换厚板挠度的监测,采用在梁顶面双侧放置足够刚度的简支工字钢梁,每个钢梁与板面之间布置五个百分表,监测厚板的挠度变形,一边采用位移传感器,一边采用人工读数的方法监测,整个施工过程中,托换厚板的挠度应在安全范围内。 6.2.9 千斤顶行程的监测。

在托换加载过程中,由于每个千斤顶下的支承桩沉降各有差异及被托换桥墩的钢筋可能由于冷挤压套筒的套住(套住钢筋接长在加载中未挤压)而和车站顶板有连接,造成各千斤顶的行程有差异。如出现这种情况,在托换厚板有可能出现平面外扭转、倾斜,使桥墩柱产生附加压力。通过监测千斤顶的行程并根据监测情况调整千斤顶顶力,可消除这一现象,共采用6个百分表对Q1~Q6千斤顶行程进行监测。 6.3监测控制标准

各项数据的控制标准见下表 项 目 新桩沉降稳定 新旧节点出现滑移 柱受偏压 被托换柱沉降范围 6.4监测频率

各施工阶段的监测频率见下表

施工阶段 钻孔桩、挖孔桩施工阶段 凿除承台托换阶段 车站基坑开发阶段 后续阶段 监测频率 1次/天 1次/30min 1次/天 1次/5天 标 准 沉降速度小于0.1 mm/h 滑移变形量大于2 mm;滑移量和加载直线斜率出现突变;节点箍筋应变值达到100με以上;锚筋应弯有突变。 柱上四侧面上的应变不均匀,甚至出现拉应变 ±5mm 量测结果除钢筋应力测点在施工中被破坏,不能恢复,无监测数据外,各项测值均在允许值范围内,特别是量测的重点A4、B4墩,沉降控制5mm以内,偏移控制在3mm内。 7 结论和体会

(1)主动托换方案比被动托换在动荷栽条件下更加安全、可靠,但主动托换的托换时间长,相应成本比被动托换也大一些。

(2)主动托换的关键一是支撑体系要牢固,特别是支撑桩设计一定要考虑周全,确保托换支承体系的受力和整体稳定性;二是托换结构体系设计要考虑充分,托换板的设计要考虑周边环境因素;三是要以监控量测指导施工。

(3)托换施工中要进行长期监控量测,以信息化量测指导施工,才能确保安全。


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