一种刚构薄壁墩被动托换施工方法与流程

本发明涉及托换施工，特别涉及一种刚构薄壁墩被动托换施工方法。

背景技术：

1、目前，薄壁墩连续刚构具有桥面行车连续平顺，结构纤细、美观、造价低的特点，在城市高架区间中广泛应用，地下轨道交通施工建设不可避免地对其桥墩基础产生破坏，引起基础的沉降和变形，威胁高架桥梁的正常使用，国内外城市地下轨道交通建设导致各类建筑基础破坏受损，常用的解决方法为桩基托换、桩基加固技术。与整体拆除相比，桥梁桩基托换、桩基加固的方法表现出了巨大的优越性，使得工期明显减少，费用也大大降低。

2、桩基托换分为主动托换和被动托换，主动托换的优点是可控制上部结构的最终变形值；缺点是顶升过程监控要求精度高，同时需设计辅助措施严控结构横向变位，托换过程存在一定风险，主要适用于基础荷载较大、上部结构对变形要求严格的情况，比如连续梁桥的基础托换、位移敏感建筑物基础托换等。被动托换的优点是托换结构传力机制明确，施工简单工期短；缺点是结构变形较大，土体二次变形复杂，无法准确计算上部结构沉降的位移值，其主要适用于基础荷载小、结构对变形要求较低的情况，比如简支梁桥的桩基托换、位移非敏感建筑物基础托换等。

3、综合主动托换和被动托换的技术特点及适用性，刚构薄壁墩的桩基托换技术大多会选用主动托换技术，但是较多工程存在工期紧张的问题，被动托换具备施工简单、工期短的优势，但其对结构变形的控制要求不严格，使用范围受限于简直梁等结构。因此有必要进一步对薄壁墩连续刚构的被动桩基托换技术进行改进，改善其变形控制措施，拓展其在连续梁桥桩基托换工程中的应用，积极发挥被动托换施工简、单工期短的优势。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种刚构薄壁墩被动托换施工方法。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种刚构薄壁墩被动托换施工方法，包括如下步骤：

3、s1：刚构薄壁墩的扩大基础底部加固；

4、s2：托换桩施工；

5、s3：基坑开挖；

6、s4：安装应急安全支架；

7、s5：对刚构薄壁墩植筋；

8、s6：托换梁施工；

9、s7：托换桩底注浆加固；

10、s8：托换桩周边注浆加固。

11、进一步的，步骤s1中，扩大基础包括第一扩大基础和位于第一扩大基础下端的第二扩大基础，对扩大基础底部地层进行注浆加固，注浆结束后采用快干混凝土进行封口。

12、进一步的，步骤s2中，在施工地面进行钻孔，并打入钢护筒，然后将钢筋笼吊放在桩孔内，钢筋笼内部安装有声测管，通过导管进行水下混凝土浇筑，形成托换桩。

13、进一步的，步骤s3中，在刚构薄壁墩四周开挖基坑，基坑底部与第一扩大基础下端平齐。

14、进一步的，步骤s4的安全支架包括贝雷梁，所述贝雷梁上端设有钢立柱，钢立柱上下两端分别设有钢板，钢立柱下端的钢板固定在贝雷梁上，钢立柱上端设有工字钢，工字钢上端设有楔形木块；

15、所述步骤s4包括如下步骤：

16、s41：冠梁施工：在基坑两侧施作冠梁；

17、s42：贝雷梁安装：冠梁施工完成后，冠梁上端安装至少三道贝雷梁，贝雷梁两端固定在冠梁上部且与刚构薄壁墩平行布置；

18、s43：钢立柱安装：在每道贝雷梁上架设两根钢立柱，钢立柱沿薄壁墩的中轴线对称布置，钢立柱上下两端分别焊接钢板；

19、s44：横梁安装：同一贝雷架上的钢立柱上方拉通布设工字钢。

20、进一步的，步骤s5，包括如下步骤：

21、s51：刚构薄壁墩以及第一扩大基础表面处理：刚构薄壁墩靠近其底部具有刻槽段，将刻槽段表面凿毛成第一齿槽，将第一扩大基础表面凿毛成第二齿槽，用钢丝刷清理后并用吹风机清理；

22、s52：植筋：使用电钻在刻槽段上钻两排12个植筋孔，清除钻孔内杂质后在孔内塞满植筋胶，然后通过定位支架辅助植入螺纹钢筋。

23、进一步的，步骤s52中，定位支架包括大直径支座钢管、套设在大直径支座钢管内的植入钢筋限位钢管和设置在大直径支座钢管下端的植入钢筋定位支座杆，锁紧螺纹钢筋能够穿设在植入钢筋限位钢管内，大直径支座钢管上设有用于锁紧螺纹钢筋的钢筋固定螺栓，钢筋固定螺栓上设有大直径钢管顶部卡位焊接螺母，大直径钢管顶部卡位焊接螺母与大直径支座钢管外壁相抵，大直径支座钢管外部上设有限位钢管倾角测量槽，限位钢管倾角测量槽内设有双轴电子数显角度仪；

24、植入钢筋定位支座杆包括高度调整螺柱、下连接管和滑动设置在下连接管内的上连接管，下连接管底部设有支座杆锥形支脚，高度调整螺柱下端伸入上连接管且与上连接管螺纹连接；

25、上连接管上端设有与高度调整螺柱螺纹连接的上连接管限位焊接螺母，高度调整螺柱上设有螺柱限位焊接螺母，高度调整螺柱上端设有顶部限位光圆钢筋，大直径支座钢管下端设有支座杆角度调整槽，限位光圆钢筋转动设置在支座杆角度调整槽内，支座杆角度调整槽两侧分别设有用于包裹顶部限位光圆钢筋的支座杆限位箍，顶部限位光圆钢筋能够相对支座杆限位箍旋转，上连接管上沿其轴向设有多个高度调节通槽，下连接管上设有连接管高度调节卡槽，下连接管上还设有连接管高度调节螺栓，连接管高度调节螺栓穿过高度调节通槽、连接管高度调节卡槽，并用高度调节螺母锁紧。

26、进一步的，步骤s6中，在刻槽段和第一扩大基础表面涂刷混凝土界面处理剂，涂刷四小时后，在刻槽段和第一扩大基础外围浇筑混凝土，以在刻槽段和第一扩大基础外围形成托换梁，其中，刻槽段、刻槽段内植入的螺纹钢筋、第一扩大基础、托换梁、托换桩共同组成被动托换基础。

27、进一步的，步骤s7中，通过托换梁钢筋笼内部的声测管进行托换桩底注浆，并在托换桩底部形成托换桩桩底注浆区，注浆压力为3-5mpa。

28、进一步的，步骤s8中，在临近托换桩两侧增设注浆孔，在盾构管片脱出盾尾第4～5环开孔，横洞内注浆通过注浆孔进行，注浆压力控制在0.3～0.4mpa。

29、本技术的有益效果为：1、本技术适用于复杂施工环境，应急安全支架混凝土基础选用基坑顶部的冠梁，无需另外施工应急支架基础，方便、快捷，节约成本，有效缩短工期。

30、2、本技术定位支架拆卸组装简单易行、使用简便、维修更换经济、推广性强，通过设置上连接管、下连接管以及高度调整螺柱，可以满足的不同调整工况下的使用，保证植入钢筋的位置精度，同时降低了支架调整的繁琐程序，大大提高施工效率。

31、3、本技术通过刚构薄壁墩的扩大基础底部注浆加固、换托桩底注浆加固、托换桩周边注浆加固的综合桥墩基础注浆加固技术，先后对既有桥墩基础和托换基础加强，增强两者的承载能力，实现基础“托而不换”的效果。

32、4、增加混凝土基础+贝雷梁+钢管柱+横梁的应急安全支架，通过设置楔形木块，当桥梁变形超限，可通过楔形木块调控，主动控制桥梁底部的沉降变形，可以根据桩基变形反馈，调整应急安全支架，控制桥墩的沉降，被动托换与应急安全支架主动调控变形相融合的方法，弥补了被动托换不能主动调控变形的缺陷，改善了被动托换技术的应用领域范围。