CN110924450A - 一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于基坑开挖过程中的摩擦桩保护技术领域，涉及一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，该方法包括确定保护区域，对保护区域进行第一层保护桩防护以及第二层保护桩防护，锚索或锚杆对拉形成约束力后逐层开挖，对摩擦桩桩底注浆后将锚索或锚杆形成的对土体的约束力由第一层保护桩逐渐转移至第二层保护桩，同时自上而下依次浇筑地下结构及地下结构侧墙，将对土体的约束作用逐渐由第二层保护桩转移至地下结构侧墙，进而对摩擦桩起到有效的保护。本发明可在基坑开挖过程中有效保护坑内高架桥摩擦桩、减小桩周侧摩阻力的损失。

Description

一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法

技术领域

本发明属于基坑开挖过程中的摩擦桩保护技术领域，涉及一种高架桥摩擦桩的保护方法，尤其涉及一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法。

背景技术

随着城市地下空间开发力度的加大，深基坑工程施工与基坑周边城市既有建构筑物保护之间的矛盾越来越突出，甚至出现高架桥桩基直接位于拟建地下工程基坑内的情况，若由于各种原因不能对建构筑物进行拆除处理或进行桩基托换，则需要对基坑内的既有桩基采取保护措施，防止由于基坑开挖引起的地层扰动导致的桩基竖向承载力降低或者建构筑物沉降变形过大无法正常使用的情况。尤其是对于摩擦桩，其竖向承载力完全由桩周土的摩擦阻力提供，土层扰动对桩基承载力及沉降会造成具有决定性的影响。因此，有必要提供一种基坑开挖时对坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可在基坑开挖过程中有效保护坑内高架桥摩擦桩、减小桩周侧摩阻力的损失的基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，该方法包括以下步骤：

1)根据拟建地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系，对地下工程施工区域进行划分，得到包含高架桥摩擦桩及其承台在内的保护区域；

2)采用第一层保护桩将步骤1)得到的包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域进行保护；

3)施工第二层保护桩将高架桥摩擦桩包裹保护；

4)第一层保护桩与第二层保护桩的桩间进行咬合旋喷桩止水帷幕施工；

5)进行桩顶冠梁及钢筋混凝土连系梁的施工；

6)坑外降水并进行第一层保护桩之外的土体的开挖；第一层保护桩表面挂钢筋网，并喷射混凝土；开挖基坑土体至桩顶以下5～10m，采用地质钻机对第一层保护桩内的土体进行水平钻孔作业并埋设钢套管；

7)采用钢腰梁或预制混凝土腰梁、穿过钢套管的锚索或锚杆，形成第一道锚索或锚杆，通过对锚索或锚杆施加预应力对第一层保护桩范围内的土体形成约束；

8)逐层开挖并进行各道锚索或锚杆的安装；

9)开挖至坑底后，施工第一层保护桩之外的地下结构，同时由坑底向高架桥摩擦桩桩底注浆，将摩擦桩桩身周边土体扰动导致的摩阻力损失通过桩底加固体传递至持力层；

10)破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至地下结构顶板底面处，浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构顶板及侧墙并预埋竖向注浆管；

11)放松第一道锚索或锚杆的预应力，取下锚具及腰梁，继续向下破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至第一道锚索或锚杆处，将锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩；

12)浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构中板及侧墙；预留手孔，预埋注浆管；

13)将地下结构中板与地下结构底板之间各道锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩，直至开挖至地下结构底板底面处；

14)浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构底板及侧墙，预留手孔，预埋注浆管；

15)由注浆管对侧墙与第二层保护桩之间的空隙注浆填充；

16)通过预留的手孔拆除锚索或锚杆，将对土体的约束由第二层保护桩转移至地下结构侧墙，封堵钢套管及手孔。

本发明的优点是：

本发明提供了一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，通过降水控制、桩长控制及各种止水措施减小了水位变化对桩周摩阻力的影响；通过基坑开挖控制、钻孔施工控制、旋喷施工控制、分层保护施工、增加对桩周土体约束等措施减少了基坑开挖引起的桩侧摩阻力降低；通过桩底注浆将损失的桩侧摩阻力由桩底传递至持力层；并通过分层保护缩短了施工时间，减小了时间效应的影响，能对基坑内既有高架桥摩擦桩提供有效的保护。

附图说明

图1高架桥、保护桩、咬合旋喷桩止水帷幕及基坑平面关系示意图；

图2桩顶冠梁、钢筋混凝土连系梁平面示意图；

图3基坑开挖及锚索或锚杆安装剖面示意图；

图4摩擦桩底注浆剖面示意图；

图5区域1之外的地下结构施工剖面示意图；

图6第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构顶板及顶板以上结构侧墙施工剖面示意图；

图7第一道锚杆对土体约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩示意图；

图8第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构中板及结构侧墙施工剖面示意图；

图9第二、三道锚杆对土体约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩示意图；

图10第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构底板及结构侧墙施工剖面示意图；

图11手孔及钢套管回填示意图；

图中：

1-包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域；2-高架桥摩擦桩；3-高架桥承台；4-高架桥桥墩；5-基坑围护桩；6-第一层保护桩或地下连续墙；7-第二层保护桩；8-咬合旋喷桩；9-桩顶冠梁；10-钢筋混凝土连系梁；11-混凝土支撑；12-围绕第一层保护桩保留的部分土体；13-钢套管；14-钢腰梁或预制混凝土腰梁；15-锚具；16-锚索或锚杆；17-注浆管；18-加固体；19-地下结构顶板；20-地下结构中板；21-地下结构底板；22-顶板以上侧墙；23-顶板以上侧墙外侧预埋注浆管；24-顶板与中板之间的侧墙；25-顶板与中板之间的侧墙外侧预埋注浆管；26-底板与中板之间的侧墙；27-底板与中板之间的侧墙外侧预埋注浆管；28-地下结构侧墙上预留手孔；29-充填钢套管的素混凝土；30-充填手孔的素混凝土。

具体实施方式

本发明所提供的基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法遵循以下原则：

1)防止或减小桩周地下水位变化，避免引起摩擦桩的负摩阻力。

2)减少基坑开挖对桩周土体的扰动以及由此带来的桩侧摩阻力的降低。

3)将损失的桩侧摩阻力由桩底传递至持力层。

4)缩短桩基附近基坑的施工时间，减小时间效应带来的影响。

具体而言，本发明所提供的基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法包括以下步骤：

1)根据拟建地下结构的建筑功能要求，并结合现场实际情况及边界条件，确定地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系。

2)根据步骤1)所确定的地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系，结合地下工程工期要求、基坑形状、支护及支撑形式、地质情况等因素，对地下工程施工区域进行划分以确定各区域的施工范围及施工顺序。其中，包含高架桥摩擦桩2及高架桥承台3在内的部分应单独划分为一个区域，即包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域1，该区域的平面形状一般应设置为正方形，该区域的中心应与高架桥承台3中心重合，平面范围为高架桥承台3以外3～5倍的承台宽度，若该范围已超出基坑的范围则以基坑边缘作为区域的边界，并且该区域在施工顺序上一般应安排为最后一个施工的区域。

3)施工基坑围护桩5，并由多根基坑围护桩5围绕形成基坑围护结构，并沿步骤2)所述的区域边缘施工第一层保护桩或地下连续墙6，将包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域1完整包裹。第一层保护桩或地下连续墙6的形式即直径或厚度、间距及配筋等，一般应与基坑围护桩5的形式相同。若基坑未采用桩(墙)的支护形式，而是采用放坡、土钉墙、挡墙等形式，则包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域1仍应采取钻孔灌注桩或地下连续墙的形式进行保护。第一层保护桩或地下连续墙6长度根据地下水水文地质情况确定，当地层中含有潜水或承压水时，第一层保护桩6底标高应取以下三种情况的最低值：进入不透水层2m、设计采用的基坑围护桩5底标高、高架桥摩擦桩2底标高；当地层中不含潜水或承压水时，第一层保护桩6底标高应取以下两种情况的最低值：设计采用的基坑围护桩5底标高、高架桥摩擦桩2底标高。

4)施工第二层保护桩7。沿地下结构与高架桥摩擦桩2分界处施工第二层保护桩7，第二层保护桩7将高架桥摩擦桩2及高架桥承台3完全包裹保护。第二层保护桩7平面位置综合考虑建筑功能要求确定，若过于靠近高架桥摩擦桩2，会对摩擦桩2的承载力有较大影响，若过于远离高架桥摩擦桩2则影响地下结构的使用面积和建筑布置。一般该分界平面形状为高架桥承台3边缘外扩3～4.5d(d为高架桥摩擦桩直径)形成的矩形，矩形中心与高架桥承台3中心重合。由于第二层保护桩7与既有高架桥摩擦桩2距离较近，第二层保护桩7施工会对高架桥摩擦桩2产生显著的影响，为降低成孔或成槽过程中对高架桥摩擦桩2周边土体的扰动，第二层保护桩7一般采用钻孔灌注桩，不得采用连续墙或挤土桩。第二层保护桩7形式与桩长与第一层保护桩或地下连续墙6相同，若第一层保护桩或地下连续墙6采用连续墙，则按照与地下结构相同深度基坑、相同位置支护的方式通过计算确定第二层保护桩7的桩径、桩距及配筋，按照步骤3)所述方法确定桩长。在第二层保护桩7施工过程中，应采用对称成孔、泥浆护壁、套管跟进等措施减小对地层的扰动，成孔后应立即下放钢筋笼并浇筑混凝土，混凝土初凝后再按同样的方式跳打(隔一打一或隔二打一)下一根桩，直至完成。施工第二层保护桩7过程中应对高架桥桥墩4顶部沉降、倾斜进行严密监测。

5)第一层保护桩或地下连续墙6及第二层保护桩7桩间进行咬合旋喷桩8止水帷幕施工，咬合旋喷桩8长度一般应与第一层保护桩或地下连续墙6及第二层保护桩7等长，也可根据地下水情况对桩长进行调整。咬合旋喷桩8咬合宽度应根据桩长按相关规范要求确定。为保证止水效果，第一层保护桩或地下连续墙6除在桩间进行咬合旋喷桩8止水帷幕施工外，尚应在其背后(即第一层保护桩或地下连续墙6与第二层保护桩7之间)施工2～3排咬合旋喷桩8。由于第二层保护桩7与高架桥摩擦桩2之间的距离较近，第二层保护桩7桩间咬合旋喷桩8止水帷幕施工时，应通过现场试验控制其旋喷压力，使咬合旋喷桩8既可以达到止水效果也能保证不产生过大的旋喷压力而导致高架桥摩擦桩2偏移。咬合旋喷桩8止水帷幕水泥土应钻芯取样，保证其28天立方体抗压强度不小于0.6Mpa，渗透系数不大于10^-6cm/s。

6)破除第一层保护桩或地下连续墙6、第二层保护桩7顶部混凝土，施工桩顶冠梁9及第一层保护桩顶、第二层保护桩顶之间的钢筋混凝土连系梁10，钢筋混凝土连系梁10应纵横向布置并避开高架桥桥墩4或高架桥承台3。基坑的各道混凝土支撑11不得支撑于第一层保护桩或地下连续墙6上，即不得让外力传递至第一层保护桩或地下连续墙6范围以内的土体从而传递给高架桥摩擦桩2，减小其它因素对高架桥摩擦桩2的影响。

7)若存在潜水或承压水，需采取降水施工。一般应采用坑外降水方式，当坑内水位降低时，由于第一层保护桩或地下连续墙6及咬合旋喷桩8止水帷幕、第二层保护桩7及咬合旋喷桩8止水帷幕的止水作用，且各桩底部已进入不透水层，包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域1中地下水的渗流路径被从各个方向切断，该措施可以防止或减小高架桥摩擦桩2周边地下水位变化，避免引起高架桥摩擦桩2的负摩阻力，亦可避免地下水渗流带来的土颗粒流失造成的土体扰动。

8)当坑内水位降低至设计水位且第一层保护桩6或地下连续墙顶、第二层保护桩7顶之间的钢筋混凝土连系梁10达到设计强度时，进行第一层保护桩或地下连续墙6之外的其它部分土体的开挖。当开挖围绕在第一层保护桩或地下连续墙6外的土体时，保留一部分围绕第一层保护桩保留的部分土体12最后开挖并且开挖时应遵循分层开挖、对称开挖的原则，防止土压力不平衡导致高架桥高架桥摩擦桩2产生水平位移。土体开挖后应立即在第一层保护桩或地下连续墙6表面挂钢筋网，并喷射混凝土，喷射混凝土应完整覆盖第一层保护桩或地下连续墙6表面，且喷射混凝土内不得设置泄流孔，防止区域1内的地下水流失。

9)开挖基坑土体至桩顶以下5～10m，采用地质钻机对第一层保护桩或地下连续墙6内的土体进行水平钻孔作业，钻孔的水平布置应遵循以下原则：钻孔应在纵横两个方向布置；钻孔的水平间距3～5m；钻孔应避开高架桥高架桥摩擦桩2所在位置；钻孔的位置应对称于第一层保护桩或地下连续墙6所围成的正方形的包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域1中心。钻孔时应全程采用钢套管13跟进护壁防止塌孔，钻孔从一侧钻入由对向侧钻出，钻孔完成后钢套管13留在钻孔内。钢套管两端部与孔壁结合部位的空隙采用防水砂浆止水，防止区域1内地下水沿空隙流失或带出土体颗粒。

10)在钢套管13口部施工素混凝土垫层找平，待垫层形成强度后将钢腰梁或预制混凝土腰梁14固定于平整的垫层表面。将锚索或锚杆16穿入已完成的钢套管内，一端通过锚具15固定于钢腰梁或预制混凝土腰梁14上，另一端穿过钢腰梁或预制混凝土腰梁14外表面后采用液压工具对锚索或锚杆16施加预应力，预应力大小为锚索或锚杆16所在位置的静止土压力与其所分担的压力面积的乘积。预应力施加完成后用锚具15将锚索或锚杆16的另一端也固定于钢腰梁或预制混凝土腰梁14上。预应力的施加顺序应遵循对称的原则，不得由一侧顺序施加至另一侧。锚索或锚杆16的预应力通过钢腰梁或预制混凝土腰梁14传递给第一层保护桩或地下连续墙6，从而对区域1内的土体形成约束，减小了外侧土体开挖引起的高架桥摩擦桩2侧阻力的降低。区域1以外的基坑面积一般较大，基坑开挖及地下结构施工时间较长，通过合理确定区域1的范围及施工顺序，可以避免第二层保护桩过早临空并长时间暴露，避免桩体变形及时间效应引起的桩周摩阻力损失，同时通过对土体的约束措施，如桩顶冠梁、连系梁、对拉锚杆或锚索等，对维持摩擦桩桩周土体原本的应力状态有显著的意义。

11)逐层开挖并按照步骤10)所述进行各道锚索或锚杆16的安装，各道锚索或锚杆16之间的竖向间距为3～5m，该间距根据土压力大小及每根锚杆或锚索分担的拉力大小具体确定。

12)开挖至坑底后，施工地下结构。同时，由坑底向高架桥高架桥摩擦桩2桩底注浆，注浆平面范围为高架桥承台3外边缘外扩3m，注浆竖向范围为高架桥高架桥摩擦桩2桩底以上1m至设计确认的可作为端承桩持力层的土层顶面以下1m。注浆可通过注浆管17进行压力注浆或袖阀管注浆，浆液采用水泥浆，水泥浆水灰比可通过现场试验确定，要求加固体18在28天立方体抗压强度不小于0.8Mpa。高架桥高架桥摩擦桩2由于桩身周边土体扰动导致的摩阻力损失可通过加固体18传递至持力层。

13)当基坑内其它部分的地下结构施工完成后，破除第一层保护桩或地下连续墙6并挖除第一层保护桩或地下连续墙6与第二层保护桩7之间的地下结构顶板19底面处，浇筑该区域的地下结构顶板19及顶板以上侧墙22，混凝土浇筑前，顶板以上侧墙22与第二层保护桩7之间间隔3m预埋顶板以上侧墙外侧预埋注浆管23。

14)待地下结构顶板19及顶板以上侧墙22混凝土形成强度后，放松第一道锚索或锚杆16的预应力，取下两端的锚具15及钢腰梁或预制混凝土腰梁14，继续向下破除第一层保护桩或地下连续墙6并挖除第一层保护桩或地下连续墙6与第二层保护桩7之间的土体至第一道锚索或锚杆16处，在第二层保护桩7处对钢套管13两端进行切割，切割完成后按步骤9)以及步骤10)所述在钢套管13两端空隙处采用防水砂浆止水，在第二层保护桩7处安装钢腰梁或预制混凝土腰梁14、锚索或锚杆16、锚具15并施加预应力同步骤10)。第一道锚索或锚杆预16应力的放松及重新施加均应遵循对称的原则。将锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩或地下连续墙6转移至第二层保护桩7，直至开挖至地下结构中板20底面处。

15)浇筑该区域地下结构中板20及地下结构顶板19与地下结构中板20之间的侧墙24。侧墙混凝土支模时，应在锚具处预留地下结构侧墙上预留手孔28并在顶板与中板之间的侧墙24与第二层保护桩7之间间隔3m预埋顶板与中板之间的侧墙外侧预埋注浆管25。

16)待地下结构中板20及顶板与中板之间的侧墙24混凝土形成强度后，采用步骤14)所述方式将地下结构中板20与地下结构底板21之间各道锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩或地下连续墙6转移至第二层保护桩7，直至开挖至地下结构底板21底面处。

17)浇筑该区域地下结构底板21及地下结构底板21与地下结构中板20之间的侧墙26。侧墙混凝土支模时，应在锚具处预留地下结构侧墙上预留手孔28并在地下结构底板与中板之间的侧墙26与第二层保护桩7之间间隔3m预埋底板与中板之间的侧墙外侧预埋注浆管27。

18)待地下结构底板21及底板与地下结构中板20之间的侧墙混凝土形成强度后，按对称原则从下至上由注浆管对侧墙与第二层保护桩7之间的空隙进行注浆填充。浆液可采用1：0.5水泥浆，注浆压力0.2Mpa保持15分钟。

19)由于地下结构、预应力锚索或锚杆、高架桥的设计使用年限不一致，预应力锚索或锚杆在达到使用年限后可能出现的局部失效或不对称失效会影响桩周土体应力，从而影响桩周土的侧摩阻力。因此，通过地下结构侧墙上预留的地下结构侧墙上预留手孔28放松各道锚索或锚杆的预应力，取下两端的锚具并取出锚索或锚杆，将对土体的约束作用转移至地下结构侧墙。锚索或锚杆预应力的放松应遵循对称的原则。同时，为防止钢管锈蚀后的坍塌，采用比地下结构侧墙高一标号的充填钢套管的素混凝土29将钢套管13内完全充填。最后再采用比地下结构侧墙高一标号的充填手孔的素混凝土30将地下结构侧墙上的地下结构侧墙上预留手孔28封堵。步骤13)～步骤19)通过逐层转移锚杆或锚索16对土体的约束并从上至下浇筑地下混凝土结构包围第二层保护桩7，实质上减少了第二层保护桩7暴露的时间，降低了时间效应的影响，加强了对高架桥摩擦桩桩周土体的约束。

下面将结合具体实施例对本发明所提供的技术方案进行详细说明：

以下结合某地下综合体施工过程中城市快速路高架桥桥桩保护说明本发明的具体实施方式。该地下综合体位于两主干道交汇处，其中一条主干道地面以上存在城市快速路高架桥。地下综合体则结合地铁车站及其附属结构、地下商业开发、地下人防工程等，建设规模较大，基坑平面面积约26000㎡。由于受到规划、既有建筑等边界条件限制，基坑的平面较复杂。由于各种地下建筑功能要求不同，基坑深度在各处也不相同，深度范围为9m～22m。工程所在地典型的一个地质钻孔揭露的地质条件如下：地表至地表下5m为杂填土，5～22m为粉质粘土，22～45m为粉土，其下为强风化基岩。杂填土层有少量上层滞水，场地内无潜水或承压水。经设计方案优化后，仍有两处桥墩位于基坑平面范围内。经与交管等部门沟通，基坑施工期间该处高架桥无法临时拆除。且由于地下工程功能设计要求，无法对桥桩进行托换等保护措施。因此，针对该高架桥制定了原地保护的方案。该高架桥的两处桥桩均按照摩擦桩设计，钻孔灌注桩桩长32m，每承台下8(4×2)根桩，桩径0.8m，承台平面尺寸9m×4.2m，承台厚度1.5m，顶面埋深2m。在地下结构施工过程中使用了本发明所述的高架桥保护方法。以其中一个桥墩下的桥桩保护为例进行说明，其具体实施步骤如下：

1)该处桥桩位于基坑中部，该处基坑深度为20m，高架桥桩底位于基坑底以下约16m。该处地下结构分为两层，顶板及底板厚度均为1m，中板厚度为0.4m，顶板上覆土约3m。

2)综合考虑工期要求、基坑形状、支护及支撑形式、地质情况等因素，对地下工程施工区域进行了划分。其中，包含该高架桥摩擦桩在内的部分单独划分为一个区域，该区域平面形状为正方形，中心与摩擦桩承台中心重合，平面范围为30m×30m。该区域为最后一个施工的区域。

3)基坑围护桩及第一层保护桩均采用Φ1000@1300钻孔灌注桩，第一层保护桩内侧围成30m×30m正方形区域，区域中心与摩擦桩中心重合。地层中不含潜水或承压水，基坑围护桩桩底标高为-32.000，第一层保护桩桩底标高为-35.500(地面标高为0.000)，与高架桥摩擦桩底标高相同。

4)综合考虑各因素，第二层保护桩内侧连线围成14m×9m矩形区域，区域中心与摩擦桩中心重合。第二层保护桩采用Φ1000@1300钻孔灌注桩，桩底标高为-35.500。第二层保护桩共计36根，其中沿长边方向两排各11根，沿短边方向两排各7根。在第二层保护桩施工过程中，采用对称成孔、泥浆护壁的措施减小对地层的扰动，成孔后立即下放钢筋笼并浇筑混凝土，混凝土初凝后再按同样的方式跳打(隔二打一)下一根桩，直至完成。施工第二层保护桩过程中对高架桥桥墩顶部沉降、倾斜进行了严密监测，未发现异常变形。

5)第一层保护桩及第二层保护桩桩间进行咬合旋喷桩止水帷幕施工。本工程中采用单管旋喷桩，旋喷桩与已施工的保护桩之间咬合宽度为0.2m。由于场地内仅在杂填土层赋存少量上层滞水，旋喷桩长度确定为8m，且仅在保护桩之间进行旋喷作业，保护桩背后未布置旋喷止水帷幕。第二层保护桩桩间咬合旋喷桩止水帷幕施工前，通过现场试验控制其旋喷压力为1.2Mpa，可以刚好保证其旋喷直径。旋喷桩止水帷幕水泥土钻芯取样后试验结果满足相关要求。

6)破除第一层保护桩、第二层保护桩顶部混凝土，施工冠梁及第一层保护桩顶、第二层保护桩顶之间的钢筋混凝土连系梁，混凝土连系梁纵横向布置各布置4道并避开桥墩。冠梁及连系梁尺寸均为1m×1m，顶面与现状地面在同一水平面以避开摩擦桩承台。

7)当第一层保护桩顶、第二层保护桩顶之间的钢筋混凝土连系梁达到设计强度时，进行第一层保护桩之外的其它部分土体的开挖。围绕第一层保护桩遵循分层开挖、对称开挖的原则，始终保留两级台阶(宽4m×高2m)。已开挖暴露的第一层保护桩表面挂Φ8@200mm×200mm钢筋网，并喷射150mm厚C15混凝土。

8)开挖基坑土体至桩顶以下6m，采用地质钻机对第一层保护桩内的土体进行第一道水平钻孔作业，单侧钻孔为6根，水平间距2.5m+5m×5+2.5m，钻孔根据搜集的资料避开了高架桥摩擦桩所在位置；钻孔的位置对称于第一层保护桩所围成的正方形区域中心。钻孔时全程采用钢套管跟进护壁防止塌孔，钢套管为Φ108壁厚3mm的钢管，钻孔完成后钢套管留在钻孔内。

9)在钢套管口部施工C30素混凝土垫层进行找平，待垫层形成强度后将预制混凝土腰梁，尺寸500mm×300mm固定于平整的垫层表面。将HRB400，直径32mm的钢筋穿入已完成的钢套管内，一端通过锚具固定于预制混凝土腰梁上，另一端施加120KN预应力，预应力施加完成后用锚具锚固。预应力的施加顺序遵循对称的原则。

10)逐层开挖并按照前述步骤所述进行2～4道锚杆的安装，1～2道锚索之间的竖向间距为5m，2～3、3～4道锚杆之间的竖向间距均为4m。第二、三、四道锚杆每根分别施加180KN、220KN、250KN预应力。

11)开挖至坑底后，施工地下结构。同时，由坑底向高架桥摩擦桩桩底注浆，注浆平面范围为摩擦桩承台外边缘外扩3m，注浆竖向范围为高架桥摩擦桩桩底以上1m(标高-34.500)至强风化基岩顶面以下1m(标高-46.000)。注浆采用压力注浆，浆液采用1：0.5水泥浆。

12)当基坑内其它部分的地下结构施工完成后，破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至第一道锚杆处，放松第一道锚杆的预应力，在第二层保护桩处对钢套管两端进行切割，切割完成后在第二层保护桩处安装预制混凝土腰梁、锚杆、锚具并施加预应力，预应力大小同步骤10。锚杆预应力的放松及重新施加均遵循对称的原则。同样的方式，逐道放松预应力、取下锚具及腰梁，逐层破除第一层保护桩、开挖土体，将各道锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩，直至开挖至基坑底面处。

13)浇筑该区域地下结构底板及部分侧墙。侧墙混凝土支模时，在锚具处预留手孔。

14)浇筑该区域地下结构中板及部分侧墙。侧墙混凝土支模时，应在锚具处预留手孔。

15)浇筑该区域地下结构顶板及顶板以上部分侧墙。

16)通过地下结构侧墙上预留的手孔放松各道锚杆的预应力并取出锚杆。锚索或锚杆预应力的放松遵循对称的原则。采用比地下结构侧墙高一标号的素混凝土充填钢管及手孔。

以上所述仅是本发明的一种实施方式，根据现场条件对发明内容进行了具体化，并非对本发明作任何形式上的限制，针对本发明内涵所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）根据拟建地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系，对地下工程施工区域进行划分，得到包含高架桥摩擦桩及其承台在内的保护区域；

2）采用第一层保护桩将步骤1）得到的包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域进行保护；

3）施工第二层保护桩将高架桥摩擦桩包裹保护；

4）第一层保护桩与第二层保护桩的桩间进行咬合旋喷桩止水帷幕施工；

5）进行桩顶冠梁及钢筋混凝土连系梁的施工；

6）坑外降水并进行第一层保护桩之外的土体的开挖；第一层保护桩表面挂钢筋网，并喷射混凝土；开挖基坑土体至桩顶以下5~10m，采用地质钻机对第一层保护桩内的土体进行水平钻孔作业并埋设钢套管；

7）采用钢腰梁或预制混凝土腰梁、穿过钢套管的锚索或锚杆，形成第一道锚索或锚杆，通过对锚索或锚杆施加预应力对第一层保护桩范围内的土体形成约束；

8）逐层开挖并进行各道锚索或锚杆的安装；

9）开挖至坑底后，施工第一层保护桩之外的地下结构，同时由坑底向高架桥摩擦桩桩底注浆，将摩擦桩桩身周边土体扰动导致的摩阻力损失通过桩底加固体传递至持力层；

10）破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至地下结构顶板底面处，浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构顶板及侧墙并预埋竖向注浆管；

11）放松第一道锚索或锚杆的预应力，取下锚具及腰梁，继续向下破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至第一道锚索或锚杆处，将锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩；

12）浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构中板及侧墙；预留手孔，预埋注浆管；

13）将地下结构中板与地下结构底板之间各道锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩，直至开挖至地下结构底板底面处；

14）浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构底板及侧墙，预留手孔，预埋注浆管；

15）由注浆管对侧墙与第二层保护桩之间的空隙注浆填充；

16）通过预留的手孔拆除锚索或锚杆，将对土体的约束由第二层保护桩转移至地下结构侧墙，封堵钢套管及手孔。

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