山西路桥集团国际交通建设工程有限公司030006
摘要：为满足现代城市交通需求，各种隧道施工工程开始崛起。但由于部分隧道工程施工需要穿越立交桥以及人行天桥，会在施工时发生土体位移以及变形现象，会对桥桩形成直接影响，进而造成桥梁无法正常使用。通过对隧道施工对桥桩受力与变形因素的分析，探索出隧道施工合理控制方案，旨在降低隧道施工影响程度，保证隧道工程与桥梁工程整体质量。
关键词：桥桩变形；隧道施工；土层加固；桥梁
为有效解决城市用地不足问题，保证民众出行便利性，城市地下交通隧道以及地铁工程开始出现，并得到了社会各界的广泛关注。但在进行隧道工程施工过程中，周边工程土层会因为施工而发生一定改变，土层会对隧道所经过桥体桥桩形成直接作用，进而造成变形以及受力问题出现。为对该问题进行有效控制，相关人员首先应对桥桩受力与变形因素展开分析。
1.隧道施工对桥桩变形与受力影响分析
1.1桩体水平变形
桩体水平变形会从桩体顶部位置开始，逐渐进行增加。通常如果隧道开挖达到最大数值，桩体周边土体就会呈现出向隧道掌子面进行位移的状况，会直接增加桩体所受土压力，位移位置也会达到最大移动距离【1】。同时隧道和桩体相对位置关系，对于桩体位移也会产生直接影响：如果桩体底部位于隧道拱顶位置，此时桩体会处于隧道破裂面上部位置，若底层出现下沉情况，桩体也会随之下沉，此时水平位移幅度也会相对较小；如果桩体位于隧道开挖面下方，此时桩体多数部分都处于隧道破裂面上部位置，桩体会发生小幅度的下沉情况，且桩体水平位移会在隧道开外位置处出现最大位移幅度。
1.2桩体竖向变形
通过对竖向变形案例的分析可以发现，在发生竖向变形时，桩体的顶部与其底部变形都没有过大差别，主要是因为由于桩体竖向位移影响，桩体会对周边土体产生较大的轴向刚度，如果桩体靠近隧道开挖位置，就会造成桩体出现大幅度沉降的状况【2】。同时因为两者会相互产生作用，所以隧道和桩体位置也会对桩体竖向位移产生影响，会造成一定程度的竖向变形。
1.3桩体、土地位移
在进行隧道施工开挖时，会对周边桥梁桩体周边土体造成直接影响。主要是因为实施挖掘施工过程中，桩体周围以及桩体会随着桩体周边开挖土方收敛而发生位移，会造成较大的安全隐患，对于桥梁使用安全程度是十分不利的。此外土体地表在沉降时，会在桥桩作用下发生土层地表沉降曲线与peck曲线产生偏差的状况。
2.隧道施工影响因素控制措施
2.1做好施工前期准备
在进行隧道施工前，为对隧道施工影响程度进行有效控制，技术人员要在工程施工之前，对施工线路以及线路周边所有情况进行仔细调查，尤其要对隧道所经过的桥梁结构形式与施工资料等内容进行获取与分析【3】。同时要做好道路施工结构、荷载与施工材料调查，要通过对桥梁现状展开实际勘察检测的方式，对桥桩水位、土质以及所能够承受的荷载压力进行确定。
在完成所有资料收集与分析工作之后，技术人员需要对隧道穿越桥桩的施工可行性进行预测与评估，要按照专家所给出的意见进行控制标准制定，以便以此为依据制作出与工程实际状况相符的施工方案与应急预案，从而及时对桩体变形问题进行控制，以降低安全事件发生概率【4】。
2.2隧道施工方式选择
施工技术与方式不同，所得到了施工效果也会存在一定差异，所以在进行施工方案与应急预案制定的同时，施工人员还要对隧道施工技术进行科学选择。有关人员要在进行施工与设计之前，按照桥梁受影响程度以及桥梁等级，对施工方式进行科学选择。为保证施工技术选择合理性，技术人员要按照以往施工与变形控制经验，制定出多种施工方案并相互进行对比，以选择出最佳的施工方案【5】。同时在对桩体支护方案进行设计时，要做好测量、密封以及密贴处理，且要在初期做好各种支护加固措施，以为后续施工顺利开展提供保障。要通过对桩体周边土体刚度进行强化的方式，对周边土体变形程度进行有效控制，以对桩体变形问题进行有效保障。此外在进行桩体开挖时，要及时展开钢拱架支撑与喷射混凝土等处理，并要对隧道断面圆滑程度进行保证，要尽量降低应力集中事件的出现，且要在开挖施工后及时做好密封，以降低土层变形的可能性。
2.3土体加固处理
土体加固是目前较为常用且效果较为理想的桩体变形控制手段，其会通过对桩体周边土体进行加固的方式，降低隧道施工对于桩体周边土体的影响程度【6】。
目前较为常用的土体加固方式主要有打隔离桩与实施注浆加固两种：其中在进行隔离桩安装时，会通过打隔离桩操作，完成对桩体周边土体的加固，并阻断隧道施工对桩体所产生的影响，技术人员要按照工程施工实际需要，对隔离桩设置方案进行设计；而注浆加固方式会通过注浆方式对土体强度进行增加，以对其稳定性进行保证。在具体加固过程中，会通过对地层Ф与C值进行体横的方式，对土体刚度以及强度、抗渗透性能进行增强。整体注浆施工过程主要分为开挖前、后注浆两部分内容，如果桩体受施工影响程度相对较大，此时需要先对桩体周边土体进行预加固处理，并在其强度达到一定标准之后，再实施隧道开挖处理。而在后续加固时，要按照土体破裂角范围，对加固范围进行确定。但需要注意的是，土体破裂角度内部的土体所受影响程度相对较小，所以不需要对其进行加固。
2.4实施既有线施工变形监测
施工单位要通过对现代化监测仪器的运用，对轨道、道床以及结构等进行监测，以便通过此种方式对两侧数据进行全面获取，以为后续施工计算推算提供数据。按照分析结果，有关人员能够对结构受力以及地表沉降等情况作出合理评估，且能够对测点变形和时间间关系进行直观反映，能够为建设、设计以及运营单位提供信息依据【7】。
目前隧道施工所使用的监测设备与技术相对较多，而静力水准仪就是其中的一种。在进行监测过程中，技术人员可以通过对静力水准系统的运用，完成对结构沉降情况的自动监测，其使用过程如图一所示。在对其进行使用时，会通过设备对垂直位移情况进行监测，并会通过对数据采集器与GPRS无线收发器的运用，将所采集的数据以宽带网的途径传输到相应计算机之中，以对结构裂缝进行有效监测。
图一静力水准仪使用过程示意图
在对变形进行监测与数据处理时，要对监测方案、监测报告以及监测数据等测量资料进行科学整理与分析，以对监测结果一致性与相关性进行分析，从而对结构安全程度进行评估。施工人员要按照评估结果对施工检测管理流程进行科学设计，要通过时态变化曲线图绘制的方式，对数据分布情况进行确定，以便按照函数回归方法完成对监测结果的分析。在进行信息化施工时，整体施工可以按照分级逐层管理的方式，对变形值进行科学管理，以便按照相关标准对各级取值范围进行确定，进而及时进行施工反馈，以为后续施工提供数据支持。
2.5优化桥梁上部结构
桥梁上部结构优化是通过对桥梁本身结构进行加固的方式，对桥梁变形问题进行有效控制的手段。目前较为常用的建筑物结构加固，主要有锚杆加固、加筋加固以及加固桩加固等几种手段。其中基础托换、桥桩补强以及承台加固等，都是主要针对桥梁自身结构的加固方式。在实施桥梁桩基补强加固过程中，可以通过在桩基础周围进行灌注桩与挖孔桩设置的方式，或设置混凝土预制桩与旋喷桩等手段，对基础进行巩固。在此过程中需要不断对承台进行拓展，要通过此种方式提高余后不桩体连接紧密程度，以对承台与桩体的整体性程度进行保证，确保桩体承载力与抗变形能力可以得到切实强化。
图二托换梁外形图
如图二所示，在进行桩体托换时，会通过转化方式将上部结构所产生的荷载转移到其他基础工程之中，以完成相应变形与受力控制任务。如果隧道工程穿越了桥梁桩基础，有可能会出现两方面状况：第一，隧道在桩体下方或侧面穿越；第二，桩体位于隧道开挖工程正前方，桩体对施工造成了直接阻碍。如果出现以上两种情况，必须要通过托换方式，对桥梁承重基础进行转移，以对桥梁使用安全性进行保证。
结束语
在土地资源紧张程度不断提升的今天，隧道交通已经成为城市内部交
通重要组成，其作用会更加凸显。所以施工单位应加大对隧道施工的研究力度，并要明确隧道修建对桥梁所产生的影响，要在对桥桩变形以及受力进行深度分析的基础上，通过实施土体加固以及施工变形监测等手段，切实降低隧道施工对于桥桩所产生的影响，确保桥梁使用性能，以达到有效提升城市轨道交通施工质量的目标，保证城市交通需求能够得到切实满足。
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