哈大鐵路客運專線營海特大橋深基坑施工

黃躍翔,雷建華,李 榮

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術學院,陜西渭南 714000;2.中鐵五局機械化工程公司,湖南衡陽 421002)

1 工程概況

哈大客專營海特大橋 66#墩位于營大高速公路收費站匝道夾縫中,在哈大客專中,中心里程是DK 221+168.46,設計為樁基礎,墩位所在處的土質主要為黏土、粉質黏土,52.8m以下為片麻巖,最大承載力 1 200 kPa,土壤最大凍結深度1.06m,承臺部位土質為黏土,地基承載力為 80 kPa。地下水埋置深度為 3.25m,且水量非常豐富。

該墩基礎采用樁基礎,樁基直徑 1.5m,最大樁長 50m;承臺為矩形二層臺,第一層尺寸為 11m×18.6m×3.5m,第二層尺寸為 7.2m×12.6m×3m。

該墩承臺一角位于出站往營口方向匝道橋引橋路堤上,其對角位于營口方向入站匝道正中。地形狹窄,地質條件復雜。

2 施工技術

2.1 基坑開挖防護方法

靠近匝道路基側采用抗滑樁加拉森Ⅳ型鋼板樁防護;鋼板樁長度 15m,抗滑樁長度 14.87～17.72m。

2.2 降水方法

采用 300mm的井點降水,井點深度 20m,計劃降水深度 10m;坑內用泥漿泵抽排。降水井點以及排水井點布置圖1,必要時可以增加水井。

圖1 降水井點及排水井點布置

2.3 坑外支護方法

采用 1 m樁徑抗滑樁,設置上下兩道系梁,系梁采用鋼筋混凝土,緊挨抗滑樁靠路基邊坡側施工鋼板樁防護。

2.4 坑內支護方法

采用 45B型連體工字鋼做圍囹,四角用掛角支撐,順橋梁方向設兩道橫支撐,支撐材料為 426鋼管,焊接在 45B型工字鋼圍囹上。

2.5 開挖方法:基坑分五次開挖

第一次開挖:邊坡防護鋼板樁已經打好,原地面已經按標高清理到位后,且基坑防護鋼板樁打入前,進行第一次開挖。只按圍囹形狀挖出安裝第一層圍囹需用的槽,開挖深度為 0.25m。然后安裝第一道圍囹。

第二次開挖:用挖掘機開挖,主要目的是挖除部分土方量和便于安裝第二道圍囹。

第三次開挖:用挖掘機開挖,主要目的是挖除主要土方量和安裝第三道圍囹。

第四次開挖:因受到樁頭超灌的影響,采用人工配合長臂挖土機開挖,開挖標高至-0.12m處,以利安裝第 3道圍囹。

第五次開挖:是在第四次開挖的基礎上往下挖,采用人工配合長臂挖土機開挖,以利封底混凝土澆筑。

2.6 封底混凝土澆筑方法

模板:封底混凝土靠近鋼板樁的位置用竹膠板隔離,其后貼 2mm厚塑料薄膜,避免因混凝土咬結而使鋼板樁無法拔除。

2.7 承臺施工方法

鋼筋加工、綁扎:模板就位后,遵照規(guī)范及高鐵的要求,進行承臺鋼筋的加工、安裝工作,同時注意第二層承臺鋼筋及橋墩鋼筋的就位。

散熱管安裝:承臺最小尺寸為 3.5m>2 m,屬于大體積混凝土,所以在澆筑混凝土前,必須做好混凝土內部降溫措施,布設冷卻管,固定在承臺鋼筋上。

模板:采用大塊鋼模板拼裝,根據橋梁模板的操作規(guī)范,避免錯臺、錯縫。

混凝土澆筑:水平分層澆筑,按照規(guī)范要求振搗密實。當第一次澆筑的混凝土開始初凝時,散熱管開始抽水降溫。

2.8 觀測方法

在深基坑施工中,觀測的內容包括原地面有限點的位移觀測、沉降觀測;坑頂平移、裂縫觀測;基坑壁變形觀測;基底隆起觀測等。對位移、沉降等由專職測量人員組織觀測,其它部位由專職安全員負責全過程觀察,發(fā)現異常情況,立即組織坑底作業(yè)人員由坑內爬梯撤離作業(yè)現場,匯報上級管理部門后采取相應措施。

2.9 大體積承臺混凝土散熱方法

承臺最小尺寸為 3.5m>2m,屬于大體積混凝土,所以在澆筑混凝土前,必須做好混凝土內部降溫措施,布設冷卻管;準備 3～5臺 2.2 kW清水泵;準備足夠的連接軟水管。

在混凝土中預埋散熱管,接上水泵抽水散熱。

散熱管布置設計時,管道距混凝土邊界L≤0.8m,管道間距≤1.5m,以達到最佳的散熱效果。管道進出口都設置在混凝土上方,便于隨時根據散熱要求改變水流方向、水流大小、水泵布置。

散熱管采用 48mm普通鋼管,焊接接頭,在散熱管道安裝完成后,必須先行進行管道的強度檢查、穩(wěn)定性檢查、水密性檢查,決不容許在混凝土澆注過程中出現管道變形、翻轉、漏漿等現象;選用 5個 2.0 kW高揚程(28 m)清水泵5臺。

在第一批混凝土初凝開始時,立即開始通水散熱。在進水口與出水口分別放置溫度測量儀,若進出口溫差大于25℃,則立即增加水泵,增加通水量;如進出口溫差小于12℃,則可以適當減小通水量,或減少水泵。直至混凝土內部溫度與大氣平均溫度之差小于 20℃以下為止。

3 施工工藝流程

開始※填筑施工平臺※施工 66-11號樁基※施工抗滑樁※施工上系梁※施工外圍鋼板樁※開挖至原地面※施工其他樁基和下系梁※第一次開挖※安裝第一道圍囹※基坑鋼板樁插打※降水井布置※第二次開挖※第二道圍囹加工安裝※第三次開挖※第三道圍囹加工安裝※第四次開挖※第四道圍囹加工安裝※第五次開挖※破樁、樁基檢測※封底混凝土施工※拆除第四道圍囹※第一層承臺施工※第一層基坑回填※第二、三層圍囹拆除※第二層承臺施工※第二次基坑回填※鋼板樁拔除※結束。

4 施工注意事項

(1)盡量保持圍囹及支撐在同一水平面上。且軸線保持在同一平面上。

(2)挖掘機施工時,注意避免與支撐和圍囹接觸。

(3)施作路邊側鋼板樁時先挖掉部分土層再打鋼板樁。

(4)在坡腳與坡頂設置坐標及高程觀測點,派專人觀測由于深基坑施工所帶來的影響。

(5)圍囹與支撐之間接觸緊密,焊接牢固,保證樁墻側壓力能均勻傳遞到支撐材料上。

(6)在開挖時,以及基坑內有工人作業(yè)時,由專職安全員全過程值守,發(fā)現異常情況,作業(yè)人員立即由緊急通道撤離危險地帶。

(7)板墻頂部 6m范圍內不得有永久荷載、臨時荷載存在,不得存放施工機具或材料。

(8)施工機械靠近坑頂施工時,必須配備救護機械、制定切實可行的救護方案,以防萬一。

(9)在高速公路行車帶,設置減速帶、分流帶,減少沖擊荷載。

(10)第二三道支撐受力較大,在安裝完成后,必須利用鉆孔樁,于鋼管跨中附近再豎向用較小工字鋼進行有效支撐,以減少因鋼管自重產生向下撓曲而降低鋼管的支撐力,造成危險。

5 結束語

實踐證明,基坑開挖防護、降水、坑內外支護、開挖、封底混凝土澆筑、承臺施工、大體積承臺混凝土散熱等方法技術可靠、安全;施工工藝程序合理并有效地控制了施工工期,工程質量高。

[1]TB 10002-99鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范[S]

[2]JTJ 024-85公路橋涵地基和基礎設計規(guī)范[S]

[3]陳希哲.土力學地基基礎[M].北京:清華大學出版社,1998

[4]翁家杰.地下工程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1995