淺談鐵路橋梁挖井基礎(chǔ)施工技術(shù)

李建偉

摘要：橋梁建筑是確保鐵路運輸安全生產(chǎn)暢通無阻的重要基礎(chǔ)設(shè)備之一，隨著機車軸重不斷增加、列車速度不斷提高，對橋梁建筑設(shè)計的要求也越來越高。本文通過結(jié)合鐵路橋梁挖井基礎(chǔ)施工實例，對挖井基礎(chǔ)施工工藝進行詳細闡述，為同類工程提供參考價值。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；挖井基礎(chǔ)；施工技術(shù)

引言：我國鐵路網(wǎng)日益完善，鐵路橋梁的建設(shè)數(shù)量和規(guī)模都在不斷擴大。在鐵路橋梁基礎(chǔ)中，挖井基礎(chǔ)占據(jù)著重要地位，這樣就需要充分運用好挖井基礎(chǔ)施工技術(shù)，有效保障鐵路橋梁工程施工的順利進行，保證施工質(zhì)量。

1.工程實例簡介及施工方案

1.1工程簡介

某標段共有橋梁6座，其中雙線特大橋4座，共計5133.73延米；雙線大橋1座，404.9延米；雙線中橋1座，50.2延米。橋梁基礎(chǔ)形式有鉆孔樁、明挖基礎(chǔ)和挖井基礎(chǔ)三種類型，其中挖井基礎(chǔ)采用的是矩形挖井基礎(chǔ)。本區(qū)段地層巖性主要為表覆第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）素填土、填筑土，沖積層（Q4Al）黏土、粉質(zhì)黏土、細砂、粗砂、礫砂、細圓礫土，下伏中生代燕山晚期侵入巖（ηγ53）二長花崗巖、閃長巖。

1.2施工方案

挖井基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土護壁，必須垂直開挖，嚴禁采用機械放坡施工。用挖機進行垂直分層開挖，人工配合修整，每次開挖深度1m，然后立模板施做鋼筋混凝土護壁；護壁采用C20混凝土，當強度滿足要求后，再開挖下層土石方。開挖到設(shè)計標高，基底檢驗合格，并完成護壁施工后，進行挖井基礎(chǔ)鋼筋及墩身預(yù)埋鋼筋綁扎安裝，最后澆筑挖井基礎(chǔ)混凝土，挖井基礎(chǔ)混凝土施工時不立設(shè)模板。

2.主要施工工藝

2.1施工準備

首先進行場地平整，鏟除松軟的土層并夯實；測量放樣定出挖井基礎(chǔ)準確位置并設(shè)置護樁，護樁采用木方樁外包砼形式埋設(shè)穩(wěn)固，以供隨時檢測基礎(chǔ)中心和標高；井口四周挖排水溝，做好排水系統(tǒng)，及時排除地表水；安裝提升設(shè)備；布置好出渣道路；合理堆放材料和機具，使其不增加井壁壓力、影響施工。

2.2基坑開挖及護壁施工

井身開挖采用垂直開挖、邊挖邊護的開挖方式。護壁厚度一般是根據(jù)土層巖性確定，然后按照基礎(chǔ)尺寸及護壁厚度，確定基礎(chǔ)開挖平面尺寸。本設(shè)計圖紙中基坑護壁設(shè)計厚度為50cm，因此開挖尺寸要比設(shè)計尺寸每邊外擴50cm，以保證護壁施工。挖掘時，不必要把護壁巖層修整成光面，使巖層稍有凹凸不平，可以增加摩阻力，使護壁更加穩(wěn)固。

開挖采用挖掘機開挖配合人工修整的方式。挖掘機開挖基坑中心部分，靠近井壁四周約30cm的范圍采用人工開挖修整，可以減少超挖，同時較易控制井壁垂直度。第一節(jié)護壁開挖深度為1m，開挖完成后進行測量復(fù)核，井口平面尺寸、偏差和井壁垂直度符合設(shè)計及規(guī)范要求后立即進行鎖口和護壁混凝土施工。護壁采用C20混凝土，內(nèi)配置鋼筋網(wǎng)片，增加護壁的強度和穩(wěn)定性。

在上一節(jié)護壁強度達到要求后，再進行下部開挖，開挖時注意機械避免碰觸施工完成的護壁。開挖時長度方向分為3段，每挖一段及時綁扎鋼筋、立模板澆筑混凝土護壁，以防側(cè)壁坍塌。深度開挖較深時，采用長臂挖機施工，提高工作效率。挖掘機開挖至離基底設(shè)計標高10cm時，換作人工方式清至設(shè)計標高。

2.3基底檢測

開挖完成后首先對井中心位置及四周輪廓尺寸及時進行測量復(fù)核，確保符合設(shè)計尺寸要求。其次馬上進行地質(zhì)核對，并檢測地基承載力是否符合設(shè)計要求。如井底地質(zhì)與設(shè)計不符或地基承載力不能滿足設(shè)計要求時須及時與監(jiān)理及設(shè)計單位取得聯(lián)系，并提出變更設(shè)計申請等。經(jīng)檢測井內(nèi)尺寸、平面位置及基底承載力符合設(shè)計要求時，及時進行下步施工，基底不可暴露過久。

2.4鋼筋加工及安裝

基礎(chǔ)鋼筋及墩身預(yù)埋鋼筋采用鋼筋加工場加工合格后運輸至現(xiàn)場，現(xiàn)場直接綁扎成型，需要焊接的鋼筋采用502 焊條雙面搭接焊接，焊縫長度及質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計及規(guī)范要求。臺身鋼筋預(yù)埋深度不小于 1m，外露長度根據(jù)實際情況確定，鋼筋接頭必須分散布置，以確保同一截面內(nèi)接頭數(shù)量不得超過鋼筋總數(shù)量的50%，且避免設(shè)在基頂以上3m范圍內(nèi)。

2.5混凝土澆筑及養(yǎng)護

在挖井基礎(chǔ)鋼筋、墩身預(yù)埋鋼筋和接地鋼筋綁扎完成且護壁混凝土達到一定強度后，方可進行混凝土的施工。混凝土澆筑前，將基底清理干凈，混凝土在拌和站集中拌制，混凝土罐車運輸至施工作業(yè)面進行澆筑，基礎(chǔ)采取連續(xù)澆筑到設(shè)計高程。澆筑時混凝土的自由傾落高度不超過2m，否則采用滑槽或減速串筒等設(shè)備，使混凝土在規(guī)定降落高度內(nèi)均勻降落。混凝土每層澆筑厚度控制在30cm左右，采用插入式振搗棒振搗。振搗棒移動的間距不大于振搗棒作用半徑的1.5倍，且插入下層混凝土內(nèi)的深度為50～100mm。每一振點的振搗延續(xù)時間以混凝土不再沉落，表面呈現(xiàn)浮漿為度，防止過振、漏振。混凝土振搗完成后，應(yīng)及時修整、抹平混凝土裸露面，采用無紡布覆蓋并灑水養(yǎng)護。混凝土強度達到一定強度后，及時對墩身范圍內(nèi)混凝土表面進行鑿毛處理。

3.施工中的技術(shù)措施

3.1基坑變形監(jiān)測

3.1.1基準點

利用已有水準點作為變形觀測的基準點。

3.1.2觀測點布設(shè)

每個挖井基礎(chǔ)在第一節(jié)護壁四個方向上預(yù)埋四個觀測樁，進行變形和豎向位移觀測。

3.1.3基坑觀測及頻率

豎向位移采用水準儀進行觀測，變形觀測采用鋼尺量測及對護壁混凝土外表觀察的方法進行觀測，如發(fā)現(xiàn)護壁表面出現(xiàn)裂紋且有增大的趨勢時需增加觀測頻率，當變形速率明顯增大時必須將基坑內(nèi)施工人員撤出，并增加臨時支撐。豎向位移每天進行一次監(jiān)測，變形監(jiān)測每天早晚各一次。

3.2基坑降排水

根據(jù)地下水位及地質(zhì)情況，確定采用集水坑排水法。在基底四個角落設(shè)置集水坑，使水流入集水坑內(nèi)，通過潛水泵排出井外，在井外通過臨時排水溝遠引。集水坑尺寸視滲水的情況而定，潛水泵的排水的能力大于總滲水量的1.5～2.0倍。

3.3混凝土溫度控制

挖井基礎(chǔ)屬于大體積混凝土施工，混凝土內(nèi)部的水化熱問題十分突出，必須采取有效的措施降低水化熱，控制混凝土的溫度，防止混凝土開裂。

為了降低混凝土的總溫升，減少內(nèi)外溫差，控制混凝土出機溫度和澆筑溫度是一個很重要的措施。對混凝土出機溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂次之，水泥的影響較小。因此，混凝土施工中采取加冰拌和，砂石料遮陽覆蓋，送水管道用草袋包裹灑水降溫等技術(shù)措施。預(yù)埋冷卻水管通水冷卻，是一種有效降低混凝土水化熱的措施。為滿足挖井基礎(chǔ)混凝土冷卻降溫要求，采用直徑為30mm的薄壁鋼管。冷卻水管接頭采用彎頭連接方式，設(shè)置底層冷卻管距離基礎(chǔ)底1.0m，按照兩層布設(shè)，每層豎向間距為1.0m；布置間距為1.5m，外側(cè)水管順橋向和橫橋向距挖井基礎(chǔ)邊緣均為1.0m。

4.結(jié)語

鐵路橋梁的挖井基礎(chǔ)施工作為重要的分項工程，其技術(shù)具有自身優(yōu)點，施工簡便，適用于鐵路橋梁的施工。在施工過程中需要做好各項監(jiān)測工作，根據(jù)施工中的實際情況及時采取相應(yīng)的處理措施，避免質(zhì)量事故的發(fā)生。

參考文獻：

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