青榮城際鐵路挖井基礎施工技術

熊亮

摘 要：青榮城際鐵路Ⅲ標段三項目部挖井基礎施工采用護壁防護現澆施工工藝。采用此法不僅減低施工的安全風險等級，還按期、按質完成所有挖井基礎，為架梁通道的順利開通打下一定基礎。

關鍵詞：挖井基礎；護壁；鎖口；大體積混凝土

1 工程概況

結構形式：青榮鐵路Ⅲ標三項目部施工范圍內分布8處挖井基礎，其中尚家莊特大橋27號墩的挖井基礎為首件，因此以其為該挖井基礎為例敘述。尚家莊特大橋27號墩挖井基礎是一立方體，其尺寸：長9.8×寬6.0×高5.5m，總圬工方323.4m3。

地質情況：該墩地段處于耕地及經濟林區，附近分布較多水塘，地勢略有起伏，橋址區表覆沖洪積層粗砂，礫砂及細角礫土，下伏燕山期二長花崗巖。

水文情況：橋址區地下水為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，主要由大氣降水補給。地下水水位較高，水埋深0.4m～4.0m，季節變化幅度2m。

2 施工方法

2.1 施工準備

技術準備：（1）詳細掌握場地工程地質和水文地質資料；（2）進行設計圖紙會審，制定施工專項方案，進行技術交底，組織人員、機械進場，各種原材料進場、送檢和混凝土配合比申請；（3）了解場地及臨近的危房、路面等分布情況，基地障礙物（舊基礎、地下工程、管線等）的分布；（4）準備施工用的各種報表、規范。

現場準備：（1）檢查混凝土材料質量是否滿足設計和規范要求，是否與混凝土配合比選定報告的一致；（2）檢查鋼筋等原材是否滿足設計要求，鋼筋加工各部位尺寸是否與設計圖紙相符。

2.2 基坑開挖

測量放樣：基坑開挖前，先放出挖井基礎四個角點樁位、基礎軸線，用白粉標識清楚。

基坑開挖、支護及防排水：挖井基礎開挖須結合護壁澆筑深度，采用垂直分層開挖，基坑開挖采用機械開挖，局部人工用風鎬進行處理，并用挖掘機直接出碴，裝自卸車運至棄碴場；遇硬巖層，采用控制爆破法施工。基坑有水時，在基底中間設集水坑水泵抽排出坑外，保證工作面處于干燥環境下施工。

開挖至基底預留10～20cm保護層時，用風鎬開挖至設計高程，基底出碴結束后找設計地質工程師現場確認地質情況并進行地基承載能力試驗。基礎現場確認合格后，立即澆筑一層50～100mm厚混凝土墊層，墊層強度符合規范要求后進行基礎砼施工，避免基底外露時間過長而降低地基承載力。

鎖口開挖：鎖口的寬度為0.5m，高度為0.3m，澆筑后鎖口頂面坡度2%。

2.3 護壁

護壁鋼筋：采用機械開挖時，每下挖1m出碴結束后，立即采用20cm厚C20鋼筋混凝土對邊坡進行防護，護墻的厚度及配筋不變，當進入穩定性更好的巖層時，每下挖1m出碴結束后，立即采用20cm厚C20鋼筋混凝土對邊坡進行防護。為保證護墻的整體性，同層護墻四周混凝土須整體澆筑，不同層護墻上下搭接5cm。鋼筋采用φ10間距20cm×20cm的圓鋼鋼筋網片，鋼筋網片用φ22×4m錨桿固定，間距1.5m梅花型布置。具體鎖口護壁形式、尺寸及配筋等見挖井基礎配筋圖（如下圖）。

護壁模板：護壁施工時模板的安裝應符合鐵道部相關標準的規定。護壁模板采用竹膠板，并用φ48鋼管搭設支架進行加固。模板要求具有足夠的強度、剛度和穩定性，保證混凝土構件設計形狀、尺寸和相互間位置正確。采用優質膠帶粘貼模板縫隙以控制模板接縫不漏漿。模板安裝合格后，方可進行護壁砼澆筑施工。

護壁混凝土：護壁混凝土澆筑前對巖體進行灑水潤濕，混凝土入倉采用串筒入倉，臺階法澆筑。為避免混凝土發生離析現象，澆筑時混凝土自由落差必須小于2m，振搗器作業時其移動間距不允許超過其作用半徑的1.5 倍，為保證混凝土層間結合質量，振搗棒應插入下層混凝土5cm左右，同時避免碰撞鋼筋、模板，澆筑結束后采用土工布覆蓋并灑水養護。

2.4 基底檢驗

開挖到位后，應對檢查基底地質條件及承載力是否符合設計要求。可通過觀察并進行標準貫入、觸探儀檢測，經監理見證檢驗，設計單位現場確認后，方可進入下道工序施工。

基底平整度檢驗采用水準儀測量計算求得。土基底高程允許偏差±50mm，石基底高程允許偏差-200～+50mm。

2.5 制作、綁扎鋼筋

鋼筋在加工場按設計及規范要求加工成型后，平板車運送至現場，分類擺放，準備綁扎。

鋼筋綁扎采用梅花型綁扎，綁扎根據圖紙按順序依次綁扎。綁扎成型后的鋼筋，要對規格、數量、排距、尺寸、標高、保護層厚度、鋼筋表面是否潔凈和油污進行檢查，確保符合規范要求。墩身預埋鋼筋經測量定位后，點焊在基礎鋼筋上，并設臨時定位架予以定位，預埋長度應進入基礎砼內不小于3m。基底底層設一層鋼筋網作為水平接地極。鋼筋焊接單面焊不小于16cm，雙面焊不小于8cm。

2.6 基礎混凝土澆筑

在接地鋼筋、基礎鋼筋、墩身鋼筋綁扎結束及護壁達到一定強度后，才可以進行混凝土澆筑。澆筑前，準備好需要使用的各種機具，并確保能正常工作，對冷卻水管要進行通水試驗。

砼由泵車入模進行澆筑。現場試驗混凝土檢驗合格后的混凝土才能施工。炎熱氣候條件下，混凝土的入模溫度不能超過30℃。應避免模板的新澆混凝土受陽光直射，控制混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過40℃。

混凝土澆筑采用分層連續進行，分層厚度30cm，每層灌注要在下一層混凝土初凝前完成。混凝土采用插入式振搗器。振搗時插入下層混凝土10cm左右，以保證上下層混凝土的密實度和整體性。振搗中要防止漏振和過振。混凝土澆筑振搗過程中可能會產生泌水，要采取措施及時抽排泌水。

混凝土澆筑過程中嚴格控制澆筑速度，避免大體積混凝土的水化熱造成混凝土體內外溫差過大，而使混凝土表面產生裂縫。因此，采用埋設水管通水降溫的方法。開挖深度在4.0～5.5m挖井基礎布設一層冷卻水管6.0～7.5m高挖井基礎布設兩層冷水管，水管的水平間距為100cm，水管上下層間距為250cm。采用φ32mm薄壁鋼管，每層水管沿挖井基礎中線對稱布置，冷卻水管由挖井基礎側面中心通入（中心砼溫較高），兩邊流出。

當混凝土澆筑到基礎頂部時，要進行沉降觀測控制點埋設。砼澆筑結束后及時進行第一次收面，第一次收面應使砼表面初平，砼初凝前進行第二次收面，第二次收面使砼表面精平。

砼收面完畢后應及時進行用土工布覆蓋養護，當環境溫度低于5℃時，禁止灑水。砼養護周期一般為28天左右。

2.7 養護及壓漿

由于挖井基礎為大體積混凝土，在正常砼表面養護的同時，要采取通水冷卻的方法降低結構內部水化熱。砼收面完畢后應及時進行用土工布覆蓋養護，當環境溫度低于5℃時，禁止灑水。砼養護周期一般為28天左右。

通水冷卻：（1）每層冷卻水管被澆注的混凝土覆蓋并振搗完畢，即可在該層冷卻水管內通水；（2）一般地，冷卻水的流量可控制在1.2～1.5m3/h，使進、出口水的溫差不大于6℃；（3）冷卻管排出的水，在混凝土澆注未完以前，應立即排出基坑外，不得排至混凝土頂面。在承臺混凝土澆注全部結束后，也可視具體情況排至混凝土頂面，形成保溫層，蓄水保溫養護。

冷卻水管壓漿：管道壓漿采用與預應力相同的真空壓漿工藝。壓漿泵采用連續式，同一管道壓漿應連續進行，一次完成。壓漿前用空壓機吹管清除管道內雜物及積水，水泥漿拌制均勻后，須經2.5mm×2.5mm的濾網過濾方可壓入管道。管道出漿口出漿濃度與進漿濃度一致后，方可關閉進出口閥門封閉保壓。漿體注滿管道后，0.5～0.6MPa的壓力下保持2min，以確保壓入管道的漿體飽滿密實；壓漿的最大壓力不得超過60MPa。

3 結束語

挖井基礎施工在鐵路橋施工中出現不多，挖井基礎主要被設計在路邊等地質容易受到擾動的區域且基坑開挖深度大、安全風險很高。通過此次成功施工挖井基礎的經驗，可為以后類似的挖井基礎施工提供幫助。

參考文獻

[1]青榮城際鐵路實施性施工組織設計.

[2]高速鐵路橋涵施工技術指南 鐵建設[2010]241號.

[3]高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準 TB 10752-2010.