緊鄰既有鐵路橋梁深基坑施工控制

[摘要]鐵路橋梁的深基坑施工一直是施工的難點和高風(fēng)險點，工程項目人員要通過多舉措并用的方式，項目部按期、保質(zhì)、保量的完成了橋梁鐵路橋梁深基坑的施工，希望所述的經(jīng)驗可以給大家?guī)硪稽c幫助。

[關(guān)鍵詞]鐵路橋梁；深基坑；鋼板樁；基坑監(jiān)測

近年來隨著建設(shè)工程的深基坑支護(hù)技術(shù)的不斷提高，基坑圍護(hù)的新工藝大量應(yīng)用于鐵路橋梁橋梁施工中，并不斷創(chuàng)新。鄰近鐵路橋梁深基坑施工采用鋼板樁加內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)時，施工前做好嚴(yán)密的施工組織，施工方案優(yōu)化并切合實際，使基坑施工既滿足安全性要求的同時，發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。

1、工程概況

某大橋跨鐵路連續(xù)橋梁，橋位起訖里程DK97+956.360～DK98+223.170，墩號為1320#～1323#墩，其中主墩1321#和1322#跨越鐵路，與鐵路相交里程為：K464+315，交角為23。。1321#和1322#主墩承臺設(shè)計為八邊形，1321#承臺邊緣距離鐵路防護(hù)欄最近距離為5.5m，1322#承臺距離防護(hù)欄為5.1m。1321#和1322#主墩承臺為轉(zhuǎn)體梁承臺，承臺結(jié)構(gòu)由下承臺、轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)、上承臺組成，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)組成。下承臺高度4m。上承臺為圓形，高度2.6m，永久固結(jié)后直徑為12.5m。地質(zhì)條件為：地表層為飽和粉土，覆蓋層厚約4.5m，地基承載力為120KPa。以下為粉質(zhì)黏土，地基承載力為220KPa，再往下是飽和細(xì)砂、粉質(zhì)黏土、飽和粉土，地基承載力為170KPa～250KPa。

2、深基坑防護(hù)

1321#墩和1322#墩為跨線主墩，承臺開挖深度最大分別為5.0m和5.0m。根據(jù)現(xiàn)場勘測，結(jié)合橋墩位置的地質(zhì)條件，確定采用拉森VI型鋼板樁支護(hù)，同時對靠近鐵路一側(cè)的地基采用注漿加固處理。2.1地基加固經(jīng)過現(xiàn)場勘查和分析，確定采用注漿法對受基坑開挖影響的鐵路路基進(jìn)行加固，注漿采用花管注漿法。漿液采用P042.5普通硅酸鹽水泥，注漿管采用鋼管，管徑50mm，注漿孔采用梅花形布置，間距0.8m。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，注漿加固有效影響半徑達(dá)到0.5m以上。

2.1.1注漿孔布置見圖1。靠鐵路路基坡腳位置設(shè)置1排，其他注漿孔靠近承臺基坑設(shè)置，共設(shè)置4排，注漿孔間距0.8m，梅花形布置，每一排設(shè)置20孔。

2.1.2鉆孔采用潛孔鉆機(jī)造孔，套管跟進(jìn)成孔。鉆孔直徑100mm，最大鉆孔深度8m，鉆孔通過飽和細(xì)砂層時，由于鉆孔產(chǎn)生的振動容易使砂土產(chǎn)生液化而產(chǎn)生塌孔，采用跳孔鉆進(jìn)的施工方法。

鉆孔按照長短相間的方式布置，靠近鐵路第一排和第三排的鉆孔深度按8m設(shè)置，第二排和第四排按4m設(shè)置。注漿孔鉆孔深度布置見圖2。成孔后對鉆孔孔深及角度進(jìn)行檢查，合格后插入注漿花管。花管采用鋼管，管徑50mm，注漿管開孔間距300mm。插管過程中，為防止泥沙堵塞噴嘴，可以用較小的壓力邊下管邊射水。

2.1.3注漿漿液采用純水泥漿，水泥為P042.5普通硅酸鹽水泥。攪拌機(jī)采用葉式機(jī)械攪拌機(jī)，漿液攪拌均勻過篩后，再泵送注漿。注漿過程中漿液應(yīng)連續(xù)攪拌，攪拌時間大于120s。水泥漿水灰比（重量比）為1：0.8～1：1（水泥：水），可根據(jù)注漿難易程度調(diào)節(jié)。注漿開始后要連續(xù)進(jìn)行，避免中斷。注漿壓力控制在0.6MPa～1.0MPa，漿液流量為7～10L/min，注漿壓力穩(wěn)定后保持10min。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)下列情況綜合決定：a、注漿量達(dá)到設(shè)計要求；b、注漿壓力超過試驗確定值；c、注漿口冒漿。注漿芯管雙向密封，保證上下密封良好。待封殼料初凝后，插入雙向密封注漿芯管自下而上進(jìn)行注漿。每次注漿完畢后用清水沖洗管中的殘留漿液，防止堵管。注漿過程中如出現(xiàn)地面冒漿或壓力突變，應(yīng)立即停止注漿，查明原因，采取措施。

2.2鋼板樁防護(hù)承臺基坑開挖前，先進(jìn)行鋼板樁防護(hù)。下承臺為八邊形，外擴(kuò)1.5m后設(shè)置鋼板樁，鋼板樁總長度為（7.96+10.15）×4m。選用長度為12.0m的拉森VI型鋼板樁。鋼板樁埋深8m（基坑以下），在頂部設(shè)置1圈圍檁和并設(shè)置支撐，圍檁采用45a雙工字鋼。主支撐采用φ40cm無縫鋼管，輔撐采用直徑φ20cm鋼管（雙支撐），對撐與圍檁卡接，鋼管交叉部分采用焊接。基坑底部采用C30混凝土封底，封底厚度為50cm。鋼板樁支護(hù)平面布置見圖3。

3、深基坑開挖

采用長臂挖掘機(jī)進(jìn)行基坑開挖，先撐后挖?；臃?層進(jìn)行開挖，每層開挖深度約1.8m。開挖基坑前，先對既有線路基進(jìn)行防護(hù)。施工過程中，監(jiān)測人員應(yīng)全程監(jiān)控既有鐵路路基邊坡的位移和變形。基坑外側(cè)土壓力通過圍檁傳遞到支撐，圍檁和支撐施工按以下要點進(jìn)行控制。

（1）圍檁托架安裝：為保證圍檁的安裝位置，托架定位必須準(zhǔn)確，托架頂面高差不超過2mm。托架采用32a雙槽鋼制作，焊接在鋼板樁壁上。

（2）圍檁安裝：基坑支護(hù)凈尺寸兩個方向均超過6m，圍檁工字鋼需要接長，滿焊后再采用15mm鋼板幫焊。順橋向和橫橋向圍檁接觸處采用雙層三角筋板固定，圍檁與鋼板樁之間的空隙采用鋼板楔塊楔牢。

（3）支撐安裝：主支撐采用φ40cm鋼管，每根長度為19.9m，橫、縱向均布置2根，間距為6.0m，中間采用φ20cm鋼管作為輔撐斜撐在主鋼管上。支撐端部采用15mm鋼板制作法蘭板，支撐與圍檁之間焊接連接。斜撐與圍檁采用型鋼制作端塊，端塊與圍檁間焊接雙層15mm鋼板防滑塊。

4、基坑監(jiān)測是保證基坑施工安全和既有鐵路路基安全的重要內(nèi)容，在基坑施工過程中，要自始至終進(jìn)行監(jiān)測

4.1監(jiān)測時間及范圍監(jiān)測時間從地面加固注漿施工前一天至承臺基坑回填完成為止。觀測范圍為開蘭特大橋1321#、1322#墩臺，鄰近既有線的兩個橋墩承臺基坑開挖施工，每個基坑設(shè)置6個觀測點，共12個觀測點。

4.2觀測點布置變形測量點分為基準(zhǔn)點和變形觀測點二類，按下列要求布設(shè)?；鶞?zhǔn)點：利用既有的GPS點所設(shè)置的加密點，并建立在沉降變形區(qū)以外的穩(wěn)定地區(qū)。變形觀測點：埋設(shè)于既有鐵路路肩位置。觀測斷面設(shè)置：在既有鐵路線方向護(hù)欄外50cm路肩上布置，每3m設(shè)置一個監(jiān)測點。一個基坑設(shè)6個變形觀測樁，布置于路肩基坑開挖對應(yīng)中心和兩側(cè)。觀測點距離監(jiān)測點距離為80m。

4.3觀測采用全站儀測量距離，采用水準(zhǔn)儀測量變形觀測點標(biāo)高。施工期間每天采集2次數(shù)據(jù)，如觀測樁沒有變化，每天采集1次數(shù)據(jù)，直到承臺施工完成。如發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點位移和沉降達(dá)到8mm，應(yīng)立即報告既有線鐵路部門，如位移和沉降達(dá)到10mm，立即停止施工，并采取有效的加固措施。待承臺基坑回填完成后，鐵路路基沉降和位移無變化時，觀測即可停止。

結(jié)語：

緊鄰既有線基坑施工風(fēng)險較大，尤其是深度超過5.0m的深基坑施工，容易造成既有鐵路路基變形甚至產(chǎn)生坍塌，嚴(yán)重影響既有鐵路運(yùn)營安全，本工程在承臺深基坑開挖施工中，采用了鋼板樁防護(hù)和對既有鐵路路基進(jìn)行注漿加固，同時設(shè)立路基邊坡?lián)跬翂?，并通過監(jiān)測，實時監(jiān)控既有鐵路路基穩(wěn)定情況，保證了施工和鐵路運(yùn)營安全，對類似工程有很好的借鑒作用。