鐵路雙線特大橋明挖擴大基礎施工技術研究

趙衛廣

摘 要：結合青連鐵路馬站繡針河特大橋基礎施工，介紹了明挖基礎施工工藝及注意事項，保證了施工質量，可為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：明挖基礎；橋梁；基坑；石油管線

中圖分類號：U445.556 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.048

1 工程概況

新建青島至連云港鐵路位于膠東半島東南部，連接山東省膠東半島、日照地區與江蘇省連云港地區，是我國“五縱五橫”綜合運輸大通道南北沿海運輸通道的組成部分。馬站繡針河特大橋位于山東省日照市嵐山區境內，為青連鐵路的一處重要結構，該橋跨越園區路、坪嵐鐵路專用線、石油管線、S342省道、同三高速公路以及繡針河，孔跨布置為：雙線（2 m×20 m）+（12 m×24 m）+（175 m×32 m）預應力混凝土簡支T梁＋2×（40 m+64 m+40 m）+1 m×（72 m+128 m+72 m）預應力混凝土連續箱梁，雙線特大橋全長6 646.46 m。場地土類型為中軟～堅硬土（巖石），部分橋墩采用明挖基礎施工。

2 青連鐵路挖井基礎的地質特點

橋址區在勘探深度范圍內所揭示底層為第四系全新統人工堆基層素填土，第四系上更新統殘坡積層的粉質黏土、砂類土和碎石類土，下伏晚元古代晉寧期片麻狀二長花崗巖；地下水主要為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，勘測期間地下水水位埋深0.3～4.5 m，地下水主要由大氣降水及地表水補給，水位季節變幅2～3 m。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 明挖基礎施工工藝流程

明挖基礎施工工藝流程如圖1所示。

3.2 施工操作要點

3.2.1 施工準備

測量放線利用全站儀測定基坑中心線，用水準儀測定地面高程。根據施工設計圖紙，結合現場情況，按照地質、水文資料、開挖深度，合理選擇支護方案、排水措施及開挖方式。先放出開挖邊線樁，基底平面尺寸加寬50～100 cm，以滿足基礎施工需要。

3.2.2 基坑開挖

基坑開挖采用垂直開挖、邊挖邊護的開挖方式。開挖平面尺寸根據基礎尺寸及護壁厚度確定，一般情況下，護壁厚度視土層性質而定。根據設計文件的要求，采用C20鋼筋混凝土護壁，厚度為50 cm，所以，開挖尺寸比基礎設計尺寸周邊各加大50 cm，以方便制作混凝土護壁。

為了有效提高工作效率，基坑第一次開挖深度控制在1～1.5 m的范圍內，開挖完畢經測量復核，井口平面尺寸及井壁垂直度需符合設計要求。對地面以下3 m深度范圍內采用挖掘機配合人工進行挖掘。挖掘機開挖范圍為基礎中心部分，靠近井壁四周約50 cm寬度范圍內采用人工開挖整修，以盡量減少超挖。挖掘時，井壁應稍有凸凹，以增加摩擦力和混凝土與墻體的黏結性。當遇到基坑較深、土方數量較大及基坑地質松軟或含水量較大、坡度不易保持等現象時，基坑開挖后可采用擋板支撐護壁或噴射混凝土護壁進行加固，以保證基坑穩定。

3.2.3 基坑排水

青連項目明挖擴大基礎基坑在開挖時采用集水井排水的方式，可確保坑底不被水淹。

3.2.4 基底處理

開挖完成之后，應該將基坑底部的淤泥、碎石、苔蘚等清除干凈。如果是易風化的巖層基底，則應將已經風化的巖層表層鑿除，鑿除時要參考基坑設計尺寸。針對傾斜的巖層，需要鑿平巖面或將其造成臺階形狀。

3.2.5 基底檢驗

處理完畢基底之后，要對其位置、大小等進行檢驗，檢驗的方法可以采用直觀或觸探的方法。如果有必要，則可采用鉆探法進行土工試驗，檢驗過程中做好記錄，并保存相關資料。

3.2.6 鋼筋綁扎

基坑開挖至設計基底高程經檢驗合格后，對基底面進行修整并澆筑5 cm厚的砂漿墊層。同時，核對鋼筋母材及焊接件，經專業監理工程師檢查合格后進行鋼筋施工。鋼筋按設計規格、型號在鋼筋加工場集中加工，用平板車運送到墩位，現場綁扎。綁扎時，骨架間架立鋼筋，以保證鋼筋骨架整體成型。在安裝鋼筋時，按設計要求預埋墩身鋼筋、綜合接地鋼筋網和沉降觀測點。

3.2.7 模板安裝

明挖基礎模板采用1 500 mm×1 000 mm的大塊鋼模與組合鋼模板拼裝，模板在基礎外側用φ50鋼管背帶連接，用汽車起重機配合安裝。模板安裝在鋼筋骨架綁扎完畢后進行，先用線繩掛出基礎邊線，用起重機將整體的大塊模板調入基坑進行組拼，采用φ50雙鋼管背帶，橫縱向間距為70～80 cm，背帶后方采用頂托頂緊。

3.2.8 混凝土澆筑

混凝土在裝配有自動計量系統的強制式攪拌機的拌合站集中拌制，使用混凝土運輸攪拌車運輸，輸送泵或吊車吊裝入模，混凝土連續澆筑，每節基礎混凝土一次澆筑完成。擴大基礎采用分層澆筑進行施工，在進行混凝土澆筑時，采用插入式振動棒振搗，振動棒應避免碰撞模板及預埋件。為了防止混凝土在凝結過程中表面產生裂縫，混凝土澆筑完后應及時收漿，待混凝土初凝后，立即進行灑覆蓋水土工布養護，養護時間不宜小于28 d。

3.2.9 基坑回填

承臺混凝土拆模養護后進行成品自檢，并按隱蔽工程程序報檢合格后及時進行基坑回填。基坑回填時必須排除基坑內積水及挖除淤泥及雜物，土層夯實至承臺混凝土表面齊平。待墩身施工完成后，及時回填至原地面處，并制作排水坡，防止地表水下滲，回填時應保證基礎覆土厚度大于30 cm。連方臺基坑回填時，臺后以級配碎石（摻3%的水泥）分層填筑至原地面，臺后以原狀土分層回填并用小型震動機壓實。

4 安全質量控制事項

明挖基礎施工過程中，往往會引起基坑支護結構內力和位移的變化，在開挖過程中，必須嚴密監測基礎四周土體變化，并對施工監測到的數據信息進行分析，及時發現問題。施工過程中，應盡量縮短基坑開挖卸荷后的無支撐暴露時間，縮小開挖過程中對土體的擾動范圍。基坑開挖宜采用分層、分塊的開挖方式，開挖順序上應遵循“對稱開挖、均衡開挖”的原則，使基坑受力均衡。在基坑施工期間，應認真做好地面排水，及時制作坡頂、坡腳排水溝或截水溝，避免在影響邊坡穩定的范圍內積水，從而實現深基礎施工安全。在雨季基坑開挖中，要做好地面排水工作，在基坑頂緣四周向外設置排水溝，以免影響坑壁的穩定。

明挖基礎施工時，及時排出地下水，避免基底及坑壁泡水軟化，降低承載力。當地下水量不大時，隨挖隨將泥水用吊桶運出；地下滲水量較大時，吊桶滿足不了排水，先在樁孔底挖集水坑，用高揚程水泵抽水。作業人員必須離開井孔，嚴禁人機同坑作業。

在開挖過程中，不得擾動基礎周圍的巖土，注意觀察坑緣地面有無裂縫、坑壁，有無松散塌落的現象發生，隨時觀察井壁的變化。遇到險情時，全部人員應立即撤離井孔，及時采取相應的措施施工。孔內實施爆破時，嚴格按照設計控制藥量和布眼，井下全部人員必須從井孔內撤離，劃定安全距離，設置警戒哨；閃電雷鳴時禁止裝藥、接線，施工操作時嚴格按安全操作規程辦事，爆破后向孔內強制輸送清潔空氣，排出有害氣體，待有害氣體排完后方可下井。

5 結束語

馬站繡針河特大橋全橋明挖基礎較多，通過采用合理的施工工藝及過程中的有效控制，保證了橋梁基礎施工質量，加快了施工進度。

參考文獻

［1］趙慶茂.橋梁明挖擴大基礎基坑開挖施工技術分析［J］.城市建設理論研究，2012（30）.

［2］李烘偉.淺析橋梁明挖擴大基礎施工［J］.城市建設理論研究，2014（17）.