樁板結構上跨既有鐵路橋墩基礎的方案及安全分析

李文華

【摘 要】為確保既有鐵路運營安全及施工人員作業安全，新建樁板結構樁基施工不能對既有鐵路橋墩基礎造成任何影響，所有施工都必須在確保營業線施工安全的前提下進行。通過對新建太原樞紐（北六堡）物流中心工程樁板結構跨大西客專線橋墩、太中銀線橋墩施工，對樁板結構上跨既有鐵路橋墩施工方案優化進行了分析。

【Abstract】In order to ensure both the railway operation safety and construction personnel safety， new pile plate structure of pile foundation construction can not cause any impact on existing railway bridge pier foundation， all construction should be carried out under the premise of ensuring safe construction. Through the construction of the pile plate structure crossing the foundation of bridge pier of Datong-Xi'an High-Speed Railway and Taiyuan-Zhongwei（Yinchuan） Railway in the New Taiyuan Hub （North 6th Castle） Logistics Center Construction Project， this paper analyzes the optimization of pile plate structure crossing the existing railway pier construction scheme.

【關鍵詞】樁板結構；上跨橋墩基礎；施工方案

【Keywords】 pile plank structure； crossing the pier foundation； construction scheme

【中圖分類號】U442.5+4 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）11-0170-02

1 引言

大西高鐵是從山西大同至陜西西安的一條鐵路客專，設計時速250km/h，是中國“八縱八橫”客運專線網的其中“兩縱”-呼南通道和京昆通道的重要組成部分；太中銀鐵路是從東起山西太原，西段分別至寧夏中衛和銀川的一條客貨共線鐵路，設計時速160km/h，橫貫山西、陜西、寧夏三省區，是連接我國西北、華北的一條便捷通道，故大西客專與太中銀鐵路都是繁忙且重要的鐵路線路，樁板結構樁基施工過程中必須確保橋墩的絕對安全。故在樁板結構施工前，經過多次現場勘察，施工技術及管理人員開展研究與技術公關，制定合理切實可行的施工方案。

2 工程概況

新建太原樞紐（北六堡）物流中心工程位于山西省中部，屬山西省晉中市榆次區和太原市小店區交匯處。項目北起榆次編組站北端編尾牽出線，南至太中銀鐵路北六堡車站。工程于2010年10月份開工建設，在救援中心內，還建貨聯右線于DyK0+647.5處、DyK0+975.4處通過樁板結構分別跨越大西客專鳴李特大橋77-4號橋墩基礎、太中銀鐵路石太鐵路特大橋70號橋墩基礎，樁板結構的兩側均為填筑的路基。

3 施工方案對比

3.1 原施工方案

還建貨聯右線于DyK0+647.9處跨越大西客專鳴李特大橋77-4號橋墩基礎，以樁板結構的形式通過，該位置位于半徑R=387m，縱坡4.5%的曲線上，承臺全長14.8m、跨徑11.8m、寬5.6m、高2.8m，底部高出既有大西橋墩承臺頂面23.5cm，鉆孔灌注樁（數量4根，直徑1.25m）中心距既有橋墩樁基（直徑為1.25m）中心最近距離為3.12m，兩樁邊緣相距最小距離為1.87m。

還建貨聯右線于DyK0+795.4處跨越太中銀跨石太鐵路特大橋70號橋墩基礎，樁板結構位于半徑R=387m，縱坡5.2%的曲線上，承臺全長11.2m、跨徑9m、寬4.9m、高2.8m。鉆孔灌注樁（數量8根，直徑1.0m）中心距離既有橋墩樁基（直徑為1.0m）最小距離為3.56m，兩柱邊緣相距最小距離為2.31m。

由于兩處樁板結構距離既有橋墩樁基較近，極有可能影響既有橋墩基礎的穩定性，影響鐵路營業線運營的安全。

3.2 研究后施工方案

于DyK0+648處下穿大西客專特大橋、DyK0+795下穿太中銀特大橋施工方案采用樁板結構，根據《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》第6.3.2條[1]，“鉆孔灌注摩擦樁的中心距不應小于2.5倍成孔樁徑…”。DyK0+648下穿大西客專特大橋為3.12m，DyK0+795下穿太中銀特大橋為3.56m。若采用低高度梁或扁平鋼構等措施，這兩種結構基礎仍需采用樁基加承臺，結構高度均比樁板結構大，受線路縱坡限制，實施難度較大。故經過研究，擬采用增加樁板結構長度，以增加樁間距方案來確保營業線運行安全，研究后施工方案如下：

3.2.1 還建貨聯右線DyK0+648下穿大西客專特大橋

為使樁板結構樁基礎盡可能遠離既有橋施工，在承臺高度不變的情況下，對原設計樁間距3.12m調整為樁間距5m，跨大西77-4號承臺調整后設計平面如圖1。

經過計算，新、舊基礎樁中心最近距離5m時，承臺跨度為19.2m，樁板結構裂縫寬度已接近規范容許值；當跨度進一步增大時，由于彎矩與跨度的平方成正比，在承臺高度不變的情況下，承臺跨中彎矩大幅增大，承臺裂縫寬度已無法滿足規范要求。承臺采用4根直徑125cm鉆孔灌注樁，采用承臺長19.2m，寬5.6m，高2.8m的鋼筋混凝土板結構，在保證板厚不變的情況下，最大限度地加大了和既有線樁間距，正常施工情況下基本能保證既有橋墩樁基安全和對既有橋墩樁基受力的影響。endprint

3.2.2 還建貨聯右線DyK0+795下穿太中銀特大橋

跨太中銀70號承臺與跨大西77-4號承臺相比，不用控制設計，新、舊基礎樁間距6m時，承臺長13.5m，寬5.6m，高2.8m，樁間距6m是太中銀樁基直徑的4倍，承臺板樁基直徑的4.8倍，正常施工情況下基本能保證既有橋樁基安全?？缣秀y70號承臺調整后設計平面如圖2。

綜上所述，跨大西77-4號承臺新、舊基礎樁中心間距為5m，跨度為19.2m；跨太中銀70號承臺新、舊基礎樁中心間距為6m，跨度為13.5m；兩處承臺高度均按2.8m，樁基均采用4根直徑125cm鉆孔灌注樁設計。

4 施工安全風險點及控制措施

4.1 孔樁塌孔

鉆孔進尺過程會對周圍土體產生擾動力，可能影響既有橋墩樁基穩定，泥漿流動方式對塌孔的影響較大。防護措施：為減少鉆孔施工過程中對既有樁基的擾動，減小塌孔帶來的風險，鉆孔機械選擇擾動最小的正循環回旋鉆機。

4.2 機械傾覆撞擊既有橋墩

鉆孔機械、吊車、混凝土罐車在工作過程中可能產生傾覆、滑動樁基既有橋墩，影響設備安全。防護措施：為了防止機械在施工過程中產生滑動，施工前將場地整平，吊車停放位置不設橫坡?；炷凉捃囃７€后，在靠近線路側設置車擋，防止產生溜滑現象。正循環鉆機高度為6m左右，低于太中銀及大西線梁高度，對既有線梁體安全不產生影響。

4.3 變形監測

根據《高速鐵路基礎變形檢測管理細則》，樁板結構施工對既有橋墩基礎產生影響，從施工周期開始對既有橋墩及基礎進行沉降監測及水平位移監測，建立變形監測基準網及建立工作基點，水準測量不小于三等精度，水平位移測量不小于二等精度。施工過程中嚴格按照要求進行測量，并及時整理數據，跟蹤監控，一旦發線數據變化不規律，要及時停工，研究數據變化的原因，確保既有橋墩安全后方可繼續施工[2]。建立變形監測成果臺賬，在竣工階段與路局工務處做好銜接，確保變形監測及監測資料的連續性。

4.4 施工現場安裝視頻監控設備

為確保施工現場管理有序，及時發現和解決各類安全問題，堵塞安全漏洞，在樁板結構兩側設置兩個視頻探頭，視頻探頭能拍攝到簽到處、交接班處、材料集中堆放場地和整個施工過程。

5 結語

鐵路鄰近營業線施工必須把確保安全放在首位，堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，建設、設計、施工、監理等單位必須加強施工安全管理，認真研究施工方案，制定落實好各項施工安全措施，確保鐵路安全持續穩定。

【參考文獻】

【1】TB10093—2017鐵路橋涵地基和基礎設計規范[S].

【2】TB10303—2009鐵路橋涵工程施工安全技術規程[S].endprint