下穿鐵路立交施工便梁基礎分析

賀小濤

(中國鐵路上海局集團有限公司，上海 200021)

隨著城市建設的發展和擴大，城市道路穿越鐵路、公路、高等級道路的情況日益增多。下穿立交因其交通組織形式簡單、建設費用相對較低、對環境影響小的特點，近年來在城市道路建設中的應用逐漸增多，是應對復雜的城市交通的良好選擇之一。

1 工程概況

某下穿鐵路立交項目采用并列等高6座單孔單體框架橋(8.5 m)下穿形式，各單孔框架間距均為0.15 m，總寬度為60.75 m，邊墻厚度0.75 m，頂板厚0.65 m，底板厚0.75 m，總高度7.7 m。框架橋中心線與鐵路線交角為87.08°，設計道路中心線位于直線上，與橋中心線一致。線路間距4.12 m，線路中距離框架橋邊距離為5 m。

2 地質條件

本場地覆蓋層為第四系松散沉積物，勘察揭示的土層由耕表土、粉土、粉質粘土和粉砂層組成，各層巖土的分布、物理力學性質分述如下：①號粉土，頂部0.4 m為耕植土，平均層厚為1.26 m，承載力特征值為120 kPa；②號粉質粘土(夾粘土)，平均層厚為2.83 m，承載力特征值為160 kPa；③號粉質粘土，平均層厚為2.90 m，承載力特征值為210 kPa；④粉土粉砂互層，平均層厚為3.06 m，承載力特征值為190 kPa；⑤號粉砂，最大揭露深度11.0 m，承載力特征值為230 kPa。

場地內地下水類型屬孔隙潛水，主要賦存在②、③號土層內，地下水穩定水位3.3～3.7 m。

3 工程難點

本工程處于干線電氣化區段，施工期間列車運營繁忙(列車運行對數約138對)，如何確保線上線下作業期間鐵路線列車的安全通行是本工程的重中之重。

相關資料表明，同類工程通常采用鐵路專用D型施工便梁架空線路的施工方案，確保線路路基施工時不中斷線上行車。與此同時，為滿足箱涵頂推期間邊墻與便梁基礎間的土體安全放坡距離要求(單箱凈寬已達10 m)，選用D24型便梁較為適宜。然而，工程所在區間鐵路上下行兩股線路線間距僅有4.12 m，采用D24型便梁不能避免侵入鐵路限界的問題，且無法滿足便梁底面與箱頂間的高差要求。因此，綜合考慮只能采用D16型便梁低位架設法加固線路。

按照本工程的設計方案，便梁基礎采用鋼筋混凝土條基結構形式，其下地基采用高壓旋噴樁進行加固。根據施工方案，本工程除第一孔箱體(4#)頂進時便梁兩端需要支撐在條基上以外，其余箱體頂進時便梁一端直接支撐于已頂箱體頂面。可知，4#箱體頂進時箱身最外側距條基下高壓旋噴樁加固區域間距僅2.16 m，放坡坡度1∶0.5，不能滿足土體安全放坡距離，導致箱體頂進施工時易危及條基及線路安全。

另外，實踐經驗表明高壓旋噴樁對淤泥、淤泥質土、流塑或軟塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基有較好的處理效果，但對于硬黏性土，以及含有較多的塊石或大量植物根莖的地基，因噴射流可能受到阻擋或削弱，沖擊破碎力急劇下降，切削范圍小或者影響處理效果，所以旋噴樁處理效果差別較大，強度離散性也較大。而本工程框架橋底板正處于硬塑粉質粘土層和粉土粉砂互層，要保證高壓旋噴樁加固效果較為困難。而本工程施工任務重，且鐵路慢行時間限制(110 d左右)，很難保證箱涵頂進時高壓旋噴樁已達到28 d設計強度(3 MPa)，由此進一步增大了線路安全風險。

綜上所述，按照現有設計方案和施工條件進行施工，便梁基礎的穩定性難以滿足要求，無法保證鐵路線運營安全。因此，如何在現有條件下提出一種切實可行的便梁基礎加強措施確保第一孔箱涵頂推期間的線路安全，就成為亟待解決的問題。

4 方案選擇

為增強便梁基礎的穩定性，且考慮到人工挖孔樁具有施工快速簡便等優點，本工程采用對條基(4#、5#)下方增設人工挖孔樁的方式增強條基自身穩定性。然而，鑒于人工挖孔樁不適用于中密粉土粉砂互層、密實粉砂(本工程第④、⑤層土)，所以樁深只能達到地表以下7 m左右，而箱體底板位于③號粉質粘土和④粉土粉砂互層(地表以下4.8 m左右)，故7 m挖孔樁并不滿足嵌固深度要求。為此，本工程仍保留高壓旋噴樁加固部分，形成高壓旋噴樁與挖孔樁結合的樁基礎(如圖1)，而條基結構本身又調整為由橫梁(原本的條基)和樁基(7 m)構成的框架式結構體系(如圖2)。

圖1 條基高壓旋噴樁及人工挖孔樁布置圖

圖2 條基斷面圖

因此，相應的施工流程調整為：4#、5#條基基礎施工前采用D16便梁加固線路，在線路下方拉槽施工高壓旋噴樁、人工挖孔樁、澆筑橫梁，形成便梁基礎。頂進箱涵時在條基外側拖架D16便梁，切實有效加固線路，確保線路幾何狀態穩定。

5 結 語

隨著城市道路下穿鐵路立交工程應用的日益廣泛，為保證線路及運輸安全，選取合適的便梁基礎加固措施非常重要。本文根據工程中實際遇到的問題，論述了下穿立交施工條基下增設人工挖孔樁的必要性；提出在設計方案基礎上對部分條基增設人工挖孔樁的基礎加強方案，從而形成一種高壓旋噴樁加固地基和框架式混凝土結構組合的便梁基礎形式，并對相應的施工流程進行了調整。

在本工程實例中，此基礎加強方案獲得了良好的施工效果，很好的保證了線路運營及工程安全，可為以后類似工程提供良好的借鑒。