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        鐵路橋梁深基坑施工圍護(hù)設(shè)計(jì)

        2011-05-04 08:07:24
        鐵道建筑 2011年5期
        關(guān)鍵詞:檢算內(nèi)力深基坑

        周 晗

        (中鐵十一局集團(tuán) 一公司,湖北 襄樊 441104)

        1 工程概況

        新建滬寧城際鐵路某橋,與既有滬寧鐵路并行,線間距約15 m,線路前進(jìn)方向緊臨望虞河,地下水位較高。該橋橋墩采用樁基礎(chǔ),其承臺(tái)埋深為15.1 m。該處地質(zhì)情況為:自地面向下依次為粉質(zhì)黏土(軟塑~硬塑)、粉砂、硬塑黏土,厚度3.5~15.0 m不等。為確保承臺(tái)施工安全,需采取措施對(duì)承臺(tái)基坑進(jìn)行圍護(hù)。

        2 方案選定

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件、地質(zhì)情況、工期等,對(duì)鋼板樁、鋼筋混凝土沉井、鉆孔樁等圍護(hù)方案進(jìn)行比選,按照安全經(jīng)濟(jì)、便于快速施工的要求,采用鉆孔灌注樁結(jié)合高壓旋噴樁作為該承臺(tái)施工的圍護(hù)方案。

        基坑圍護(hù)鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)樁徑為 φ100 cm,樁中心距為120 cm,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為25.3 m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用水下C30。鋼筋籠采用全籠,主筋為20φ32 mm,箍筋為φ10@15 cm,加強(qiáng)筋為 φ20@200 cm?;釉O(shè)內(nèi)支撐四道,圍囹及內(nèi)支撐均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),圍囹截面尺寸(寬×高)120 cm×80 cm,受彎區(qū)主筋采用9φ25 mm,內(nèi)支撐截面尺寸(寬 ×高)60 cm×70 cm,主筋采用5φ25 mm。高壓旋噴樁設(shè)計(jì)樁徑為 φ60 cm,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為 25.3 m,水泥摻入比為 33%,采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。

        3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)檢算

        3.1 內(nèi)力及位移檢算

        按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)、《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(DBJ08—11—1999)、《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》(YB 9258—97),根據(jù)內(nèi)支撐設(shè)置情況及基坑開(kāi)挖順序,將基坑施工檢算劃分成9個(gè)工況,分別進(jìn)行內(nèi)力及位移檢算。具體為:

        工況1開(kāi)挖至1.7 m,工況2加內(nèi)支撐1,工況3開(kāi)挖至4.7 m,工況4加內(nèi)支撐2,工況5開(kāi)挖至8.7 m,工況6加內(nèi)支撐3,工況7開(kāi)挖至12.7 m,工況8加內(nèi)支撐4,工況9開(kāi)挖至15.1 m。

        內(nèi)力及位移計(jì)算,根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 120—99),內(nèi)力計(jì)算方法按照增量法,取基坑等級(jí)二級(jí)??紤]基坑外側(cè)堆載和火車荷載作用,分別取20 kN/m、90 kN/m。黏性土水土壓力合算,砂性土水土壓力分算。分別按照彈性法、經(jīng)典法建立土壓力模型,對(duì)基坑各工況檢算,工況9為最不利情況,內(nèi)力位移結(jié)果見(jiàn)圖1和表1。

        3.2 整體穩(wěn)定驗(yàn)算

        計(jì)算方法:瑞典條分法。條分法中的土條寬度為0.40 m?;衙鏀?shù)據(jù):圓弧半徑R=18.237 m,圓心坐標(biāo)X=-0.884 m,圓心坐標(biāo)Y=6.140 m(見(jiàn)圖2)。

        抗傾覆安全系數(shù)Ks為

        式中,Mp為被動(dòng)土壓力及錨桿力對(duì)樁底的彎矩,其中錨桿力由等值梁法求得;Ma為主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的彎矩。Ks=1.240≥1.200,滿足規(guī)范要求。

        3.3 抗管涌驗(yàn)算

        抗管涌穩(wěn)定應(yīng)滿足

        式中,γ0為側(cè)壁重要性系數(shù);γ'為土的有效重度(kN/m3);γw為地下水重度(kN/m3);h'為地下水位至基坑底的距離(m);D為樁(墻)入土深度(m)(見(jiàn)圖3)。

        圖1 工況9內(nèi)力及位移計(jì)算結(jié)果

        表1 工況9計(jì)算結(jié)果

        圖2 整體穩(wěn)定驗(yàn)算簡(jiǎn)圖(單位:m)

        圖3 抗管涌驗(yàn)算簡(jiǎn)圖(單位:m)

        K=2.583≥1.5,滿足規(guī)范要求。

        4 結(jié)語(yǔ)

        在本橋施工中,采用鉆孔灌注樁結(jié)合高壓旋噴樁作為承臺(tái)施工的圍護(hù)方案,實(shí)際效果良好,既保持了既有線的穩(wěn)定,又取得了良好的止水效果。該方案能夠充分發(fā)揮鉆孔樁剛度大,旋噴樁止水效果好的特點(diǎn),對(duì)于周邊建筑物沉降控制要求比較高、地質(zhì)條件比較復(fù)雜的深基坑施工具有借鑒意義。

        [1]程長(zhǎng)明.人工挖孔樁結(jié)合高壓旋噴樁在高層建筑基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J].鐵道建筑,2009(8):98-100.

        [2]郭可誠(chéng),陳磊,廖丁文.深圳地鐵5#線興東站深基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)[J].鐵道建筑,2010(3):43-45.

        [3]聶耀俊.旋噴樁在重載既有鐵路路肩加固加寬中的應(yīng)用[J].山西建筑,2010,36(13):225-256.

        [4]史紅福,李濤.深基坑支護(hù)中護(hù)坡排樁及旋噴樁聯(lián)合體的應(yīng)用[J].山西建筑,2010,36(17):90-91.

        [5]張志民,馬連強(qiáng).高壓旋噴樁在膠濟(jì)客運(yùn)專線地基處理中的應(yīng)用[J].鐵道勘察,2009(4):86-88.

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