趙海

(中鐵六局集團(tuán)鋪架分公司)

1 工程概況

鐵通公路尚志至五常段鐵通連接線下穿濱綏鐵路立交工程(濱綏線K139+176.906)位于濱綏線哈牡段尚志車站東480m處。項目設(shè)計起點K290+630，設(shè)計終點K290+ 800，總長170m，包括2～12m框構(gòu)，長度18m及U型槽。工點處有既有濱綏線正線二條和一條漢楓專用線，線間距分別為5.7m及5.27m。

1.1 基坑加固

在鐵路北側(cè)兩側(cè)有樓房，采用鉆孔灌注樁對基坑進(jìn)行加固。原設(shè)計在K290+630～K290+723.291m地段，整個基坑范圍內(nèi)打設(shè)高壓旋噴樁封水，樁徑0.6m，中心間距0.5m，咬合0.1m，加固深度2～4m，保證基坑無降水開挖?；由疃?～6.6m。支護(hù)樁徑1m，間距1.3m，樁長8～12m，樁身為C35鋼筋混凝土;冠梁及橫支撐采用C30鋼筋混凝土。冠梁截面尺寸1×0.8m;橫撐位于基坑冠梁處，采用鋼管作為橫撐。

1.2 相關(guān)設(shè)計參數(shù)及材料性能

(1)素混凝土容重:23kN/m3;

(2)鋼筋混凝土的容重:26kN/m3。

2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計算

2.1 計算模型

采用理正深基坑支護(hù)軟件進(jìn)行計算，見圖1。根據(jù)樁長，基坑深度及水平支護(hù)條件的不同，分段建立單元模型，分以下幾種情況進(jìn)行檢算，見表1。

2.2 地層參數(shù)

擬建場地地層從上至下依次為雜填土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、粗砂、角礫和礫砂，靜止水位2.8～3.0m，水位變幅2.0m。在結(jié)構(gòu)抗浮計算中考慮水位變幅的影響。地層參數(shù)見表2。

圖1 計算模型

表1 基坑支護(hù)計算工況

表2 地層參數(shù)

2.3 計算結(jié)果

計算結(jié)果見表3。

表3 計算結(jié)果

根據(jù)上述計算結(jié)果，在1～3工況下，樁的水平位移及地表沉降都較小，如果增大樁間距分別至2.6m及3.9m，計算結(jié)果如表4所示。

表4 計算結(jié)果

根據(jù)設(shè)計文件要求，最大地面沉降≤0.1%H，且≤30mm;圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移≤0.14%H，結(jié)合表1～表4結(jié)果，圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移除基坑深度4.9m，樁間距3.9m時不滿足允許值外，其他情況皆滿足要求(對應(yīng)基坑深度3.7m，4.3m及4.9m的允許值分別為5.1mm，6.0mm及6.8mm);地面最大沉降值雖然小于30mm，但是不滿足≤0.1%H(允許沉降值分別為3.7mm，4.3mm及4.9mm)。

根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，對建筑物地基允許變形的要求，砌體結(jié)構(gòu)局部沉降(兩點沉降差/兩點距離)＜0.002，根據(jù)沉降曲線進(jìn)行計算，結(jié)果見表5所示。

表5 建筑物局部變形值

根據(jù)表5結(jié)果，當(dāng)樁間距3.9m時，已經(jīng)不滿足建筑物局部傾斜控制標(biāo)準(zhǔn)。

3 U型槽抗浮檢算

進(jìn)行U型槽抗浮檢算時，抗浮力為結(jié)構(gòu)、路面及底板混凝土墊層等重量，水浮力計算時水位埋深取0.8m。

按照下式計算抗浮系數(shù)

式中:W為結(jié)構(gòu)底面積;γω為水的重度;H為計算水頭。

計算結(jié)果見表6，最小抗浮系數(shù)1.08，最大抗浮系數(shù)1.46。

對不同地段的U型槽抗浮進(jìn)行了驗算?？垢∠禂?shù)范圍值1.08～1.46，根據(jù)設(shè)計要求，抗浮系數(shù)不小于1.05，滿足要求。

表6 抗浮計算結(jié)果

4 優(yōu)化施工方案

4.1 U型槽基底堵水檢算結(jié)論

U型槽基底堵水措施不影響U型槽抗浮性能。由于鐵路北側(cè)的U型槽兩側(cè)有多層建筑物，且距離基坑較近，約4m，為防止工程施工過程中造成建筑物不均勻沉降，原設(shè)計采取了鉆孔樁外高壓旋噴樁止水，U型槽基底打設(shè)高壓旋噴樁封水措施，保證基坑不降水開挖，同時對基坑采用鉆孔樁防護(hù)設(shè)置橫撐，以減小地層垂直沉降及水平位移，這些都是對建筑物采取的保護(hù)措施。因此，對于U槽基底堵水設(shè)計方案，可以根據(jù)現(xiàn)場地下水現(xiàn)狀，進(jìn)行優(yōu)化施工。

4.2 支護(hù)鉆孔樁檢算結(jié)論

施工單位在參考對于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移及地面沉降的計算結(jié)果時，因為計算結(jié)果受施工時的地下水狀態(tài)及計算參數(shù)取值的影響較大，確定施工方案要嚴(yán)密謹(jǐn)慎，尤其是地下水狀態(tài)的影響。

4.3 基坑支護(hù)施工

根據(jù)建設(shè)項目工期安排，施工單位2011年9月至11月進(jìn)行了箱涵預(yù)制和頂進(jìn)(影響施工里程K290+705～723.3)和鐵路南側(cè)U型槽施工，采用原設(shè)計方案施工，水位2.5m，進(jìn)行了井點降水。2012年4月至6月進(jìn)行了鐵路北側(cè)U型槽施工(影響施工里程K290+630～723.3)，水位5m，最終確定施工里程K290+630～670之間鉆孔灌注樁隔一打一，取消了鐵路北側(cè)整個基坑基底打設(shè)高壓旋噴樁封水措施，分段施工快速成型的方案，其它仍采用原設(shè)計，安全順利完成了該區(qū)段U型槽施工，共計節(jié)省混凝土圬工217m3，旋噴樁27000m，極大地節(jié)省了工期，降低了施工成本。

［1］ 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010－2002)［S］.

［2］ 建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94－2008)［S］.

［3］ 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007－2002)［S］.

［4］ 江正榮.建筑施工計算手冊［M］.中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［5］ 鐵路工程設(shè)計規(guī)范使用手冊(1)［M］.中國鐵道出版社，2006.