李瑞維

摘 要：大型鐵路橋梁是確保鐵路安全生產(chǎn)和運輸暢通無阻的重要基礎(chǔ)設(shè)備之一，隨著我國高速鐵路、客運專線和城際鐵路的快速發(fā)展，這些鐵路對橋梁建筑設(shè)計的要求越來越高。依托新建青島至連云港鐵路ZQ-4標(biāo)挖井基礎(chǔ)施工，對挖井基礎(chǔ)施工工藝進行了詳細的闡述，希望能為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：堅硬地質(zhì)；鐵路；橋梁；挖井基礎(chǔ)

中圖分類號：U445 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.130

隨著我國高速鐵路、客運專線和城際鐵路的快速發(fā)展，各種橋梁相繼應(yīng)用于鐵路建設(shè)。高速鐵路、客運專線和城際鐵路的標(biāo)準(zhǔn)高，橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工技術(shù)和施工難度高。在鐵路橋梁基礎(chǔ)中，挖井基礎(chǔ)占據(jù)著重要地位，如何充分利用現(xiàn)場條件，提高施工效率，又好又快地完成堅硬巖石深基坑開挖防護，對橋梁施工人員來說是一個難題。

1 工程背景

新建青島至連云港鐵路ZQ-4標(biāo)線路起訖里程為DK165 +339.11～DK191+234.315，全長25.895 km，橋梁共計15.157 km。其中，雙線特大橋5座，雙線大橋4座，中橋4座，框構(gòu)橋2座，旅客地道1座，共設(shè)計挖井基礎(chǔ)134個。

2 工程特點

施工采用鋼筋混凝土護壁作為基坑開挖防護，與鋼板樁內(nèi)相比，減少了成本的投入，且施工速度快；縮短了基坑暴露時間，保證了基坑護壁的安全性。

3 施工工藝原理

基坑開挖要利用反鏟式挖掘機進行垂直分層開挖，嚴禁采用機械放坡的方法施工。土質(zhì)基礎(chǔ)挖井應(yīng)采用分節(jié)開挖的方法，每節(jié)高度控制在1 m左右，挖一節(jié)，支護一節(jié)。挖井井內(nèi)除土應(yīng)先從中間開始，對稱、均勻地逐步向四角處挖土。

當(dāng)遇到不良土質(zhì)、滑動面和流砂時，縮短每個循環(huán)的開挖深度。堅硬巖層采用松動爆破法，機械出渣時，人工配合清渣?；娱_挖在4.0 m以內(nèi)時利用反鏟式挖掘機直接出渣，裝15 t自卸車運至棄渣場；當(dāng)坑深超過4.0 m時，采用卷揚機配和人工出渣，裝載機裝15 t自卸車運輸至路基填筑現(xiàn)場或棄渣場。

當(dāng)基坑有水時，在基底中間設(shè)集水坑，集中將水排出坑外，保證工作面處于干燥環(huán)境。井內(nèi)排水采用潛水泵抽水，井外排水通過臨時水溝排水。

開挖至基底預(yù)留20 cm保護層時，采用風(fēng)鎬開挖至設(shè)計高程。基底出渣結(jié)束后，找設(shè)計地質(zhì)工程師現(xiàn)場確認?；A(chǔ)現(xiàn)場確認后，找監(jiān)理工程師驗收。完善驗收合格資料后，立即澆筑一層10 cm厚的C15混凝土墊層，避免因基底外露時間過長而降低地基的承載力。開挖時，應(yīng)連續(xù)下挖，減少中途停頓的時間。下挖過程中，應(yīng)掌握土層情況，做好下挖記錄，選用最有利的下挖方法。

4 關(guān)鍵工序的施工工藝和操作要點

4.1 平整場地

清除場地內(nèi)的雜物，清理至設(shè)計挖井基礎(chǔ)頂面標(biāo)高處，清理出足夠的工作場地和工作平臺。根據(jù)測設(shè)的基礎(chǔ)井口輪廓，在井口四周挖排水溝，做好排水系統(tǒng)，及時排除地表水；搭好井口雨棚，安裝提升設(shè)備，布置好出渣道路，合理堆放材料和機具，避免增加井壁壓力，影響施工及其安全；井口周圍采用混凝土圍圈鎖口的方法予以圍護，其高度高出地面20～30 cm，防止土、石、雜物滾入井內(nèi)傷人。

4.2 測量放樣

根據(jù)測量控制點布設(shè)施工測量控制網(wǎng)，依據(jù)控制網(wǎng)，用全站儀準(zhǔn)確地放出基坑軸線，再放出基坑4個角的控制點，并在縱橫向設(shè)置護樁。護樁要設(shè)置在穩(wěn)定且不易破壞的地方。樁位用長木樁和水泥釘打入地面，作為樁的中心點標(biāo)記，并用紅油漆圓圈作為記號。施工放樣結(jié)束后，報請監(jiān)理工程師檢驗。經(jīng)檢驗合格后，進入下道工序。

4.3 鎖口施工

為了提高工作效率，地面以下采用挖掘機配合人工的方法進行挖掘。挖掘機開挖對象為基礎(chǔ)中心部分，靠近井壁四周約50 cm寬度范圍內(nèi)采用人工開挖整修，盡量避免超挖。第一次開挖深度要控制在1～1.5 m的范圍內(nèi)，開挖完畢經(jīng)測量復(fù)核，井口平面尺寸和井壁垂直度符合設(shè)計要求后，立即進行鎖口和護壁混凝土施工。

為了加強井口支護和周邊安全，要設(shè)置鋼筋混凝土鎖口。鎖口高度要高出地面20～30 cm，并采用鋼模板現(xiàn)澆鋼筋混凝土，尺寸為50 cm×50 cm；采用C20砼，砼內(nèi)設(shè)置φ16單層鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格尺寸為25 cm×25 cm。

4.4 開挖及支護

井身開挖要采用垂直開挖（嚴禁機械放坡開挖）、邊挖邊護的開挖方式。開挖平面尺寸根據(jù)基礎(chǔ)尺寸和護壁厚度確定。根據(jù)設(shè)計要求，采用C20鋼筋混凝土護壁，其厚度為50 cm，所以在施工中，周邊尺寸要比設(shè)計基礎(chǔ)尺寸大50 cm。

護壁采用C20混凝土，內(nèi)設(shè)置φ16單層鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格尺寸為25 cm×25 cm，以增加護壁的強度和穩(wěn)定性。為方便護壁混凝土入模和振搗，可將護壁模板支立成上口大、下口小的斜坡形式。根據(jù)護壁的設(shè)計厚度，上口寬度可定為55 cm，下口寬度可定為45 cm。也可按照整體式無斜坡的形式設(shè)置護壁，但每環(huán)必須間隔10 cm以上。

為保證井壁的穩(wěn)定性，將第二節(jié)以下護壁分節(jié)高度確定為1 m，即每開挖1 m并整修坑壁后，及時進行護壁混凝土澆筑，而且還需在上一節(jié)護壁混凝土澆注完12 h后再進行下步開挖。開挖時，可按長度分為3段，每開挖1 m，就要及時綁扎鋼筋、支模澆注混凝土，防止側(cè)壁坍塌。對于地面3 m以下基坑，可采用小型挖掘機吊裝入井挖井，然后通過人工配合汽車吊的方式進行挖土提升。成井后，立即進行護壁混凝土的澆注。

在施工過程中，需確保護壁混凝土的厚度和澆筑質(zhì)量，基礎(chǔ)四角要澆注成整體混凝土護壁，并注意觀察護壁混凝土是否有開裂現(xiàn)象。在挖較深的井時，為保證井壁和井內(nèi)作業(yè)人員的安全，必要時，可采用φ150 mm鋼管對井壁進行支撐加固。立模時，需注意預(yù)埋橫向鋼管支撐的墊板（采用30 cm×30 cm的8 mm的厚鋼板）。

為方便井內(nèi)施工，保障井壁的穩(wěn)定性，需及時排除地表水和地下水。在開挖過程中，可在井內(nèi)設(shè)置集水井，并用潛水泵進行集中抽水。

在挖井的過程中，需經(jīng)常檢查基礎(chǔ)尺寸和平面位置，截面尺寸必須滿足設(shè)計要求?；A(chǔ)挖掘和支撐護壁兩個工序必須連續(xù)完成，不宜中途停頓，以防坍塌。

4.5 檢測

在開挖過程中，需對井的中心位置和四周輪廓尺寸及時進行測量、復(fù)核，以確保符合設(shè)計尺寸要求?；赘叱倘菰S誤差為：土質(zhì)±50 mm；石質(zhì)+50 mm，-200 mm。

開挖至井底設(shè)計標(biāo)高時，要馬上進行地質(zhì)核對，并檢測地基承載力是否符合設(shè)計要求。如果井底地質(zhì)與設(shè)計不符，或地基承載力不能滿足設(shè)計要求時，必須及時與監(jiān)理單位和設(shè)計單位取得聯(lián)系，并提出變更設(shè)計申請等。

當(dāng)檢測后，井內(nèi)尺寸、平面位置和基底承載力符合設(shè)計要求時，要及時進行基礎(chǔ)混凝土澆筑，基底不可暴露過久。

4.6 混凝土灌注及養(yǎng)護

4.6.1 澆筑前檢查

開始灌注前，再次檢查、復(fù)核井底標(biāo)高，確保其無誤，且井底無積水后方可進行混凝土灌注。

4.6.2 混凝土的拌和及運輸

混凝土拌和由攪拌站集中拌和，然后利用混凝土攪拌運輸車運至現(xiàn)場?；炷列柽x用低水化熱水泥，并摻入適量的粉煤灰和緩凝型外加劑，減少水泥用量。砼運輸由攪拌運輸車直接經(jīng)串筒入模分層進行灌注。灌注前，需進行坍落度、擴展度、含氣量等的檢測。灌注中，要按要求做好混凝土試件。

4.6.3 混凝土灌注

混凝土澆筑前，應(yīng)將基礎(chǔ)墊層清理干凈，并灑水濕潤。基礎(chǔ)混凝土在拌和站集中拌制，然后由混凝土攪拌車運輸至施工作業(yè)面進行澆筑。根據(jù)各基礎(chǔ)深度不同，基礎(chǔ)采取分層連續(xù)澆筑的方法澆筑到設(shè)計高程。砼通過溜槽入倉，為避免混凝土因施工不當(dāng)而發(fā)生離析現(xiàn)象，澆筑時，混凝土自由落差必須小于2 m（如果超過2 m，需采用串筒下料）。在混凝土人工平倉中，每層鋪筑厚度要控制在50 cm左右。振搗器作業(yè)時，其移動間距不允許超過其作用半徑的1.5倍。為保證混凝土的澆筑質(zhì)量，振搗棒應(yīng)插入下層混凝土5 cm左右，混凝土振搗時間要符合規(guī)范要求。澆筑結(jié)束后，要采用無紡布覆蓋，并灑水養(yǎng)護。

5 結(jié)束語

堅硬地質(zhì)鐵路橋梁挖井基礎(chǔ)快速施工技術(shù)在新建青島至連云港鐵路站前4標(biāo)挖井基礎(chǔ)施工中得到了很好的應(yīng)用，在保證施工安全和工期的前提下，實現(xiàn)了特殊地質(zhì)條件下挖井基礎(chǔ)的快速施工，大大降低了安全風(fēng)險和施工成本，縮短了工期，提高了施工質(zhì)量。

參考文獻

[1]李建偉.淺談鐵路橋梁挖井基礎(chǔ)施工技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015（6）.

[2]雷金園.白洋河大橋挖井基礎(chǔ)施工[J].全文版：工程技術(shù)，2015（12）.

〔編輯：王霞〕