[摘要]鐵路橋梁的深基坑施工一直是施工的難點和高風(fēng)險點,工程項目人員要通過多舉措并用的方式,項目部按期、保質(zhì)、保量的完成了橋梁鐵路橋梁深基坑的施工,希望所述的經(jīng)驗可以給大家?guī)硪稽c幫助。
[關(guān)鍵詞]鐵路橋梁;深基坑;鋼板樁;基坑監(jiān)測
近年來隨著建設(shè)工程的深基坑支護(hù)技術(shù)的不斷提高,基坑圍護(hù)的新工藝大量應(yīng)用于鐵路橋梁橋梁施工中,并不斷創(chuàng)新。鄰近鐵路橋梁深基坑施工采用鋼板樁加內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)時,施工前做好嚴(yán)密的施工組織,施工方案優(yōu)化并切合實際,使基坑施工既滿足安全性要求的同時,發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。
1、工程概況
某大橋跨鐵路連續(xù)橋梁,橋位起訖里程DK97+956.360~DK98+223.170,墩號為1320#~1323#墩,其中主墩1321#和1322#跨越鐵路,與鐵路相交里程為:K464+315,交角為23。。1321#和1322#主墩承臺設(shè)計為八邊形,1321#承臺邊緣距離鐵路防護(hù)欄最近距離為5.5m,1322#承臺距離防護(hù)欄為5.1m。1321#和1322#主墩承臺為轉(zhuǎn)體梁承臺,承臺結(jié)構(gòu)由下承臺、轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)、上承臺組成,轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)組成。下承臺高度4m。上承臺為圓形,高度2.6m,永久固結(jié)后直徑為12.5m。地質(zhì)條件為:地表層為飽和粉土,覆蓋層厚約4.5m,地基承載力為120KPa。以下為粉質(zhì)黏土,地基承載力為220KPa,再往下是飽和細(xì)砂、粉質(zhì)黏土、飽和粉土,地基承載力為170KPa~250KPa。
2、深基坑防護(hù)
1321#墩和1322#墩為跨線主墩,承臺開挖深度最大分別為5.0m和5.0m。根據(jù)現(xiàn)場勘測,結(jié)合橋墩位置的地質(zhì)條件,確定采用拉森VI型鋼板樁支護(hù),同時對靠近鐵路一側(cè)的地基采用注漿加固處理。2.1地基加固經(jīng)過現(xiàn)場勘查和分析,確定采用注漿法對受基坑開挖影響的鐵路路基進(jìn)行加固,注漿采用花管注漿法。漿液采用P042.5普通硅酸鹽水泥,注漿管采用鋼管,管徑50mm,注漿孔采用梅花形布置,間距0.8m。根據(jù)以往施工經(jīng)驗,注漿加固有效影響半徑達(dá)到0.5m以上。
2.1.1注漿孔布置見圖1??胯F路路基坡腳位置設(shè)置1排,其他注漿孔靠近承臺基坑設(shè)置,共設(shè)置4排,注漿孔間距0.8m,梅花形布置,每一排設(shè)置20孔。
2.1.2鉆孔采用潛孔鉆機(jī)造孔,套管跟進(jìn)成孔。鉆孔直徑100mm,最大鉆孔深度8m,鉆孔通過飽和細(xì)砂層時,由于鉆孔產(chǎn)生的振動容易使砂土產(chǎn)生液化而產(chǎn)生塌孔,采用跳孔鉆進(jìn)的施工方法。
鉆孔按照長短相間的方式布置,靠近鐵路第一排和第三排的鉆孔深度按8m設(shè)置,第二排和第四排按4m設(shè)置。注漿孔鉆孔深度布置見圖2。成孔后對鉆孔孔深及角度進(jìn)行檢查,合格后插入注漿花管?;ü懿捎娩摴?,管徑50mm,注漿管開孔間距300mm。插管過程中,為防止泥沙堵塞噴嘴,可以用較小的壓力邊下管邊射水。
2.1.3注漿漿液采用純水泥漿,水泥為P042.5普通硅酸鹽水泥。攪拌機(jī)采用葉式機(jī)械攪拌機(jī),漿液攪拌均勻過篩后,再泵送注漿。注漿過程中漿液應(yīng)連續(xù)攪拌,攪拌時間大于120s。水泥漿水灰比(重量比)為1:0.8~1:1(水泥:水),可根據(jù)注漿難易程度調(diào)節(jié)。注漿開始后要連續(xù)進(jìn)行,避免中斷。注漿壓力控制在0.6MPa~1.0MPa,漿液流量為7~10L/min,注漿壓力穩(wěn)定后保持10min。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)下列情況綜合決定:a、注漿量達(dá)到設(shè)計要求;b、注漿壓力超過試驗確定值;c、注漿口冒漿。注漿芯管雙向密封,保證上下密封良好。待封殼料初凝后,插入雙向密封注漿芯管自下而上進(jìn)行注漿。每次注漿完畢后用清水沖洗管中的殘留漿液,防止堵管。注漿過程中如出現(xiàn)地面冒漿或壓力突變,應(yīng)立即停止注漿,查明原因,采取措施。
2.2鋼板樁防護(hù)承臺基坑開挖前,先進(jìn)行鋼板樁防護(hù)。下承臺為八邊形,外擴(kuò)1.5m后設(shè)置鋼板樁,鋼板樁總長度為(7.96+10.15)×4m。選用長度為12.0m的拉森VI型鋼板樁。鋼板樁埋深8m(基坑以下),在頂部設(shè)置1圈圍檁和并設(shè)置支撐,圍檁采用45a雙工字鋼。主支撐采用φ40cm無縫鋼管,輔撐采用直徑φ20cm鋼管(雙支撐),對撐與圍檁卡接,鋼管交叉部分采用焊接?;拥撞坎捎肅30混凝土封底,封底厚度為50cm。鋼板樁支護(hù)平面布置見圖3。
3、深基坑開挖
采用長臂挖掘機(jī)進(jìn)行基坑開挖,先撐后挖。基坑分3層進(jìn)行開挖,每層開挖深度約1.8m。開挖基坑前,先對既有線路基進(jìn)行防護(hù)。施工過程中,監(jiān)測人員應(yīng)全程監(jiān)控既有鐵路路基邊坡的位移和變形。基坑外側(cè)土壓力通過圍檁傳遞到支撐,圍檁和支撐施工按以下要點進(jìn)行控制。
(1)圍檁托架安裝:為保證圍檁的安裝位置,托架定位必須準(zhǔn)確,托架頂面高差不超過2mm。托架采用32a雙槽鋼制作,焊接在鋼板樁壁上。
(2)圍檁安裝:基坑支護(hù)凈尺寸兩個方向均超過6m,圍檁工字鋼需要接長,滿焊后再采用15mm鋼板幫焊。順橋向和橫橋向圍檁接觸處采用雙層三角筋板固定,圍檁與鋼板樁之間的空隙采用鋼板楔塊楔牢。
(3)支撐安裝:主支撐采用φ40cm鋼管,每根長度為19.9m,橫、縱向均布置2根,間距為6.0m,中間采用φ20cm鋼管作為輔撐斜撐在主鋼管上。支撐端部采用15mm鋼板制作法蘭板,支撐與圍檁之間焊接連接。斜撐與圍檁采用型鋼制作端塊,端塊與圍檁間焊接雙層15mm鋼板防滑塊。
4、基坑監(jiān)測是保證基坑施工安全和既有鐵路路基安全的重要內(nèi)容,在基坑施工過程中,要自始至終進(jìn)行監(jiān)測
4.1監(jiān)測時間及范圍監(jiān)測時間從地面加固注漿施工前一天至承臺基坑回填完成為止。觀測范圍為開蘭特大橋1321#、1322#墩臺,鄰近既有線的兩個橋墩承臺基坑開挖施工,每個基坑設(shè)置6個觀測點,共12個觀測點。
4.2觀測點布置變形測量點分為基準(zhǔn)點和變形觀測點二類,按下列要求布設(shè)?;鶞?zhǔn)點:利用既有的GPS點所設(shè)置的加密點,并建立在沉降變形區(qū)以外的穩(wěn)定地區(qū)。變形觀測點:埋設(shè)于既有鐵路路肩位置。觀測斷面設(shè)置:在既有鐵路線方向護(hù)欄外50cm路肩上布置,每3m設(shè)置一個監(jiān)測點。一個基坑設(shè)6個變形觀測樁,布置于路肩基坑開挖對應(yīng)中心和兩側(cè)。觀測點距離監(jiān)測點距離為80m。
4.3觀測采用全站儀測量距離,采用水準(zhǔn)儀測量變形觀測點標(biāo)高。施工期間每天采集2次數(shù)據(jù),如觀測樁沒有變化,每天采集1次數(shù)據(jù),直到承臺施工完成。如發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點位移和沉降達(dá)到8mm,應(yīng)立即報告既有線鐵路部門,如位移和沉降達(dá)到10mm,立即停止施工,并采取有效的加固措施。待承臺基坑回填完成后,鐵路路基沉降和位移無變化時,觀測即可停止。
結(jié)語:
緊鄰既有線基坑施工風(fēng)險較大,尤其是深度超過5.0m的深基坑施工,容易造成既有鐵路路基變形甚至產(chǎn)生坍塌,嚴(yán)重影響既有鐵路運營安全,本工程在承臺深基坑開挖施工中,采用了鋼板樁防護(hù)和對既有鐵路路基進(jìn)行注漿加固,同時設(shè)立路基邊坡?lián)跬翂?,并通過監(jiān)測,實時監(jiān)控既有鐵路路基穩(wěn)定情況,保證了施工和鐵路運營安全,對類似工程有很好的借鑒作用。