某工程特大桥深基坑施工案例浅析

摘要:本文以某工程特大桥深基坑为例,简述了针对既有地质,采取相应的施工方案是工程人员必须考虑的问题,以期对类似工程有借鉴作用.

关键词:基坑；钻孔桩；施工防护

中图分类号： U443 文献标识码： A 文章编号：

1．工程概况

沪宁城际轨道交通是长江三角洲地区城际客运铁路规划线网的主骨架，该特大桥位于江苏省常州市境内，整座桥的走向基本平行于既有京沪铁路。31#及32#墩是本桥连续梁的主墩， 31#、32#墩开挖断面示意图见下图表。

地质情况：既有线为机械填筑的路基，已经运营有几十年。根据桩基钻孔资料，31#墩墩位处地质情况为：0~7.8m为黏土，7.8~28m为粉砂，28~32.5m为铁锰结核黏土；32#墩墩位处地质情况为：0~8.7m为粉砂，8.7~25.5m为粉质黏土，25.5~40.3m为粉土。

31#及32#墩承台侵入既有线护栏，基坑较深，受既有铁路护栏的影响，基础施工时需拆除护栏。31#、32#墩基础均为12-Ф1.5m的桩基础，桩长分别为96m及94m（钻孔深度达104m及102m），靠既有线侧已经伸入路基边坡，从既有线路肩起算开挖深度分别为10.7m，10.1m。

既有线路肩上有接触网柱，接触网为2.7万伏的高压线，接触网柱外侧0.8米还有一条高压回流线，最大时达到0.4万伏，安全距离按2米考虑。

图1.31#、32#墩开挖断面示意图

2施工方案

2.1基础承台施工

（1）总体方案

该桥31#、32#主墩基坑开挖原设计采用钢板桩防护，考虑到主墩的基坑深度比较深和承台尺寸比较大，根据施工现场实际地质情况决定：①先建后拆护栏，回流线落地；②主墩31#、32#基坑防护靠既有线侧及临河侧采用钻孔桩防护；③承台四周采用钢板桩及注浆止水防护；④基坑开挖期间该处施工范围前后50米对既有线昼夜限速45km/h。

（2）施工方案说明

31#、32#墩基坑开挖采用钻孔桩+钢板桩（承台四周）防护方案。施工防护桩前先联系铁路相关管理部门，将接触网回流线落地通过本施工区段；并在30#~35#墩间，在既有路肩边安装临时钢护栏；最后拆除30#~35#墩间既有护栏。

基坑开挖前先在既有线一侧及临河侧施工Ф0.8米的钻孔防护桩。既有线侧桩中心距离承台边缘1.0米，临河侧桩中心距离承台边1.6米，钻孔桩连续排列，不留间隙，桩长20米；桩主筋采用Ф16的圆钢，间距0.2米；在桩顶部设帽梁将钻孔桩连成一个整体，帽梁厚度为0.48米；承台四周再插打一排拉森钢板桩防护，减少坑壁渗水。基坑底部采用1m厚水下混凝土封底，在水下砼灌注前紧贴钢板桩铺设竹胶板，以便于钢板桩。防护桩施工前需要填筑作业平台，钻机底盘位置有90%在既有老路基上，钻机是稳定的，只需要填筑施工作业平台，采用A、B组填料分层填筑。

钻孔桩达到一定强度后，开始插打承台四周的钢板桩，采用拉森钢板桩。施工时先打既有线对侧的钢板桩，再施工横桥向的钢板桩，最后插打既有线侧的钢板桩，钢板桩主要用于辅助止水，桩长18m。靠既有线一侧的钢板桩紧挨承台边缘插打，浇筑封底和承台混凝土时设置泡沫板隔离层，便于拔桩；其他三面钢板桩距离承台边缘0.7m，围堰内设置3道内撑，第一道设于地面下1.0m处，第二道设于承台顶面位置，第三道设于承台底部，内撑与钢板桩接触位置设置工字钢围檩，第一道和第二道斜撑和边梁采用2I40a工字钢，第三内撑及边梁采用2I56a工字钢，详见围堰内支撑结构图。

防护桩施工时先施工钻孔桩，再施工钢板桩，等钻孔桩强度达到90%以上时，方能开挖基坑。注浆止水采用地质钻钻孔、压力注浆，在钢板桩外侧（既有线边及临河边在钻孔桩外侧）注二排浆，注浆间距1米，呈梅花形布置，钻孔深度为18米（靠既有线侧20米）。

（3）慢行及防护

①施工慢行计划

由于离既有线太近，且基坑开挖深度达10.7米（靠既有线侧至承台底深度），在基坑开挖及承台施工期间，DK126+580-DK126+772段（相对于既有线里程K1276+508-K1276+700）既有线昼夜限速45km/h。该段线路养护维修全部委托给具有丰富施工经验的工务段领工区进行。

②施工防护办法

慢行地段防护图

（4）基坑开挖及回填

31#与32#承台开挖采用间隔开挖，先开挖31#,后开挖32#,不连续进行。施工前做好充分的施工准备，基坑开挖采用机械（抓泥机）配合强力吸泥泵施工，基坑内渗水采用抽水泵抽出基坑外。土方开挖后应连续作业，承台混凝土浇筑后立即回填既有线侧。

承台四周回填，靠既有线侧路基边坡1：1.5范围内采用A、B组料分层填筑，压实满足路基填筑要求，其它三侧采用原状土回填。基坑顶面四周挖排水沟,排除地表雨水。基坑底排水过程中，当出现大量砂漏应停止抽水，采取加固措施。

基坑开挖时，应观测坡面稳定情况。当发现沿坑顶面出现裂纹、坑壁松塌或遇涌水、涌砂时，应立即停止施工，加固处理后，方可施工。基坑开挖前与气象部门联系，了解开挖后期一周的天气情况，做好预防应急准备。

3．既有线监测

由于基坑离既有线很近，为确保既有线的安全，派专人进行跟踪监测。

（1）施工前，与铁路有关部门办理观测人员进入既有线相关手续。

（2）布监测点，在桥涵基坑对应的既有线路肩上布置观测点，每个承台的测点总数不应少于5个，其密度应视变形情况而定。

在既有线路肩上沪栏外埋设沉降观测桩（点），埋设前先清除路肩上浮喳，埋设规则，观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面5mm，表面做好防锈处理。

（3）派专人进行观测和整理数据，施工期间每天最少观测1次，在土方开挖基坑成型的初期、沉降量突变和雨后应加大观测的频次，每小时观测1次，密切监控路基变形。发现异常及时向上汇报，并且报铁路运营部门对轨道进行监测。

（4）监测安全要求：考虑到既有铁路速度高，防护难度大，监测前必须与铁路工务、车站、派出所等有关部门办理相关手续，必要时派驻站联络员及现场防护员进行跟踪防护，确保监测人员人身及行车安全。

（5）既有线轨道监测全部委托给工务段监测。

（6）严格按监控量测来指导施工，当路基变形量达到警戒值时就立即停止施工，并立即联系工务段监测人员对轨道进行监测，待变形稳定后再恢复施工。

既有线45km/h慢行情况下路基变形警戒值按如下三者取最大值确定：①当次的变形量大于头一次的2倍；②当天的变形量超过8mm时；③累计沉降量超过30mm。

（7）基坑顶面四周挖排水沟,排除地表雨水。基坑底排水过程中，当出现大量砂漏应停止抽水，采取加固措施，并立即联系工务段监测人员对轨道进行监测。

（8）基坑开挖时，应观测坡面稳定情况。当发现沿坑顶面出现裂纹、坑壁松塌或遇涌水、涌砂时，应立即停止施工，并立即联系工务段监测人员对轨道进行监测，加固处理后，方可继续施工。

（9）建立观测数据汇报制度，必须请工务段巡查人员对观测数据进行确认，每天18：00将观测数据报工务段调度。

（10）接触网柱的监测。列车通过时观测接触网与弓的接触情况，如遇变化立即通知供电段。

4．减少对既有线干扰的措施

（1）施工期间加强安全管理，对既有线进行观测，并于开工前报运营部门审批后方可开工。（2）在施工前及施工期间采用适宜的方法和手段加强地质资料核对（含地下水），如有不符的，立即会同设计单位进行勘察及调整施工方案。（3）施工前应探明地下各类管线的位置，严禁盲目施工危及管线安全，钻机钻孔及承台开挖时采取有效的防护措施。（4）在进行基础开挖是注意对既有线的监测，防止因施工影响既有线路基的安全。（5）墩台身施工前，必须先在既有铁路一侧设置好防护网连续墙，确保施工机械和材料、机具不侵入既有线行车限界。

5．结束语

综上所述,工程施工总是以既有地质和相关条件为前提的，只有立足详实的前期数据观测，才能使工程顺利开展，此次深基坑开挖施工希望可以给类似工程一些借鉴。