臨近既有橋的地鐵高架基礎基坑圍護設計及施工

王延安

摘 要：文章介紹地鐵結構臨近既有橋梁基礎的一種特殊防護措施，主要分析了地鐵橋樁基礎緊鄰既有橋樁基礎的施工特點、難點，并在此基礎上介紹了深基坑防護及監測關鍵技術。

關鍵詞：既有橋基礎間新建橋梁基礎施工；難點；深基坑；既有橋防護

中圖分類號：TU470.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）18-0171-02

1 工程概況

1.1 擬建浐河大橋工程位置

浐河大橋位于東二環延伸段廣安路跨浐河段，為（55+88+55）m連續剛構橋梁，自018#～021#墩跨越浐河西路、浐河和浐河東路，從現有的兩座浐河公路主橋與北側輔橋之間7.8 m左右的空間通過，大橋軸線與河道主流夾角約60 ？觷，較既有新浐橋高約12 m。主橋的19#墩主承臺位于浐河西路的東側、河道砌石護坡及河床內，距浐河西路最小距離約2 m；20#墩承臺位于浐河河道砌石護坡及河床內，距浐河東路主道西側最小距離約2 m。現以浐河大橋19#墩基礎施工防護進行詳細說明，既有新浐橋與新建浐河大橋19#基礎位置關系，具體如圖1所示。

1.2 河中19#主墩基礎設計簡述

19#主墩下設6根Ф180 cm、長85 m鉆孔樁，承臺尺寸：13.0 m×8.4 m×4 m。承臺底標高378.055 m，地面標高389.488 m，基坑深度11.4 m。

1.3 主墩處工程地質

主墩位于浐河主河槽和河道護坡內。工程地質：人工填土-沙類土、碎石土、第四系全新統早期沖積的粉質粘土、粉土；素填土主要分布于河道兩岸大堤，以中粗砂、卵石、粘性土為主，厚度不等；河道表層以下主要分布為粉土、中、粗砂層、圓礫層、粉質黏土層及砂礫層。

2 既有橋基礎間新建橋梁基礎、深基坑的施工難點

及應對措施

2.1 施工難點

①既有橋兩橋之間空間狹小，鉆孔樁樁徑大、樁基超長，施工難度大；②承臺位于河道內，埋深較深；地質不均，含較大塊卵石，地質透水性較強；如何確保承臺基坑圍護結構的穩定和防水功能，是本工程施工難點；③在基坑的支護和防水體系施工時，減少對既有橋基礎影響范圍內的土體擾動，也是本工程施工的關鍵點。

2.2 應對措施

①克服周邊環境、地質影響，合理選擇主墩鉆孔機械設備，合理鉆孔工藝質量控制，防止鉆孔過程中坍孔，確保超深孔樁基順利實施；②基坑開挖時，對稱開挖，隨挖隨撐，及時封底，封底混凝土達到設計70%強度時，方可拆除第三道支撐；以控制基坑變形及穩定，減少因基坑開挖對既有橋的安全影響。

3 主墩深基坑圍護、止水帷幕的結構設計

主墩承臺樁圍護結構外側平面尺寸為15.2 m×10.60 m，主墩承臺圍護結構形式為Ф100 cm鉆孔灌注樁+三道內支撐，主墩承臺樁圍護鉆孔灌注樁排樁距離現有公路承臺最小距離為90 cm，19#墩承臺圍護樁樁長18 m。圍護樁內側噴射10 cm厚C20噴射混凝土，鉆孔灌注樁樁間及周邊采用旋噴樁咬合進行地基加固、止水，旋噴樁直徑為60 cm，孔距45 cm，長度同圍護樁樁長。基坑基底設1.5 m厚的C25混凝土封底。

4 主墩深基坑圍護、止水帷幕結構的施工技術

4.1 橋梁基礎施工流程

樁基施工作業平臺填筑→樁基施工→承臺圍護結構（排樁+咬合旋噴樁）→承臺基坑開挖支護施工→承臺及上部結構施工。

4.2 主墩樁基施工

橋墩均采用樁基礎，根據地質情況，鉆孔樁采用GW-25型氣舉反循環鉆機鉆孔施工。樁基采取跳孔施工，控制好泥漿護壁質量和孔內水頭，防止因坍孔影響既有橋樁基周邊土體穩定，施工過程中采用濾砂機將泥漿過濾后循環利用。

4.3 主墩圍護樁施工

既有橋下凈空高度僅5 m，承臺基坑圍護φ100 cm排樁選用作業高度4.5 m的反循環鉆機成孔，現場可根據排樁的具體設計情況采用“跳打法”合理安排施工順序。鋼筋籠分節加工，機械連接接高下沉的方式進行施工。

4.4 主墩圍護咬合旋噴樁施工

①旋噴樁施工；②技術措施。

5 主墩深基坑開挖、支護的施工技術

旋噴樁止水、加固地層施工完并達到齡期后，再進行承臺基坑開挖。承臺基坑深度11.4 m，分三層開挖與支撐，采用長臂挖掘機及小型挖掘機配合開挖，基底剩余30 cm采用人工開挖找平，各層土方開挖后及時架設鋼支撐，做到隨挖隨撐；每層開挖至鋼支撐底以下0.8 m，即進行鋼支撐安裝。圍護樁內壁采用掛網噴射混凝土；開挖至基底后，及時澆筑封底混凝土，確保基底穩定。基底封底時，要根據基坑內滲水情況，采取干式封底。干式封底要預留坑底抽水井抽水，待封底混凝土強度達到要求后，再封閉抽水井。待封底混凝土達到設計強度70%后，拆除第三道支撐，開始承臺主體施工，第二道支撐待主墩承臺強度達到設計強度后予以拆除。

6 基礎深基坑、橋梁防護監測

6.1 監測項目及指標

6.1.1 既有橋梁墩身沉降監測

對既有連續梁施工期間的沉降觀測量按照累計總沉降量10 mm控制，沉降差5 mm；預警值按照應急值的80%進行控制。

6.1.2 道路沉降監測

對既有道路布設沉降觀測點進行監控，道路沉降量按0.1%的基坑深度和計算值間取小值進行控制，沉降觀測量按11 mm控制；報警值按照應急值的80%進行控制。

6.1.3 基坑監測項目

根據周邊環境綜合分析，本基坑類別一級級基坑進行監測設計。①圍護樁頂水平位移：按0.1%的基坑深度進行控制，沉降觀測量應急值按12 mm控制，達到該數值的80%采取應急措施。②樁體變形：按0.1%的基坑深度和計算值間最小值7.6 mm作為應急值進行控制，報警值按照控制數值的80%進行控制。③支撐軸力：預警值按照設計軸力的80%進行控制。

6.2 監測過程及結論

根據結構施工順序對就有橋梁、道路的影響，本次監測分四個階段，即分別在主墩樁基施工、圍護樁（含旋噴樁）、基坑開挖支護及主墩基礎施工過程中，對既有橋、道路進行沉降和不均勻沉降觀測。在通過合理控制主墩樁基施工工藝，嚴格執行圍護樁、旋噴樁跳孔施工，合理進行基坑開挖支撐施工，和及時完成承臺施工的時間控制；在施工過程中，既有橋梁縱向相鄰墩累計沉降5 mm、不均勻沉降累計2.6 mm；確保了既有橋梁的安全運行和基坑施工安全。

7 結 語

本文在介紹地鐵結構基礎緊鄰跨河既有橋基礎施工時，根據地鐵基礎埋深與既有橋樁基位置關系等，可采取圍護樁外加旋噴樁防水的方式，進行深基坑支護、防水設計及施工。通過合理施工工藝措施及監控量測技術，以指導超深樁基及深基坑施工，確保既有橋的運營安全。

參考文獻：

[1] 賀先德.臨近地鐵的深基坑圍護結構換撐技術研究[J].建筑施工，2014，（3）.