臨近鐵路既有線的深基坑施工方案優化研究

鄧建斌

摘要：由于受到車輛荷載振動因素的影響，臨近鐵路既有線的深基坑施工面臨重重困境，因此采取有效手段，尤其是利用安全、經濟、可行的防護方案對優化臨近鐵路既有線的深基坑施工大有卑益，對促進施工的順利進展及保護國家和人民生命財產均具有重大意義。本文從臨近鐵路既有線的深基坑開挖及支撐技術要點入手，并提出深基坑施工優化方案。

關鍵詞：臨近鐵路；深基坑施工；方案優化

隨著城市化進程不斷推進，城市空間不斷壓縮，臨近鐵路既有線的深基坑施工工程愈加增多，但由于深基坑施工工程涉及巖土、結構、技術等諸多問題，加之深基坑工程若出現安全事故將會對國家和人民的生命財產才來巨大損失，這也使此類工程面臨諸多難題。

1臨近鐵路既有線的深基坑開挖及支撐施工的技術要點

首先，確定控制基坑施工引起地層移動的技術標準。在查清各種具體條件的基礎上，明確各項工程的合理技術標準及設計依據，并依據有關規范和規程，對施工過程中各個工況，特別是關鍵工況的基坑穩定性、支護結構的安全性以及坑周地層移動和對周圍建筑及設施的影響程度進行驗算，提出符合規定標準要求的基坑工程開挖和支撐施工設計，包括整個開挖施工程序、施工參數、施工監測設計和應變技術措施。

其次，開挖施工設計中要按控制地層移動的標準經計算分析提出安全而合理的施工程序及施工參數。無論在流塑、軟塑粘性上的軟弱地層或在地下水以上較密實砂性土或可塑、硬塑粘性土等較穩定的地層，基坑挖土因對地基卸荷而引起的基坑穩定和變形的問題，總是在不同程度上存在的，合理的開挖程序及開挖施工參數是確保基坑穩定和控制基坑變形符合設計要求的重要關鍵，各種地層的基坑開挖施工均應確定以下的基木要求：有支護基坑要分層開挖，層數為n+1，n為基坑內所設支撐的道數。每挖一層及時加好一道支撐或設好一道錨桿；對設內支撐的基坑，在每層上開挖中，同時開挖的部分，在位置及深度上，要以保持對稱為原則，防止基坑支護結構承受偏載；確定支撐及圍擦或拉錨的質量要求，特別是加工及安裝的允許偏心值，并在施工管理中，加強對支撐構件、拉錨構件的生產及安裝質量的保證措施；規定施工場地、土方、材料、設備的堆放場地及堆放量，限定基坑旁邊的超載；確保排水、堵水及降水的措施。嚴防圍護墻體發生水上流失而導致基坑失穩；合理確定地基加固的范圍及質量要求以及檢驗方法；配備滿足出土數量和時間要求的開挖設備、運輸車輛以及道路和堆場條件；提出監測設計，落實按監測信息指導施工防止事故的條件。

2臨近鐵路既有線的深基坑施工方案優化措施

2.1深基坑施工支護方案優化

深基坑支護結構根據地質水文情況和周邊環境以及功能要求有多種形式，每種形式根據地質水文情況不同，適用范圍各異，地下工程需要重點解決水的問題，止水效果如何也是選擇支護結構形式的重要依據。針對木工程基坑深，淤泥、砂層等軟弱地層分布范圍廣且厚度大，地下水豐富，周邊環境對基坑變形和地層失水要求嚴格，安全等級為特級基坑的特點，經過綜合比選，地下連續墻有剛度大、整體性好、變形相對小、能較好抗滲止水等優點，考慮到工程施工對支護結構剛度與止水要求，以及周邊環境保護等方面因素，選用地下連續墻作支護結構。此外，鐵路保護是木工程重點，為防止基坑開挖過程中基坑失水引起鐵路路基沉降，在鐵路側連續墻接頭位置增設旋噴樁止水。

支撐體系作為支護體系的一個重要組成部分，目前主要有鋼筋硅支撐、鋼支撐、斜拉錨和上釘墻及它們的組合等支撐形式。考慮到基坑受力和周圍環境要求，經過經濟技術比選，木基坑采用內撐式支撐體系；由于基坑安全等級和環境保護要求高，一方面要滿足支護體系受力需要，另一方面也要便于施工，木基坑第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐，利于加強基坑的整體剛度與穩定性，計算受力明確，其余各道支撐采用鋼支撐，安裝和拆除方便。支護結構采用荷載—結構模式，按荷載。增量法。進行計算，支護結構僅作為臨時基坑支護用，與車站側墻為重合墻結構。經設計計算論證，基坑支護體系方案為：采用800mm厚地下連續墻+內支撐，設置豎向七道支撐加一道倒撐，其中第一道為1200x800mm鋼筋混凝土支撐，水平按6m間距布置；第二至七道支撐和倒撐均為鋼管支撐，水平按3m間距布置。根據計算分析并結合經驗類比，設計地下連續墻的插入深度為：當基坑面位于<5-1>及<5-2>時為7m，當基坑面位于<6>時為6m，當基坑面位于<7>時為4.5m，當基坑面位于<8>時為3.0m，當基坑面位于<9>時為2.0m。

2.2深基坑開挖與支撐架設施工方案優化

基坑周邊環境復雜，故基坑變形控制要求嚴格。首先，基坑開挖施工方法。先取表層土并施作墻頂冠梁和鋼筋混凝土支撐。基坑上層8m深采用挖掘機和長臂挖掘機直接開挖及倒運；8m深以下土層采用反鏟挖掘機開挖及倒運。淤泥段、剩余土方段等困難地段人工配合長臂抓斗、門吊及汽車吊提升上方。每層土方開挖至支撐下0.5m后即開始鋼支撐架設。

其次，鋼支撐架設施工方法。設鋼支架安裝支撐前，預先標出支撐位置，在標出的支撐位置處，按設計位置打設螺栓設置鋼支架，支架要牢固，嚴防支撐因支護結構變形或施工撞擊而脫落。鋼圍襟隨支撐架設順序逐段吊裝，人工配合吊機將鋼圍擦安放于鋼支架上。鋼支撐吊裝采用龍門吊，人工配合安裝。在斜支撐端頭設可靠防滑措施。采用兩臺100T的千斤頂施加支撐軸力。分級施加支撐軸力。依據設計要求進行第一次軸力施加，然后按20%設計值逐級增加支撐軸力。最終施加軸力值根據基坑支護結構變形、軸力監測等監測資料確定。施加預應力后，再次檢查并加固，其端板處空隙用微膨脹高標號水泥砂漿或細石混凝土填實。所加預應力值應滿足設計要求，并及時壓緊固定斜口鋼鍥。鋼支撐就位后及時準確施加預應力，必要時應復加應力。

再次，淤泥段和軟硬不均地段開挖。淤泥段開挖實際施工過程中主要采取的措施有：一是基坑內小挖機移動位置必須先鋪上鋼板，控制機械下沉。用長臂挖機和長臂抓斗在基坑上部集中配合小挖機出土；二是上部支撐架設好。集中設備、勞動力開始下一層開挖，開挖采用盆式或槽式開挖，隨開挖隨進行支撐架設；三是對周邊環境要求高的范圍開挖過程預留反壓土，一旦開挖到位立即進行支撐架設，盡量縮短開挖與支撐架設的時間間隔。軟硬不均地段開挖：一是配備機況好的多臺挖機，緊貼硬巖中間掏槽跳段集中開挖，對硬巖側先進行微震爆破和破碎錘鑿除，軟弱側最后隨支撐架設倒退開挖；二是對臨廣三鐵路側硬巖采用分段微震爆破，因調度樓基礎為淤泥層中的摩擦樁，在距樁基12米外對硬巖進行微震爆破，震速控制在Icm/s之內，在距樁基12米以內采用多臺液壓破碎錘進行集中分段鑿除。

3結語

伴隨著城市鐵路交通的發展，臨近鐵路既有線的深基坑施工工程也隨之增加，在施工過程中應把握深基坑開挖及支撐施工的技術要點，優化深基坑施工支護方案、開挖與支撐架設施工方案，確保施工安全，從而促進施工順利進行。

參考文獻：

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