緊鄰既有鐵路橋梁深基坑施工控制

[摘要]鐵路橋梁的深基坑施工一直是施工的難點和高風險點，工程項目人員要通過多舉措并用的方式，項目部按期、保質、保量的完成了橋梁鐵路橋梁深基坑的施工，希望所述的經驗可以給大家帶來一點幫助。

[關鍵詞]鐵路橋梁；深基坑；鋼板樁；基坑監測

近年來隨著建設工程的深基坑支護技術的不斷提高，基坑圍護的新工藝大量應用于鐵路橋梁橋梁施工中，并不斷創新。鄰近鐵路橋梁深基坑施工采用鋼板樁加內支撐支護結構時，施工前做好嚴密的施工組織，施工方案優化并切合實際，使基坑施工既滿足安全性要求的同時，發揮最大的經濟效益。

1、工程概況

某大橋跨鐵路連續橋梁，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#主墩承臺設計為八邊形，1321#承臺邊緣距離鐵路防護欄最近距離為5.5m，1322#承臺距離防護欄為5.1m。1321#和1322#主墩承臺為轉體梁承臺，承臺結構由下承臺、轉體結構、上承臺組成，轉體結構由下轉盤、球鉸、上轉盤、轉體牽引系統組成。下承臺高度4m。上承臺為圓形，高度2.6m，永久固結后直徑為12.5m。地質條件為：地表層為飽和粉土，覆蓋層厚約4.5m，地基承載力為120KPa。以下為粉質黏土，地基承載力為220KPa，再往下是飽和細砂、粉質黏土、飽和粉土，地基承載力為170KPa～250KPa。

2、深基坑防護

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。根據現場勘測，結合橋墩位置的地質條件，確定采用拉森VI型鋼板樁支護，同時對靠近鐵路一側的地基采用注漿加固處理。2.1地基加固經過現場勘查和分析，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。根據以往施工經驗，注漿加固有效影響半徑達到0.5m以上。

2.1.1注漿孔布置見圖1。靠鐵路路基坡腳位置設置1排，其他注漿孔靠近承臺基坑設置，共設置4排，注漿孔間距0.8m，梅花形布置，每一排設置20孔。

2.1.2鉆孔采用潛孔鉆機造孔，套管跟進成孔。鉆孔直徑100mm，最大鉆孔深度8m，鉆孔通過飽和細砂層時，由于鉆孔產生的振動容易使砂土產生液化而產生塌孔，采用跳孔鉆進的施工方法。

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設置，第二排和第四排按4m設置。注漿孔鉆孔深度布置見圖2。成孔后對鉆孔孔深及角度進行檢查，合格后插入注漿花管。花管采用鋼管，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。攪拌機采用葉式機械攪拌機，漿液攪拌均勻過篩后，再泵送注漿。注漿過程中漿液應連續攪拌，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），可根據注漿難易程度調節。注漿開始后要連續進行，避免中斷。注漿壓力控制在0.6MPa～1.0MPa，漿液流量為7～10L/min，注漿壓力穩定后保持10min。注漿結束標準應根據下列情況綜合決定：a、注漿量達到設計要求；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。注漿過程中如出現地面冒漿或壓力突變，應立即停止注漿，查明原因，采取措施。

2.2鋼板樁防護承臺基坑開挖前，先進行鋼板樁防護。下承臺為八邊形，外擴1.5m后設置鋼板樁，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），在頂部設置1圈圍檁和并設置支撐，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。基坑底部采用C30混凝土封底，封底厚度為50cm。鋼板樁支護平面布置見圖3。

3、深基坑開挖

采用長臂挖掘機進行基坑開挖，先撐后挖。基坑分3層進行開挖，每層開挖深度約1.8m。開挖基坑前，先對既有線路基進行防護。施工過程中，監測人員應全程監控既有鐵路路基邊坡的位移和變形。基坑外側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、基坑監測是保證基坑施工安全和既有鐵路路基安全的重要內容，在基坑施工過程中，要自始至終進行監測

4.1監測時間及范圍監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點和變形觀測點二類，按下列要求布設。基準點：利用既有的GPS點所設置的加密點，并建立在沉降變形區以外的穩定地區。變形觀測點：埋設于既有鐵路路肩位置。觀測斷面設置：在既有鐵路線方向護欄外50cm路肩上布置，每3m設置一個監測點。一個基坑設6個變形觀測樁，布置于路肩基坑開挖對應中心和兩側。觀測點距離監測點距離為80m。

4.3觀測采用全站儀測量距離，采用水準儀測量變形觀測點標高。施工期間每天采集2次數據，如觀測樁沒有變化，每天采集1次數據，直到承臺施工完成。如發現監測點位移和沉降達到8mm，應立即報告既有線鐵路部門，如位移和沉降達到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。

結語：

緊鄰既有線基坑施工風險較大，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生坍塌，嚴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，采用了鋼板樁防護和對既有鐵路路基進行注漿加固，同時設立路基邊坡擋土墻，并通過監測，實時監控既有鐵路路基穩定情況，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。