哈大铁路客运专线营海特大桥深基坑施工

黄跃翔,雷建华,李 荣

(1.陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南 714000;2.中铁五局机械化工程公司,湖南衡阳 421002)

1 工程概况

哈大客专营海特大桥 66#墩位于营大高速公路收费站匝道夹缝中,在哈大客专中,中心里程是DK 221+168.46,设计为桩基础,墩位所在处的土质主要为黏土、粉质黏土,52.8m以下为片麻岩,最大承载力 1 200 kPa,土壤最大冻结深度1.06m,承台部位土质为黏土,地基承载力为 80 kPa。地下水埋置深度为 3.25m,且水量非常丰富。

该墩基础采用桩基础,桩基直径 1.5m,最大桩长 50m;承台为矩形二层台,第一层尺寸为 11m×18.6m×3.5m,第二层尺寸为 7.2m×12.6m×3m。

该墩承台一角位于出站往营口方向匝道桥引桥路堤上,其对角位于营口方向入站匝道正中。地形狭窄,地质条件复杂。

2 施工技术

2.1 基坑开挖防护方法

靠近匝道路基侧采用抗滑桩加拉森Ⅳ型钢板桩防护;钢板桩长度 15m,抗滑桩长度 14.87～17.72m。

2.2 降水方法

采用 300mm的井点降水,井点深度 20m,计划降水深度 10m;坑内用泥浆泵抽排。降水井点以及排水井点布置图1,必要时可以增加水井。

图1 降水井点及排水井点布置

2.3 坑外支护方法

采用 1 m桩径抗滑桩,设置上下两道系梁,系梁采用钢筋混凝土,紧挨抗滑桩靠路基边坡侧施工钢板桩防护。

2.4 坑内支护方法

采用 45B型连体工字钢做围囹,四角用挂角支撑,顺桥梁方向设两道横支撑,支撑材料为 426钢管,焊接在 45B型工字钢围囹上。

2.5 开挖方法:基坑分五次开挖

第一次开挖:边坡防护钢板桩已经打好,原地面已经按标高清理到位后,且基坑防护钢板桩打入前,进行第一次开挖。只按围囹形状挖出安装第一层围囹需用的槽,开挖深度为 0.25m。然后安装第一道围囹。

第二次开挖:用挖掘机开挖,主要目的是挖除部分土方量和便于安装第二道围囹。

第三次开挖:用挖掘机开挖,主要目的是挖除主要土方量和安装第三道围囹。

第四次开挖:因受到桩头超灌的影响,采用人工配合长臂挖土机开挖,开挖标高至-0.12m处,以利安装第 3道围囹。

第五次开挖:是在第四次开挖的基础上往下挖,采用人工配合长臂挖土机开挖,以利封底混凝土浇筑。

2.6 封底混凝土浇筑方法

模板:封底混凝土靠近钢板桩的位置用竹胶板隔离,其后贴 2mm厚塑料薄膜,避免因混凝土咬结而使钢板桩无法拔除。

2.7 承台施工方法

钢筋加工、绑扎:模板就位后,遵照规范及高铁的要求,进行承台钢筋的加工、安装工作,同时注意第二层承台钢筋及桥墩钢筋的就位。

散热管安装:承台最小尺寸为 3.5m>2 m,属于大体积混凝土,所以在浇筑混凝土前,必须做好混凝土内部降温措施,布设冷却管,固定在承台钢筋上。

模板:采用大块钢模板拼装,根据桥梁模板的操作规范,避免错台、错缝。

混凝土浇筑:水平分层浇筑,按照规范要求振捣密实。当第一次浇筑的混凝土开始初凝时,散热管开始抽水降温。

2.8 观测方法

在深基坑施工中,观测的内容包括原地面有限点的位移观测、沉降观测;坑顶平移、裂缝观测;基坑壁变形观测;基底隆起观测等。对位移、沉降等由专职测量人员组织观测,其它部位由专职安全员负责全过程观察,发现异常情况,立即组织坑底作业人员由坑内爬梯撤离作业现场,汇报上级管理部门后采取相应措施。

2.9 大体积承台混凝土散热方法

承台最小尺寸为 3.5m>2m,属于大体积混凝土,所以在浇筑混凝土前,必须做好混凝土内部降温措施,布设冷却管;准备 3～5台 2.2 kW清水泵;准备足够的连接软水管。

在混凝土中预埋散热管,接上水泵抽水散热。

散热管布置设计时,管道距混凝土边界L≤0.8m,管道间距≤1.5m,以达到最佳的散热效果。管道进出口都设置在混凝土上方,便于随时根据散热要求改变水流方向、水流大小、水泵布置。

散热管采用 48mm普通钢管,焊接接头,在散热管道安装完成后,必须先行进行管道的强度检查、稳定性检查、水密性检查,决不容许在混凝土浇注过程中出现管道变形、翻转、漏浆等现象;选用 5个 2.0 kW高扬程(28 m)清水泵5台。

在第一批混凝土初凝开始时,立即开始通水散热。在进水口与出水口分别放置温度测量仪,若进出口温差大于25℃,则立即增加水泵,增加通水量;如进出口温差小于12℃,则可以适当减小通水量,或减少水泵。直至混凝土内部温度与大气平均温度之差小于 20℃以下为止。

3 施工工艺流程

开始※填筑施工平台※施工 66-11号桩基※施工抗滑桩※施工上系梁※施工外围钢板桩※开挖至原地面※施工其他桩基和下系梁※第一次开挖※安装第一道围囹※基坑钢板桩插打※降水井布置※第二次开挖※第二道围囹加工安装※第三次开挖※第三道围囹加工安装※第四次开挖※第四道围囹加工安装※第五次开挖※破桩、桩基检测※封底混凝土施工※拆除第四道围囹※第一层承台施工※第一层基坑回填※第二、三层围囹拆除※第二层承台施工※第二次基坑回填※钢板桩拔除※结束。

4 施工注意事项

(1)尽量保持围囹及支撑在同一水平面上。且轴线保持在同一平面上。

(2)挖掘机施工时,注意避免与支撑和围囹接触。

(3)施作路边侧钢板桩时先挖掉部分土层再打钢板桩。

(4)在坡脚与坡顶设置坐标及高程观测点,派专人观测由于深基坑施工所带来的影响。

(5)围囹与支撑之间接触紧密,焊接牢固,保证桩墙侧压力能均匀传递到支撑材料上。

(6)在开挖时,以及基坑内有工人作业时,由专职安全员全过程值守,发现异常情况,作业人员立即由紧急通道撤离危险地带。

(7)板墙顶部 6m范围内不得有永久荷载、临时荷载存在,不得存放施工机具或材料。

(8)施工机械靠近坑顶施工时,必须配备救护机械、制定切实可行的救护方案,以防万一。

(9)在高速公路行车带,设置减速带、分流带,减少冲击荷载。

(10)第二三道支撑受力较大,在安装完成后,必须利用钻孔桩,于钢管跨中附近再竖向用较小工字钢进行有效支撑,以减少因钢管自重产生向下挠曲而降低钢管的支撑力,造成危险。

5 结束语

实践证明,基坑开挖防护、降水、坑内外支护、开挖、封底混凝土浇筑、承台施工、大体积承台混凝土散热等方法技术可靠、安全;施工工艺程序合理并有效地控制了施工工期,工程质量高。

[1]TB 10002-99铁路桥涵地基和基础设计规范[S]

[2]JTJ 024-85公路桥涵地基和基础设计规范[S]

[3]陈希哲.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社,1998

[4]翁家杰.地下工程[M].北京:煤炭工业出版社,1995