臨近既有橋的地鐵高架基礎(chǔ)基坑圍護設(shè)計及施工

王延安

摘 要：文章介紹地鐵結(jié)構(gòu)臨近既有橋梁基礎(chǔ)的一種特殊防護措施，主要分析了地鐵橋樁基礎(chǔ)緊鄰既有橋樁基礎(chǔ)的施工特點、難點，并在此基礎(chǔ)上介紹了深基坑防護及監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：既有橋基礎(chǔ)間新建橋梁基礎(chǔ)施工；難點；深基坑；既有橋防護

中圖分類號：TU470.3 文獻標(biāo)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(huán)延伸段廣安路跨浐河段，為（55+88+55）m連續(xù)剛構(gòu)橋梁，自018#～021#墩跨越?jīng)汉游髀?、浐河和浐河?xùn)|路，從現(xiàn)有的兩座浐河公路主橋與北側(cè)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(cè)、河道砌石護坡及河床內(nèi)，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(nèi)，距浐河?xùn)|路主道西側(cè)最小距離約2 m。現(xiàn)以浐河大橋19#墩基礎(chǔ)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(chǔ)位置關(guān)系，具體如圖1所示。

1.2 河中19#主墩基礎(chǔ)設(shè)計簡述

19#主墩下設(shè)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(biāo)高378.055 m，地面標(biāo)高389.488 m，基坑深度11.4 m。

1.3 主墩處工程地質(zhì)

主墩位于浐河主河槽和河道護坡內(nèi)。工程地質(zhì)：人工填土-沙類土、碎石土、第四系全新統(tǒng)早期沖積的粉質(zhì)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(zhì)黏土層及砂礫層。

2 既有橋基礎(chǔ)間新建橋梁基礎(chǔ)、深基坑的施工難點

及應(yīng)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(nèi)，埋深較深；地質(zhì)不均，含較大塊卵石，地質(zhì)透水性較強；如何確保承臺基坑圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(chǔ)影響范圍內(nèi)的土體擾動，也是本工程施工的關(guān)鍵點。

2.2 應(yīng)對措施

①克服周邊環(huán)境、地質(zhì)影響，合理選擇主墩鉆孔機械設(shè)備，合理鉆孔工藝質(zhì)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(shè)計70%強度時，方可拆除第三道支撐；以控制基坑變形及穩(wěn)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(jié)構(gòu)設(shè)計

主墩承臺樁圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)平面尺寸為15.2 m×10.60 m，主墩承臺圍護結(jié)構(gòu)形式為Ф100 cm鉆孔灌注樁+三道內(nèi)支撐，主墩承臺樁圍護鉆孔灌注樁排樁距離現(xiàn)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(nèi)側(cè)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?；踊自O(shè)1.5 m厚的C25混凝土封底。

4 主墩深基坑圍護、止水帷幕結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

4.1 橋梁基礎(chǔ)施工流程

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

4.2 主墩樁基施工

橋墩均采用樁基礎(chǔ)，根據(jù)地質(zhì)情況，鉆孔樁采用GW-25型氣舉反循環(huán)鉆機鉆孔施工。樁基采取跳孔施工，控制好泥漿護壁質(zhì)量和孔內(nèi)水頭，防止因坍孔影響既有橋樁基周邊土體穩(wěn)定，施工過程中采用濾砂機將泥漿過濾后循環(huán)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(yè)高度4.5 m的反循環(huán)鉆機成孔，現(xiàn)場可根據(jù)排樁的具體設(shè)計情況采用“跳打法”合理安排施工順序。鋼筋籠分節(jié)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(shù)措施。

5 主墩深基坑開挖、支護的施工技術(shù)

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(shè)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(nèi)壁采用掛網(wǎng)噴射混凝土；開挖至基底后，及時澆筑封底混凝土，確?；追€(wěn)定。基底封底時，要根據(jù)基坑內(nèi)滲水情況，采取干式封底。干式封底要預(yù)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(shè)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(shè)計強度后予以拆除。

6 基礎(chǔ)深基坑、橋梁防護監(jiān)測

6.1 監(jiān)測項目及指標(biāo)

6.1.1 既有橋梁墩身沉降監(jiān)測

對既有連續(xù)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(yù)警值按照應(yīng)急值的80%進行控制。

6.1.2 道路沉降監(jiān)測

對既有道路布設(shè)沉降觀測點進行監(jiān)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(yīng)急值的80%進行控制。

6.1.3 基坑監(jiān)測項目

根據(jù)周邊環(huán)境綜合分析，本基坑類別一級級基坑進行監(jiān)測設(shè)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(yīng)急值按12 mm控制，達到該數(shù)值的80%采取應(yīng)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(yīng)急值進行控制，報警值按照控制數(shù)值的80%進行控制。③支撐軸力：預(yù)警值按照設(shè)計軸力的80%進行控制。

6.2 監(jiān)測過程及結(jié)論

根據(jù)結(jié)構(gòu)施工順序?qū)陀袠蛄?、道路的影響，本次監(jiān)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(chǔ)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(zhí)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(jié) 語

本文在介紹地鐵結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)緊鄰跨河既有橋基礎(chǔ)施工時，根據(jù)地鐵基礎(chǔ)埋深與既有橋樁基位置關(guān)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(shè)計及施工。通過合理施工工藝措施及監(jiān)控量測技術(shù)，以指導(dǎo)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(jié)構(gòu)換撐技術(shù)研究[J].建筑施工，2014，（3）.