臨近鐵路既有線的深基坑施工方案優(yōu)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(jīng)濟、可行的防護方案對優(yōu)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(chǎn)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(shù)要點入手，并提出深基坑施工優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：臨近鐵路；深基坑施工；方案優(yōu)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(jié)構(gòu)、技術(shù)等諸多問題，加之深基坑工程若出現(xiàn)安全事故將會對國家和人民的生命財產(chǎn)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(shù)要點

首先，確定控制基坑施工引起地層移動的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在查清各種具體條件的基礎(chǔ)上，明確各項工程的合理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計依據(jù)，并依據(jù)有關(guān)規(guī)范和規(guī)程，對施工過程中各個工況，特別是關(guān)鍵工況的基坑穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的安全性以及坑周地層移動和對周圍建筑及設(shè)施的影響程度進行驗算，提出符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求的基坑工程開挖和支撐施工設(shè)計，包括整個開挖施工程序、施工參數(shù)、施工監(jiān)測設(shè)計和應(yīng)變技術(shù)措施。

其次，開挖施工設(shè)計中要按控制地層移動的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)計算分析提出安全而合理的施工程序及施工參數(shù)。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(wěn)定的地層，基坑挖土因?qū)Φ鼗逗啥鸬幕臃€(wěn)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(shù)是確?；臃€(wěn)定和控制基坑變形符合設(shè)計要求的重要關(guān)鍵，各種地層的基坑開挖施工均應(yīng)確定以下的基木要求：有支護基坑要分層開挖，層數(shù)為n+1，n為基坑內(nèi)所設(shè)支撐的道數(shù)。每挖一層及時加好一道支撐或設(shè)好一道錨桿；對設(shè)內(nèi)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(jié)構(gòu)承受偏載；確定支撐及圍擦或拉錨的質(zhì)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(gòu)件、拉錨構(gòu)件的生產(chǎn)及安裝質(zhì)量的保證措施；規(guī)定施工場地、土方、材料、設(shè)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(yán)防圍護墻體發(fā)生水上流失而導(dǎo)致基坑失穩(wěn)；合理確定地基加固的范圍及質(zhì)量要求以及檢驗方法；配備滿足出土數(shù)量和時間要求的開挖設(shè)備、運輸車輛以及道路和堆場條件；提出監(jiān)測設(shè)計，落實按監(jiān)測信息指導(dǎo)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(yōu)化措施

2.1深基坑施工支護方案優(yōu)化

深基坑支護結(jié)構(gòu)根據(jù)地質(zhì)水文情況和周邊環(huán)境以及功能要求有多種形式，每種形式根據(jù)地質(zhì)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(jié)構(gòu)形式的重要依據(jù)。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(huán)境對基坑變形和地層失水要求嚴(yán)格，安全等級為特級基坑的特點，經(jīng)過綜合比選，地下連續(xù)墻有剛度大、整體性好、變形相對小、能較好抗?jié)B止水等優(yōu)點，考慮到工程施工對支護結(jié)構(gòu)剛度與止水要求，以及周邊環(huán)境保護等方面因素，選用地下連續(xù)墻作支護結(jié)構(gòu)。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(cè)連續(xù)墻接頭位置增設(shè)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?？紤]到基坑受力和周圍環(huán)境要求，經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比選，木基坑采用內(nèi)撐式支撐體系；由于基坑安全等級和環(huán)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(wěn)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(jié)構(gòu)采用荷載—結(jié)構(gòu)模式，按荷載。增量法。進行計算，支護結(jié)構(gòu)僅作為臨時基坑支護用，與車站側(cè)墻為重合墻結(jié)構(gòu)。經(jīng)設(shè)計計算論證，基坑支護體系方案為：采用800mm厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐，設(shè)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(jù)計算分析并結(jié)合經(jīng)驗類比，設(shè)計地下連續(xù)墻的插入深度為：當(dāng)基坑面位于<5-1>及<5-2>時為7m，當(dāng)基坑面位于<6>時為6m，當(dāng)基坑面位于<7>時為4.5m，當(dāng)基坑面位于<8>時為3.0m，當(dāng)基坑面位于<9>時為2.0m。

2.2深基坑開挖與支撐架設(shè)施工方案優(yōu)化

基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，故基坑變形控制要求嚴(yán)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?；由蠈?m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(shè)。

其次，鋼支撐架設(shè)施工方法。設(shè)鋼支架安裝支撐前，預(yù)先標(biāo)出支撐位置，在標(biāo)出的支撐位置處，按設(shè)計位置打設(shè)螺栓設(shè)置鋼支架，支架要牢固，嚴(yán)防支撐因支護結(jié)構(gòu)變形或施工撞擊而脫落。鋼圍襟隨支撐架設(shè)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(shè)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(jù)設(shè)計要求進行第一次軸力施加，然后按20%設(shè)計值逐級增加支撐軸力。最終施加軸力值根據(jù)基坑支護結(jié)構(gòu)變形、軸力監(jiān)測等監(jiān)測資料確定。施加預(yù)應(yīng)力后，再次檢查并加固，其端板處空隙用微膨脹高標(biāo)號水泥砂漿或細石混凝土填實。所加預(yù)應(yīng)力值應(yīng)滿足設(shè)計要求，并及時壓緊固定斜口鋼鍥。鋼支撐就位后及時準(zhǔn)確施加預(yù)應(yīng)力，必要時應(yīng)復(fù)加應(yīng)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(nèi)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(shè)好。集中設(shè)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(shè)；三是對周邊環(huán)境要求高的范圍開挖過程預(yù)留反壓土，一旦開挖到位立即進行支撐架設(shè)，盡量縮短開挖與支撐架設(shè)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(cè)先進行微震爆破和破碎錘鑿除，軟弱側(cè)最后隨支撐架設(shè)倒退開挖；二是對臨廣三鐵路側(cè)硬巖采用分段微震爆破，因調(diào)度樓基礎(chǔ)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(nèi)，在距樁基12米以內(nèi)采用多臺液壓破碎錘進行集中分段鑿除。

3結(jié)語

伴隨著城市鐵路交通的發(fā)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(yīng)把握深基坑開挖及支撐施工的技術(shù)要點，優(yōu)化深基坑施工支護方案、開挖與支撐架設(shè)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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