青榮城際鐵路挖井基礎(chǔ)施工技術(shù)

熊亮

摘 要：青榮城際鐵路Ⅲ標(biāo)段三項目部挖井基礎(chǔ)施工采用護壁防護現(xiàn)澆施工工藝。采用此法不僅減低施工的安全風(fēng)險等級，還按期、按質(zhì)完成所有挖井基礎(chǔ)，為架梁通道的順利開通打下一定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：挖井基礎(chǔ)；護壁；鎖口；大體積混凝土

1 工程概況

結(jié)構(gòu)形式：青榮鐵路Ⅲ標(biāo)三項目部施工范圍內(nèi)分布8處挖井基礎(chǔ)，其中尚家莊特大橋27號墩的挖井基礎(chǔ)為首件，因此以其為該挖井基礎(chǔ)為例敘述。尚家莊特大橋27號墩挖井基礎(chǔ)是一立方體，其尺寸：長9.8×寬6.0×高5.5m，總圬工方323.4m3。

地質(zhì)情況：該墩地段處于耕地及經(jīng)濟林區(qū)，附近分布較多水塘，地勢略有起伏，橋址區(qū)表覆沖洪積層粗砂，礫砂及細(xì)角礫土，下伏燕山期二長花崗巖。

水文情況：橋址區(qū)地下水為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，主要由大氣降水補給。地下水水位較高，水埋深0.4m～4.0m，季節(jié)變化幅度2m。

2 施工方法

2.1 施工準(zhǔn)備

技術(shù)準(zhǔn)備：（1）詳細(xì)掌握場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料；（2）進行設(shè)計圖紙會審，制定施工專項方案，進行技術(shù)交底，組織人員、機械進場，各種原材料進場、送檢和混凝土配合比申請；（3）了解場地及臨近的危房、路面等分布情況，基地障礙物（舊基礎(chǔ)、地下工程、管線等）的分布；（4）準(zhǔn)備施工用的各種報表、規(guī)范。

現(xiàn)場準(zhǔn)備：（1）檢查混凝土材料質(zhì)量是否滿足設(shè)計和規(guī)范要求，是否與混凝土配合比選定報告的一致；（2）檢查鋼筋等原材是否滿足設(shè)計要求，鋼筋加工各部位尺寸是否與設(shè)計圖紙相符。

2.2 基坑開挖

測量放樣：基坑開挖前，先放出挖井基礎(chǔ)四個角點樁位、基礎(chǔ)軸線，用白粉標(biāo)識清楚。

基坑開挖、支護及防排水：挖井基礎(chǔ)開挖須結(jié)合護壁澆筑深度，采用垂直分層開挖，基坑開挖采用機械開挖，局部人工用風(fēng)鎬進行處理，并用挖掘機直接出碴，裝自卸車運至棄碴場；遇硬巖層，采用控制爆破法施工?；佑兴畷r，在基底中間設(shè)集水坑水泵抽排出坑外，保證工作面處于干燥環(huán)境下施工。

開挖至基底預(yù)留10～20cm保護層時，用風(fēng)鎬開挖至設(shè)計高程，基底出碴結(jié)束后找設(shè)計地質(zhì)工程師現(xiàn)場確認(rèn)地質(zhì)情況并進行地基承載能力試驗。基礎(chǔ)現(xiàn)場確認(rèn)合格后，立即澆筑一層50～100mm厚混凝土墊層，墊層強度符合規(guī)范要求后進行基礎(chǔ)砼施工，避免基底外露時間過長而降低地基承載力。

鎖口開挖：鎖口的寬度為0.5m，高度為0.3m，澆筑后鎖口頂面坡度2%。

2.3 護壁

護壁鋼筋：采用機械開挖時，每下挖1m出碴結(jié)束后，立即采用20cm厚C20鋼筋混凝土對邊坡進行防護，護墻的厚度及配筋不變，當(dāng)進入穩(wěn)定性更好的巖層時，每下挖1m出碴結(jié)束后，立即采用20cm厚C20鋼筋混凝土對邊坡進行防護。為保證護墻的整體性，同層護墻四周混凝土須整體澆筑，不同層護墻上下搭接5cm。鋼筋采用φ10間距20cm×20cm的圓鋼鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片用φ22×4m錨桿固定，間距1.5m梅花型布置。具體鎖口護壁形式、尺寸及配筋等見挖井基礎(chǔ)配筋圖（如下圖）。

護壁模板：護壁施工時模板的安裝應(yīng)符合鐵道部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。護壁模板采用竹膠板，并用φ48鋼管搭設(shè)支架進行加固。模板要求具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，保證混凝土構(gòu)件設(shè)計形狀、尺寸和相互間位置正確。采用優(yōu)質(zhì)膠帶粘貼模板縫隙以控制模板接縫不漏漿。模板安裝合格后，方可進行護壁砼澆筑施工。

護壁混凝土：護壁混凝土澆筑前對巖體進行灑水潤濕，混凝土入倉采用串筒入倉，臺階法澆筑。為避免混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象，澆筑時混凝土自由落差必須小于2m，振搗器作業(yè)時其移動間距不允許超過其作用半徑的1.5 倍，為保證混凝土層間結(jié)合質(zhì)量，振搗棒應(yīng)插入下層混凝土5cm左右，同時避免碰撞鋼筋、模板，澆筑結(jié)束后采用土工布覆蓋并灑水養(yǎng)護。

2.4 基底檢驗

開挖到位后，應(yīng)對檢查基底地質(zhì)條件及承載力是否符合設(shè)計要求。可通過觀察并進行標(biāo)準(zhǔn)貫入、觸探儀檢測，經(jīng)監(jiān)理見證檢驗，設(shè)計單位現(xiàn)場確認(rèn)后，方可進入下道工序施工。

基底平整度檢驗采用水準(zhǔn)儀測量計算求得。土基底高程允許偏差±50mm，石基底高程允許偏差-200～+50mm。

2.5 制作、綁扎鋼筋

鋼筋在加工場按設(shè)計及規(guī)范要求加工成型后，平板車運送至現(xiàn)場，分類擺放，準(zhǔn)備綁扎。

鋼筋綁扎采用梅花型綁扎，綁扎根據(jù)圖紙按順序依次綁扎。綁扎成型后的鋼筋，要對規(guī)格、數(shù)量、排距、尺寸、標(biāo)高、保護層厚度、鋼筋表面是否潔凈和油污進行檢查，確保符合規(guī)范要求。墩身預(yù)埋鋼筋經(jīng)測量定位后，點焊在基礎(chǔ)鋼筋上，并設(shè)臨時定位架予以定位，預(yù)埋長度應(yīng)進入基礎(chǔ)砼內(nèi)不小于3m?；椎讓釉O(shè)一層鋼筋網(wǎng)作為水平接地極。鋼筋焊接單面焊不小于16cm，雙面焊不小于8cm。

2.6 基礎(chǔ)混凝土澆筑

在接地鋼筋、基礎(chǔ)鋼筋、墩身鋼筋綁扎結(jié)束及護壁達(dá)到一定強度后，才可以進行混凝土澆筑。澆筑前，準(zhǔn)備好需要使用的各種機具，并確保能正常工作，對冷卻水管要進行通水試驗。

砼由泵車入模進行澆筑?，F(xiàn)場試驗混凝土檢驗合格后的混凝土才能施工。炎熱氣候條件下，混凝土的入模溫度不能超過30℃。應(yīng)避免模板的新澆混凝土受陽光直射，控制混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過40℃。

混凝土澆筑采用分層連續(xù)進行，分層厚度30cm，每層灌注要在下一層混凝土初凝前完成。混凝土采用插入式振搗器。振搗時插入下層混凝土10cm左右，以保證上下層混凝土的密實度和整體性。振搗中要防止漏振和過振。混凝土澆筑振搗過程中可能會產(chǎn)生泌水，要采取措施及時抽排泌水。

混凝土澆筑過程中嚴(yán)格控制澆筑速度，避免大體積混凝土的水化熱造成混凝土體內(nèi)外溫差過大，而使混凝土表面產(chǎn)生裂縫。因此，采用埋設(shè)水管通水降溫的方法。開挖深度在4.0～5.5m挖井基礎(chǔ)布設(shè)一層冷卻水管6.0～7.5m高挖井基礎(chǔ)布設(shè)兩層冷水管，水管的水平間距為100cm，水管上下層間距為250cm。采用φ32mm薄壁鋼管，每層水管沿挖井基礎(chǔ)中線對稱布置，冷卻水管由挖井基礎(chǔ)側(cè)面中心通入（中心砼溫較高），兩邊流出。

當(dāng)混凝土澆筑到基礎(chǔ)頂部時，要進行沉降觀測控制點埋設(shè)。砼澆筑結(jié)束后及時進行第一次收面，第一次收面應(yīng)使砼表面初平，砼初凝前進行第二次收面，第二次收面使砼表面精平。

砼收面完畢后應(yīng)及時進行用土工布覆蓋養(yǎng)護，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時，禁止灑水。砼養(yǎng)護周期一般為28天左右。

2.7 養(yǎng)護及壓漿

由于挖井基礎(chǔ)為大體積混凝土，在正常砼表面養(yǎng)護的同時，要采取通水冷卻的方法降低結(jié)構(gòu)內(nèi)部水化熱。砼收面完畢后應(yīng)及時進行用土工布覆蓋養(yǎng)護，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時，禁止灑水。砼養(yǎng)護周期一般為28天左右。

通水冷卻：（1）每層冷卻水管被澆注的混凝土覆蓋并振搗完畢，即可在該層冷卻水管內(nèi)通水；（2）一般地，冷卻水的流量可控制在1.2～1.5m3/h，使進、出口水的溫差不大于6℃；（3）冷卻管排出的水，在混凝土澆注未完以前，應(yīng)立即排出基坑外，不得排至混凝土頂面。在承臺混凝土澆注全部結(jié)束后，也可視具體情況排至混凝土頂面，形成保溫層，蓄水保溫養(yǎng)護。

冷卻水管壓漿：管道壓漿采用與預(yù)應(yīng)力相同的真空壓漿工藝。壓漿泵采用連續(xù)式，同一管道壓漿應(yīng)連續(xù)進行，一次完成。壓漿前用空壓機吹管清除管道內(nèi)雜物及積水，水泥漿拌制均勻后，須經(jīng)2.5mm×2.5mm的濾網(wǎng)過濾方可壓入管道。管道出漿口出漿濃度與進漿濃度一致后，方可關(guān)閉進出口閥門封閉保壓。漿體注滿管道后，0.5～0.6MPa的壓力下保持2min，以確保壓入管道的漿體飽滿密實；壓漿的最大壓力不得超過60MPa。

3 結(jié)束語

挖井基礎(chǔ)施工在鐵路橋施工中出現(xiàn)不多，挖井基礎(chǔ)主要被設(shè)計在路邊等地質(zhì)容易受到擾動的區(qū)域且基坑開挖深度大、安全風(fēng)險很高。通過此次成功施工挖井基礎(chǔ)的經(jīng)驗，可為以后類似的挖井基礎(chǔ)施工提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]青榮城際鐵路實施性施工組織設(shè)計.

[2]高速鐵路橋涵施工技術(shù)指南 鐵建設(shè)[2010]241號.

[3]高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn) TB 10752-2010.