高速鐵路深大基坑施工技術(shù)

王建博

（中交二公局第三工程有限公司 陜西 西安 710016）

1 工程概述

滬寧城際鐵路跨越蘊藻浜河橋梁結(jié)構(gòu)為1～112m提籃拱。提籃拱主墩（131#）情況如下：承臺為雙層承臺，承臺總高4.5m，下承臺尺寸22.1×10.6×3.0m，上層承臺尺寸19.7×7.25×1.5m。根據(jù)現(xiàn)場實測的地面標高為+2.52，承臺底標高-6.779，地面到承臺底高差為9.3米，該處地質(zhì)條件以淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和粉土為主?；娱_挖深度達10.3米（考慮混凝土封底1.0m）?；娱_挖平面尺寸25.4×14.6m（每邊擴挖2m）。采用拉森鋼板樁防護，內(nèi)支撐采用鋼管及H型鋼。

2 重難點分析

（1）該基坑處地下水位較高，距蘊藻浜河20米，蘊藻浜河河面標高+1.08。

（2）該基礎處6米范圍內(nèi)為河道內(nèi)清理出來的呈流塑軟塑狀的淤泥質(zhì)粘土，土體內(nèi)摩擦角平均16°，給大面積挖土卸載造成相當大的困難。

（3）該基坑深度深、平面尺寸大，受基坑內(nèi)承臺墩身施工的影響，基坑圍護鋼板樁內(nèi)支撐布置要求苛刻，需要充分結(jié)合承臺墩身施工工序進行支撐體系轉(zhuǎn)換，很大程度上增加了施工難度和危險系數(shù)。

（4）該承臺與京滬高鐵222號墩承臺距離為1.3米，現(xiàn)場施工時，京滬高鐵正在施工提籃拱橋施工，該基坑開挖對京滬222#墩的部分支架基礎穩(wěn)定性及沉降存在一定的影響，導致施工存在較大安全隱患。

3 施工工藝流程

131#承臺墩身施工工藝流程如下：現(xiàn)場及技術(shù)準備→測量放樣→鋼板樁施工→抗滑鋼管施工→高壓旋噴樁施工→基坑開挖→內(nèi)支撐施工→基坑內(nèi)降排水→封底混凝土施工→逐層進行承臺、墩身施工→基坑回填→逐步拆除內(nèi)支撐→鋼板樁拔除→抗滑鋼管拔除。

4 施工方法

4.1 施工準備

施工前做好方案的編制、審批、交底工作，現(xiàn)場使用的各類材料數(shù)量檢查，尤其是鋼板樁等關(guān)鍵材料進行重點檢查，挑選分類整理存放。

4.2 測量定位

對基坑開挖范圍及鋼板樁、抗滑樁、旋噴樁的施工位置進行精確放樣，并設置明顯、牢固的控制點。

4.3 抗滑鋼管樁及高壓旋噴樁施工

為確保京滬高鐵跨蘊藻浜河112m提籃拱橋施工安全，保證其鋼管樁基礎穩(wěn)定，基坑周邊布置抗滑鋼管樁和高壓旋噴樁?？够摴軜恫贾迷诳?32#墩和承臺右側(cè)兩邊，高壓旋噴樁布置在近鄰京滬提籃拱支架基礎一側(cè)。

抗滑鋼管樁采用長12m，直徑80cm、壁厚1cm的鋼管，鋼管間距為2.5～3.0米。插打過程中注意觀察鋼管樁的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜后應及時采取措施糾偏。在靠近京滬提籃拱一側(cè)的拐角處采用高壓旋噴樁對地基土進行加固，高壓旋噴樁直徑采用60cm，間距均為50cm（施工過程中可根據(jù)實際情況對間距做適當調(diào)整），呈梅花型布置，樁長15m。

4.4 鋼板樁、圍檁及支撐布置

經(jīng)設計計算，施工前在基坑周圍先卸載2m土體，在該基坑開挖過程中共布置四道支撐，其中第三、四道為臨時支撐，待封底混凝土強度達到90%后，即可拆除第三、四道支撐。圍檁材料采用H型鋼，外徑62cm，壁厚1cm的鋼管及外徑82cm，壁厚1cm的鋼管。為確保施工安全，承臺基坑開挖對靠近京滬提籃拱支架一側(cè)的鋼板樁圍檁增設兩根鋼管（直徑60cm，壁厚1cm）支撐，進行特別的加固處理，減小圍檁變形量，確保相鄰支架基礎的安全。

靠近京滬222#墩側(cè)的鋼板樁，只打入到京滬222#墩承臺墊層頂，鋼板樁底部采用與131號墩墩封底混凝土一起澆筑的條基固定。該條形基礎所受到的側(cè)向土壓力不均勻，在該條形基礎內(nèi)增加鋼筋直徑為16的鋼筋骨架。

4.5 鋼板樁施工

（1）將鋼板樁運到工地后，對進場的鋼板樁進行通過試驗，對插打鋼板樁的振動錘進行全面檢查。

（2）其余鋼板樁插打施工均參照鋼板樁施工常規(guī)方法。

4.6 基坑開挖及墩臺施工

基坑開挖到支撐位置要及時安裝圍檁及內(nèi)部支撐。為便于圍檁及支撐的設置安裝，可開挖到支撐位置以下50cm，嚴禁超挖?；娱_挖過程中，要隨時觀測基坑周圍土體的變形情況，在基坑周邊設置沉降觀測點位。

鋼板樁插打完后，向下開挖1.5m，安裝第一道圍檁及支撐；開挖到4.2m時安裝第二道，開挖到6.0米安裝第三道，開挖到8.0m時安裝第四道，第四道支撐支在樁基上，考慮樁基最大能承受3100kN的力，四角上的樁基不能同時承受兩根內(nèi)支撐，經(jīng)計算采用通長撐。第四道支撐完成繼續(xù)開挖基坑至承臺設計底標高一下1.0m，稍作基坑整平后立即進行封底混凝土施工。封底混凝土強度滿足受力要求（達到90%以上）后，進行受力體系轉(zhuǎn)換，拆除第三和第四道內(nèi)支撐，由封底混凝土受力，再進行后序各項工作施工。

承臺設計為雙承臺結(jié)構(gòu)，下承臺鋼筋施工完成后支立模板、澆筑混凝土，灑水養(yǎng)生，采用透水性材料回填至下承臺頂面并夯密實，再拆除第二道支撐；然后進行上承臺鋼筋綁扎立模板澆筑混凝土，灑水養(yǎng)生，采用透水性材料回填至上承臺頂面并夯密實，再拆除第一道支撐，為墩身施工提供工作面。

4.7 基坑排水

基坑內(nèi)降排水情況根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用以下幾種措施：（1）基坑內(nèi)不滲水時，不用采取措施；（2）基坑內(nèi)有少了滲漏水時，采取匯水邊溝及匯水井匯流后安放抽水泵抽排處基坑，匯水井數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場滲漏水量調(diào)整，以基坑內(nèi)不存水為原則；（3）基坑內(nèi)有大量滲漏水時，采取井點法降低地下水位。

4.8 混凝土墊層施工

混凝土墊層施工方法比較常規(guī)，但施工墊層前需要做一些細節(jié)控制工作，如果不采取任何措施澆筑混凝土墊層，將導致原來打入的圍護鋼板樁無法拔除，造成鋼板樁損壞，為避免出現(xiàn)此類事件，在澆筑墊層前在鋼板樁內(nèi)側(cè)支設木模板或在墊層及封底混凝土范圍內(nèi)采用編織袋或土工布進行隔離。對于深基坑施工而言，封底混凝土的質(zhì)量非常關(guān)鍵，尤其是密實性和邊緣滲漏水情況控制，故在澆筑封底混凝土前務必處理好封底混凝土與周邊接觸面及封底范圍內(nèi)的樁基周邊的處理，必要的時候采用毛刷仔仔細細的全部清理一遍，確保接觸面干凈，防止?jié)B漏水。另外封底混凝土施工時澆筑順序盡量由一邊向另一邊全斷面推進，保證澆筑連續(xù)、不間斷、不留接縫、一次性完成。

5 施工總結(jié)

滬寧城際鐵路跨蘊藻浜河主墩131#施工完成后，我方對各重要方面（承臺頂面標高、平面尺寸、平面位置等）進行了復測校核，檢測結(jié)果均滿足規(guī)范要求，131#承臺總體上成功完成，為我方積累了寶貴的施工經(jīng)驗和教訓，但細節(jié)上仍存在一些問題，有待進一步優(yōu)化改進，以便類似工程高效地保質(zhì)保量完成：

（1）施工過程中，基坑周邊排水設施不足，未能及時到位，導致下雨天基坑內(nèi)積水較多，影響施工進度。改進措施：在基坑開挖前，充分考慮各種影響因素，做好充足的施工準備，保證人員、機械設備均能及時到位，快速處理突發(fā)事件。

（2）基坑開挖過程中，存在樁基礎樁頭過高，既浪費混凝土，又致使后期承臺施工時需要花費大力氣破除樁頭，費工費時。改進措施：樁基礎施工時，現(xiàn)場嚴格控制樁頂標高，一般樁頭高出設計樁頂標高1m左右即可。

（3）基坑靠近京滬高鐵提籃拱支架一側(cè)的觀測變形用的沉降樁現(xiàn)場采用方木，容易損壞，變形，導致測量數(shù)據(jù)丟失、斷鏈、不準確，從而影響真實性，不能起到真正的監(jiān)控作用。改進措施：埋設沉降樁時充分考慮各種因素，盡量采用不易變形、不易損壞的材料（如鋼棒、鋼筋或其他專用設備等），以保證測量數(shù)據(jù)的真實性、可靠性，切實變形監(jiān)控的作用。

（4）理論計算過程中，考慮現(xiàn)場實際情況較少，本次計算由于現(xiàn)場地質(zhì)參數(shù)、水位高度等不夠準確，導致計算取值過于保守，支擋圍護的安全系數(shù)較大，造成部分材料浪費，成本投入加大。改進措施：理論計算過程中，應密切結(jié)合現(xiàn)場實際情況，盡量準確的獲取現(xiàn)場實測地質(zhì)、水位資料，確保理論計算安全系數(shù)合理，在充分考慮安全的前提下，盡量做到符合實際情況，節(jié)約成本，減小投入，用最小的投入保質(zhì)保量的安全完成施工。

[1]TB10002.5 J464-2005《鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范》.

[2]TZ213-2005《城際鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》.

[3]蔞蘊特大橋滬寧城際施（橋）-W136-08.

[4]相關(guān)標準規(guī)范等.

[5]建筑施工計算手冊.