鄰近既有鐵路線深基坑支護止水施工探討

黃堅

摘 要：深基坑支護是鄰近既有鐵路線施工的關(guān)鍵工序，而深基坑支護過程中的一大問題就是防水問題，因此本文以上海市某鐵路工程為例，對鄰近既有鐵路線中深基坑支護工廠內(nèi)中的防水問題進行了研究。通過對比幾種常見的深基坑支護防水方案及其優(yōu)勢，以上海市虹橋商務(wù)區(qū)某工程為例，分析了其原有的深基坑支護防水方案，并提出了三種優(yōu)化后的方案，期待能夠?qū)ξ覈F路線施工中深基坑支護的防水措施提供參考。

關(guān)鍵詞：鄰近既有鐵路線;深基坑支護;防水工程;優(yōu)化方案

【中圖分類號】TU753 【文獻標(biāo)志碼】C

鐵路是維持國家交通和國計民生的重要設(shè)施，我國是鐵路施工和建設(shè)大國，擁有的鐵路里程在世界上位居前列。隨著我國鐵路施工范圍越來越大，鐵路工程中深基坑防水工程開始成為困擾我國鐵路施工隊伍的難題。而鄰近既有鐵路的施工場地作業(yè)面狹小、距離鐵路線較近和工序復(fù)雜等難點，因此研究離鄰近既有鐵路施工的深基坑支護中的防水方案，是提升我國鐵路建設(shè)和施工水平的關(guān)鍵。

1幾種常見的深基坑支護方法

常見的深基坑支護方法有深基坑放坡開挖、深層攪拌樁支護、排樁支護、地下連續(xù)墻支護和土釘墻支護等，在深基坑支護過程中，既可以使用一種支護方式，也可以將多種方式結(jié)合使用。

1.1深基坑放坡開挖

該方式是最常見的深基坑支護方式，對于周圍場地較開闊和沒有重要建筑物的場地可以實行。優(yōu)點是使用成本較低，施工過程簡單。但缺點是回填的土石方量較大。

1.2深層攪拌樁支護

該方式以水泥作為固化劑，通過機械攪拌的方式使水泥固化從而完成深基支護。其優(yōu)點在于不僅可以防水，也可以擋住施工過程中產(chǎn)生的渣土。該方式由于基坑中沒有支撐結(jié)構(gòu)，因此挖土更為方便，且施工中的噪音和污染相對較小。但缺陷在于難以應(yīng)對長度較長的基坑，需要在基坑中間加裝支撐墩和拱等設(shè)施，且施工時對周圍環(huán)境有一定影響，因此更適合在人工環(huán)境如城市市區(qū)中施工[1]。

1.3高壓旋噴樁

這種方式是采用高壓噴嘴將水泥注入到基坑中使其充分與土層混合，形成基坑支護體。其優(yōu)勢是施工設(shè)備體積較小，占地面積較少，因此適合在狹窄的空間中進行，且對周圍建筑物的影響較少。但缺點是由于將水泥直接注入到土層中，因此容易引起自然環(huán)境污染，且當(dāng)土層結(jié)構(gòu)較為松散或土層中的地下水較多時，這種方法將無法使用。

1.4地下連續(xù)墻

這種方式是基坑支護中防水效果最好的支護方式，但其施工成本較高，只能在深度較大，達到30m以上的深基坑中應(yīng)用。

1.5土釘墻

土釘墻是直接利用基坑中的土層建立支護措施，優(yōu)勢是施工簡單，但在土層結(jié)構(gòu)和質(zhì)量較差的地區(qū)則無法使用。

1.6 SMW工法樁

這種方式是適應(yīng)性最強的方式，且施工時不產(chǎn)生噪音，對周圍環(huán)境影響較小，且具備很強的防水和抗?jié)B性能。但對技術(shù)和成本的要求較高，因此只有施工預(yù)算充足時才考慮采用此方式。

2深基坑防水支護工程實例

2.1工程概況

本工程位于上海市虹橋商務(wù)區(qū)，施工地點在虹橋商務(wù)核心區(qū)和中國博覽會會展中心之間，是穿過滬昆鐵路的一條人行道。鐵路既有線路的線下頂進施工段的長度為21m，東側(cè)連接段的長度為7m，寬度為11m。工程西側(cè)和設(shè)備管理房鏈接，東側(cè)和廣場出口的地下道對接。

該工程的基坑施工共分為3部分，為頂進工作坑、現(xiàn)澆段基坑和東部的連接段基坑。各基坑的開挖深度分別為頂進坑10m、現(xiàn)澆坑13m和連接坑10m。這三個基坑的施工場地狹窄，且周圍建筑物較多，距離鐵路的既有線路非常近，因此施工要求較高，且工期較緊，開展施工的難度較大。

2.2地質(zhì)條件

根據(jù)對施工現(xiàn)場地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘察顯示，該施工場地內(nèi)的土層自上而下可分為7層。其中第一層為填土和粘性土，含有少量的腐殖質(zhì);第二層為粉質(zhì)粘土和粉砂，地層承載力較差，容易出現(xiàn)流沙現(xiàn)象;第三層為淤泥質(zhì)的粉質(zhì)粘土，承載力較差，也是場地中的軟弱層之一;第四層為淤泥質(zhì)的灰色粘土，壓縮性較強，承載力一般;也是本工程中箱涵基底的所在處;第五層和第四層相似;第六層為硬塑性較高的粉質(zhì)粘土，具有較強的工程性質(zhì)，承載力較強;第七層為夾雜粉砂的粘土，承載力較強，工程性質(zhì)較好。

3原深基坑支護防水方案

3.1頂進工作坑的防水方案

頂進坑的支護方式采用雙排鉆孔支護樁的方式，支護樁的直徑為1.2m，長度為30m，樁間距1.4m，支護樁搭建完畢后用連梁將其連接為整體。并在支護樁中間搭建防水帷幕，防水帷幕的材料為PO42.5的普通硅酸鹽水泥，尺寸為1.0*0.8m。

3.2現(xiàn)澆段基坑的防水方案

現(xiàn)澆段基坑和頂進工作坑采用同一個基坑，在工作坑上方1.5m處搭建一道直徑為609mm的鋼支撐結(jié)構(gòu)，間距為5.0m。

3.3東側(cè)連接段基坑的防水方案

東側(cè)連接段基坑的支護方案為鉆孔灌注樁支護，樁直徑為1m，以支護樁為基礎(chǔ)采用直徑為800mm的旋噴樁作為防水帷幕。施工時首先開挖到第一道支撐下方0.5m處，布置第一道混凝土支撐;隨后繼續(xù)開挖到第二道支撐下方0.5m處，布置第二道支撐，第二道支撐的結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，直徑為609mm。隨后澆筑東側(cè)連接段的箱身底板并在箱底板兩側(cè)回填土，當(dāng)箱底板的強度達到要求后拆除鋼支撐。

4深基坑防水方案的優(yōu)化

4.1優(yōu)化方案一

經(jīng)過項目部對施工現(xiàn)場的詳細勘察后發(fā)現(xiàn)，基坑所處的場地的實際地質(zhì)情況和原先勘察的地質(zhì)情況不符，場地地面下方3-4m處存在大量的生活垃圾以及建筑垃圾，但如果對該區(qū)域進行徹底的清理處理，則需要消耗大量的時間，可能無法按照預(yù)定的工期完成工程。因此，對此區(qū)域的優(yōu)化方案為首先開挖基坑至4m，隨后采用吊車等設(shè)備將高壓旋噴樁機吊裝到基坑內(nèi)部直接進行攪拌加固等防水措施的安裝，這種方式可以避免大面積的開挖和回填土石方，能夠有效節(jié)省時間。

4.2優(yōu)化方案二

根據(jù)原先的工程施工方案，線路西側(cè)的鉆孔樁原定在高壓旋噴樁施工完成后進行施工。但考慮到本工程的工期較緊，因此這種施工方式將進一步延長施工時間，無法保證如期完成施工。因此，實際的施工方案為為西側(cè)的鉆孔樁施工和高壓旋噴樁施工同步進行，但這兩道工序同步進行將導(dǎo)致外側(cè)的鉆孔樁產(chǎn)生隔離作用，由于高壓旋噴樁的施工地點距離道路較近，施工期間產(chǎn)生的應(yīng)力將對道路產(chǎn)生明顯的影響，有可能造成道路隆起等安全隱患。

考慮到并行施工存在的弊端，優(yōu)化后的方案為將原方案中的高壓旋噴樁移動到鉆孔灌注樁西側(cè)，使其遠離道路，減少并行施工對道路的影響的同時縮短施工工期。

4.3優(yōu)化方案三

原工程方案中的便梁條基的支護方式為鉆孔灌注樁支護，在進行鉆孔樁施工時，在線路兩側(cè)假裝D16便梁一起到加固作用，但這種做法將消耗大量的時間。因此優(yōu)化后的方案為將原方案中的便梁條基的長度增加3m，兩側(cè)各增加1.5m，這樣距離線路較近的鉆孔樁可以保證和線路基邊的鉆孔樁持平，使得在加固之前就具備施工的條件，省去加固的時間，縮短工期。

5施工過程監(jiān)測

為確定實際的施工效果，在應(yīng)用優(yōu)化后的施工方案時，應(yīng)當(dāng)由第三方進行監(jiān)測，監(jiān)測的項目有地表沉降、垂直位移、地下水位、地下管線位移、場地周邊建筑物的狀態(tài)等。監(jiān)測中監(jiān)測點的布置地點有：

工作坑前端和鄰近鐵路的路基處應(yīng)當(dāng)每隔6m布置一個監(jiān)測點;

開挖基坑的過程中，每開挖約10-15m就應(yīng)當(dāng)設(shè)置監(jiān)測基坑是否變形的監(jiān)測點;

鉆孔樁樁頂設(shè)置用于監(jiān)測樁頂變形的監(jiān)測點。

6結(jié)論

本文對鄰近既有鐵路深基坑支護中的防水工程進行了分析，并介紹了幾種實際的應(yīng)用方式。在對深基坑進行防水支護時，不僅應(yīng)當(dāng)考慮支護方案的防水性能，還應(yīng)當(dāng)考慮到改進后的方案對工期的影響，盡量平衡二者間的關(guān)系，保證基坑防水效果的同時將工程按期完成。

參考文獻

[1]葉海坪.深基坑支護施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用分析[J].城市建筑，2019，16（06）：125-126.