基于濕陷性黃土地區(qū)中管廊框架橋接長施工技術應用

劉小明

（中鐵二十四局集團南昌鐵路工程有限公司，江西南昌330000）

1 濕陷性黃土的概述

濕陷性黃土是一種受上覆土自重應力或自重應力與附加應力共同作用的特殊土類，常在浸水后容易出現(xiàn)土結構破壞而發(fā)生顯著附加變形的土壤，通常具有地質較均勻、結構疏松、孔隙發(fā)育等特點，目前我國濕陷性黃土顆粒主要為粉土顆粒，約占總重量的50%～70%，其中，粗粉土顆粒主要為粉土顆粒0.05～0.01mm，約占總重量的40%，黏土顆粒小于0.005mm，約占總重量的10%。該類土壤在水不濕潤時，強度高，壓縮性小，但在一定壓力下被水濕潤時，土體結構會迅速破壞，強度銳減。因此，濕陷性黃土場地的施工應根據(jù)項目特點、基礎被水浸泡的可能性等，進而因地制宜地采取妥善的地基處理策略，避免建筑物基礎出現(xiàn)破壞、塌陷的風險。

2 管廊框架橋項目概況

擬建接長管廊框架橋位于中馬鐵路上，線路法線與管廊框架橋軸線斜交θ=8o。新增北接長框架1（1’）及接長框架3 為19.0m；北側接長框架2（2’）為底層接長，接長8m。擬建接長管廊框架橋為經三十七路下穿鐵路而設，跨孔布置與既有管廊框架橋相同為12+18.0+12鋼筋混凝土框架。左邊孔及右邊孔凈高5.2m，中孔凈高5.3m，立交內路面層結構采用瀝青混凝土鋪裝。結構兩側設路橋過渡段（見圖1）。

圖1 項目示意圖

3 管廊框架橋接長施工技術應用

3.1 管廊框架橋地基處理技術

3.1.1 地質情況

該項目接長管廊，管廊框架橋建設場地范圍內特殊巖土主要為濕陷性黃土，工程范圍內沖、洪積平原區(qū)分布的第四系全新統(tǒng)沖、洪積砂質黃土，大部分已不具濕陷性或僅具有Ⅰ級（輕微）非自重濕陷性，濕陷土層厚度為1～4m，建議均按Ⅰ級（輕微）非自重濕陷性考慮，少部分段落具Ⅱ級（中等）自重濕陷性，濕陷性土層厚度2.5～10m。工程范圍內黃土丘陵區(qū)分布的上更新統(tǒng)風積砂質黃土大部分具Ⅲ級（嚴重）-Ⅳ級（很嚴重）自重濕陷性，濕陷土層厚10～30m，少部分段落具Ⅱ級（中等）自重濕陷性，濕陷性土層厚度4～9m。

3.1.2 設計參數(shù)

基礎下部設置5%水泥土墊層，厚度為50cm，水泥土墊層中間鋪設一層土工格柵。墊層下面是水泥土擠密樁，水泥土擠密樁采用梅花形布置，樁徑0.4m，樁間距0.8m，中間框架樁長12m，兩側框架樁長8m，采用沉管方法成樁。

3.1.3 水泥土擠密樁施工

根據(jù)工程范圍內地質特性，經試驗驗證基底承載力不足，通過技術方案論證及經濟效果比選，采用水泥土擠密樁作為濕陷性黃土地基的處理方法。

(1)放線定位：首先開展土方開挖，挖到樁頂標高以上500mm 的位置后，再按照項目設計要求，利用全站儀標識出地基邊線、軸線及樁的位置。同時設置好軸線控制點，對樁位點則要用直徑25mm 的鋼管打入地坑中，之后再灌入白粉以作為標定。最后，當樁孔測放完畢后，組織相關技術人員進行防線復核，確認定位滿足要求后進入下道工序。

(2)成孔環(huán)節(jié)：該環(huán)節(jié)需擺放好打樁機，確保設備能對準樁位，同時要保障基底鋪設平穩(wěn)、架設牢固，確保成孔過程安全。

(3)攪拌水泥土：將水泥和素土進行過篩處理，確保土料中不得含有過多的碎石，且有機質含量不超過5%等，對于水泥用量則不能低于項目的設計要求。

(4)夯填成樁：夯填前需對底部清理，搗實5～6 次，夯填過程中按照由外排開始由外向里的順序，同排間隔1～2 孔進行施工，然后再進行填料施工，成孔后立即夯填。

3.2 鐵路管廊框架橋深基坑支護技術

管廊框架橋中孔為單層結構，邊孔為上下兩層結構，底層為管廊，開挖深度約10m，為防止底層管廊基坑開挖擾動中孔框架基底土，采用墻體加固樁對管廊靠中孔側邊坡進行防護，樁基采用人工挖孔樁成孔，樁徑1.25m，樁長12m，管廊基坑開挖過程中，每開挖一層，在樁間噴射10cm 厚C20 混凝土[1]。

3.2.1 土釘墻支護施工

(1)測量放線，依據(jù)場區(qū)平面軸線控制樁和基礎開挖平面圖，測放出基槽開挖上口線，并用白石灰撒出?；娱_挖時隨時用全站儀及水準儀控制開挖線及標高。邊坡下邊線與結構外皮之間的凈距離：預留800mm。

(2)開挖工作面，施工準備完后，根據(jù)項目施工方案制定的開挖順序、分層開挖深度進行開挖施工，當上層作業(yè)面土釘支護符合施工要求后才能夠進入下層土方開挖施工；并按照土釘位置+0.3m 作為基坑土方首層的開挖深度，每水平段長度不超過12m，分層開挖深度為土釘豎向間距，作業(yè)中應嚴格按超前支護、分層進行、逐層施作、嚴禁超挖。土方開挖后需要及時封閉臨空面，并在24h 內完成土釘?shù)陌惭b以及混凝土面層的噴射；當上一層土釘完成注漿后，到開挖下一層土方時需要至少間隔48h。

(3)邊坡修整，進行邊坡修整時，根據(jù)項目設計的放坡比例，以機械修整為主、人工修整為輔的方式進行，嚴禁超挖或造成邊坡土體松動坡面平整度偏差宜為20mm。

(4)噴射第一層混凝土，當邊坡修整且驗收達標后，為了避免邊坡塌陷，通常需要采用強度等級C20 的混凝土進行噴射一層厚度約為10cm 的混凝土面層，達到穩(wěn)固邊坡的目的，在噴射過程中，要確保噴嘴與受噴面層保持垂直，從下到上依次進行，同時以減少回彈增加噴射面層的密實度，需要與受噴面層距離為1m 左右。

(5)打入鋼花管錨桿，該環(huán)節(jié)是利用氣動潛孔錘，根據(jù)施工測量中標注的土釘定位點，將事先制備的倒剌式鋼花管按照設計要求的深度打入土體中，外露范圍在100～120mm，同時鋼花桿要跟水平面保持15o的夾角。

（6）漿液制備、注漿，漿液利用細砂和M20 水泥通過機械攪拌而成，確保漿液水灰比0.6 左右，灰砂重量比為1∶1～1∶0.5，并且隨拌隨用，攪拌過程要確保攪拌均勻，且時間不少于2min，注漿過程中要確保一次注漿到位，將輸漿管插入孔內，管口離孔底約300mm 處，并采用密封袋封堵孔口，之后啟動注漿泵進行注漿，將注漿壓力調整到0.5～0.8MPa，在注漿過程中邊注漿邊向孔口方向緩慢拔管，直至將整個孔都注滿。

（7）綁扎冷拔絲網片，首先網片采用成品冷拔絲網片，在綁扎搭接過程中，搭接的面積不得超過一半，并采用U 型卡扣進行搭接固定。其次，對于冷拔絲網片的保護層，需要采用50mm×50mm×30mm 與噴面混凝土等強度的立方體塊制作而成，并在中間按照1m 的間距進行綁扎預埋6 號火燒絲，綁扎完成后，最后沿著釘頭上口綁扎φ18 加強筋，同時壓緊冷拔絲網片并與釘頭進行焊接，并以井字式對釘頭筋進行壓緊。

（8）噴射第二道混凝土面層，采用濕噴法，在噴射前清除坡面上殘留的土塊、土渣等，調整噴射機風壓適中；噴射時噴嘴應與受噴面垂直，一次噴射厚度應適中，以50～80mm 為宜，當分層施工時，上一層終凝后即噴下一層，間隔為2～4h，噴射時應有節(jié)奏的移動或轉動，采取自下而上的順序，使混凝土厚度均勻，在噴射完成后2～4h 應灑水養(yǎng)護。

3.3 管廊框架橋接長主體結構施工技術

接長管廊框架橋及八字翼墻施工，開挖至設計基底標高，中孔深挖50cm 預留施工5%水泥土墊層，按設計要求先施工水泥土擠密樁，然后同時施工八字翼墻鉆孔樁和中孔支護挖孔樁。水泥土擠密樁樁徑0.4m，樁間距0.8m，中間框架樁長12m，兩側框架樁長8m。八字翼墻基礎采用鉆孔樁基礎，樁徑1m，樁長14m，中孔支護挖孔樁樁徑1.25m，樁長12m。

全部樁施工完成并經質量檢測合格后施工5%水泥土墊層，分層夯實后再做20cm 厚C20 素混凝土墊層。施工箱身部分時先綁扎管廊框架橋底板及邊墻鋼筋，安裝底板模板，澆筑底板及下梗肋邊墻混凝土，待底板及側墻混凝土達到規(guī)范要求強度時，開始搭設滿堂支架，綁扎邊墻及頂板鋼筋，安裝邊墻及頂板模板，澆筑邊墻及頂板混凝土，管廊框架橋端翼墻施工及橋身防水層施工，最后進行接長管廊框架橋兩側基坑及過渡段填筑[2]。

3.4 鄰近營業(yè)線施工防護技術

管廊框架橋接長施工過程中，為保證營運線施工安全，嚴格按照“先防護后施工”的原則對既有路基進行安全防護。管廊框架橋接長施工時需鑿除影響新建管廊框架橋輪廓尺寸部分的翼墻，為確保路基邊坡穩(wěn)定，在翼墻后方采用鋼筋混凝土人工挖孔樁對既有路基邊坡進行支護，對管廊框架橋頂既有路基邊坡及管廊框架橋結構輪廓線外3m 既有路基邊坡面采用素混凝土封閉。挖孔樁直徑1.5m，樁長26m，間距2.2m，L 型布置8 根，樁身采用C30 鋼筋混凝土澆筑，樁間采用拉森鋼板樁，待防護樁混凝土達到設計后進行既有管廊框架橋翼墻的拆除，部分翼墻剝除面層后，翼墻直墻段會形成20cm左右的缺口，為確保路基邊坡穩(wěn)定，在缺口處及翼墻后方的路基邊坡采用素混凝土封閉。

4 結語

濕陷性黃土地區(qū)經常會發(fā)生由于地基處理不當或基礎設計不當而導致建筑物傾斜現(xiàn)象，不僅影響整個黃土結構，同時也容易引發(fā)質量隱患問題。因此，當建筑物現(xiàn)場地質環(huán)境為濕陷性黃土地基時，那么為避免后期出現(xiàn)質量安全隱患，需對濕陷性黃土地基加固處理，保障地基質量，進而保障整個項目建設整體質量和安全。