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浅谈沪宁城际铁路深基坑开挖施工

2013-06-11 22:04:18来源:用户投稿作者:李军(中铁七局集团第三工程有限公司)

摘要:本文通过沪宁深基坑开挖施工,对基坑防护、钢围堰支撑加固及荷载检算等进行控制,并取得预期效果。

关键词:深基坑:钢围堰:防护检算

1工程概况

    沪宁城际铁路V标六工区管段施工里程为DK170+OOO一DK178+100,全长8.lkm。无锡西特大桥跨规划锡澄运河现浇梁以一联(60.65+100+60.65)m三跨连续粱形式跨越规划锡澄运河。其中主墩491#、492#墩位于规划河道中(对应既有京沪铁路里程为K1321+397—K1321+497,下行线侧),属于深基坑开挖施工,目前为耕地,承台底面距离地面10—12m之间。主墩承台平面尺寸为14.3 x17.2m,高度为3.Om,其上为厚度2.Om的加台,主墩桩基为18根+1.5m钻孔桩。主墩491#、492#基坑深度均在lOm以上。

2深基坑开挖施工方案

    由于开挖深度较深且承台开挖边线靠近既有线,具体与既有线距离情况如表1中所示,为确保承台和墩身施工安全及既有线边坡稳定性,采用钻孔桩结合钢板桩围堰进行防护,围堰的平面结构形式采用矩形,钢板桩长度为22m(检算埋深后计算得,计算单附后),围堰平面尺寸为:16,8mx19.2m。围堰虎部设置H型钢矩形围圉(加设角撑)。靠既有线防护钻孔灌注桩设计桩径为φlOOOmm,桩与桩中心距离为1500mm,设计桩长均为32m,混凝土强度等级采用水下C30.钢筋笼采用全笼,主筋为20φ16,箍筋为φ8@20,加强筋为φ16@200。顺既有线方向超出承台1m。

  施工工艺流程如下:

  钻孔桩施工插打钢板桩一基坑开挖一铡板桩内各道支撑--混凝土封底一-凿除桩头、桩基检测一--绑扎钢筋一立模一浇筑承台混凝土一立墩身模板---灌注墩身混凝土一基坑回填一拔除钢板桩。

2.1钻孔桩施工

    钻孔桩施工同墩位桩基。

2.2钢板桩围堰施工

  施工准备一施工放样及施打定位桩-导向框安装一施打钢板桩一旋喷桩地基加固一开挖基坑一钢板桩内支撑安装一排水一堵漏一继续开挖基坑一钢板桩内支撑安装-排水一堵漏一开挖至设计深度-混凝土封底+承台施1。

2.2.1施工准备

    待钻孔桩全部施工完毕后,在墩位附近准备好待打钢板桩。按插打顺序堆码,每层用垫木隔开。

2.2.2铜板桩插打与合拢

    起吊前,锁口内嵌填黄油沥青混合料。箍紧钢板用的弧度卡箍,待插入锁口时逐个解除。

    安插钢板桩用U型卡通过钢板桩端头处的吊孔与钢丝绳相联,然后用50T轮胎吊起吊至待插打位置,放松副钩,使钢板桩成垂直状态,脱出小钩,移向安插位置,插入己就位的钢板桩锁口中,用D250振动锤逐块(组)将钢板桩插打到底。待插打至剩下的5—8根时,应先精确丈量合拢长度,并根据丈量结果对钢板桩锁口间隙进行微调,确保合拢成功。

2.2,3钢板桩围堰内开挖与支撑加固

    施工完围网后,利用长臂挖掘机取土,当坑内积水到一定深度时即可抽水,然后继续开挖。抽水深度大于支撑高度时,要加设支撑然后才能继续进行往下开挖,严禁设置支撑前超挖。在加设支撑时要榆杏各节点是否顶紧,防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快,且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时,用棉絮等在内侧嵌塞,同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠,使其由水夹带至漏水处自行堵塞。

    开挖过程如遇到涌水量较大,支撑布置工序暂停,使用高压射水泵进行水下基坑开挖,使用吸泥机吸泥,但是要保证基坑内水位要保持在最下一层支撑之上。基坑开挖至承台底部标高以下1.8m后,即进行水下混凝土封底,混凝土采用C25强度,封底厚度不得小于1.5m。封底后,再进行抽水,根据支撑布置,要边抽水边设置支撑,严禁抽水过深,要随时观察围堰变化情况,有问题及时处理。

2.2.4拔除钢板桩

    墩身施工完毕至养护期满后,用AB组料进行回填夯实后方可拔除钢板桩,拔桩时先略锤击振动拔高1—2m,然后依次将所有钢板桩均拔高1~2m,使其松动后,再挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出。

2.3承台、墩身施工

  承台、墩身施工与普通承台、墩身施工方法一致。

3钢板桩围堰和既有线防护检算

  桥梁承台与既有线关系及支护方案表中标明承台为1720x35750px。承台进行围护方案设计安全验算和围护。本方案采用德国拉森Ⅵ型钢板桩,钢板桩与承台之间作业面距离不超过1.5m,墩身与内支撑结构净距离为l.Om,钢板桩深入到受力好的粘土层中,长度22m。承台拆模及时夯填AB料或碎石土。内支撑可根据计算结果适当调整支撑材料,但必须满足受力要求和安全系数。每个基坑的防护施工时间大约为70d。

  地质情况主要人工填土,粉砂,稍密一中密;粉质黏土,硬塑:按照最不利地质情况选择土体相关参数近似取值.

3.1围堰的布置

  在比较2个墩的承台底标高及河床标高等因素后,拟以492#墩为例,进行钢板桩围堰的设计、计算。钢板桩的具体布置如下图:

3.2检算过程

  方案一,采用钢板桩围护。

3.2.1工程概况

    基坑开挖深度为11.3m,采用板桩作围护结构,桩长为22m,桩顶标高为1.44m。计算时考虑地面超载lOkPa,共设5道支撑。

3.2.2地质条件

  场地地质条件和计算参数见表lo地下水位标高为-4.26m。

3.2.3计算(如图2、3、4、5)

  抗管涌验算:

  按砂土,安全系数K=3.746;

  按粘土,安全系数K=4.727(如图6)。

  从结果可以看出,桩身水平位移最大达到20.8mm,钢板桩承受最大荷载为86.6MPa<[]-200MPa。为确保铁路运营安全,在铁路与基坑间加设一排钻孔桩。

4结语

    在沪宁城际深基坑施工中,严格按照上述技术要求,在确保施工质量的前提下,保证了施工进度,取得了良好的效果。

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