鐵路橋梁深基坑施工圍護(hù)設(shè)計(jì)

周 晗

(中鐵十一局集團(tuán) 一公司，湖北 襄樊 441104)

1 工程概況

新建滬寧城際鐵路某橋，與既有滬寧鐵路并行，線間距約15 m，線路前進(jìn)方向緊臨望虞河，地下水位較高。該橋橋墩采用樁基礎(chǔ)，其承臺(tái)埋深為15.1 m。該處地質(zhì)情況為:自地面向下依次為粉質(zhì)黏土(軟塑～硬塑)、粉砂、硬塑黏土，厚度3.5～15.0 m不等。為確保承臺(tái)施工安全，需采取措施對(duì)承臺(tái)基坑進(jìn)行圍護(hù)。

2 方案選定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件、地質(zhì)情況、工期等，對(duì)鋼板樁、鋼筋混凝土沉井、鉆孔樁等圍護(hù)方案進(jìn)行比選，按照安全經(jīng)濟(jì)、便于快速施工的要求，采用鉆孔灌注樁結(jié)合高壓旋噴樁作為該承臺(tái)施工的圍護(hù)方案。

基坑圍護(hù)鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)樁徑為 φ100 cm，樁中心距為120 cm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為25.3 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用水下C30。鋼筋籠采用全籠，主筋為20φ32 mm，箍筋為φ10@15 cm，加強(qiáng)筋為 φ20@200 cm。基坑設(shè)內(nèi)支撐四道，圍囹及內(nèi)支撐均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，圍囹截面尺寸(寬×高)120 cm×80 cm，受彎區(qū)主筋采用9φ25 mm，內(nèi)支撐截面尺寸(寬 ×高)60 cm×70 cm，主筋采用5φ25 mm。高壓旋噴樁設(shè)計(jì)樁徑為 φ60 cm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為 25.3 m，水泥摻入比為 33%，采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。

3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)檢算

3.1 內(nèi)力及位移檢算

按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)、《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(DBJ08—11—1999)、《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》(YB 9258—97)，根據(jù)內(nèi)支撐設(shè)置情況及基坑開挖順序，將基坑施工檢算劃分成9個(gè)工況，分別進(jìn)行內(nèi)力及位移檢算。具體為:

工況1開挖至1.7 m，工況2加內(nèi)支撐1，工況3開挖至4.7 m，工況4加內(nèi)支撐2，工況5開挖至8.7 m，工況6加內(nèi)支撐3，工況7開挖至12.7 m，工況8加內(nèi)支撐4，工況9開挖至15.1 m。

內(nèi)力及位移計(jì)算，根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 120—99)，內(nèi)力計(jì)算方法按照增量法，取基坑等級(jí)二級(jí)?？紤]基坑外側(cè)堆載和火車荷載作用，分別取20 kN/m、90 kN/m。黏性土水土壓力合算，砂性土水土壓力分算。分別按照彈性法、經(jīng)典法建立土壓力模型，對(duì)基坑各工況檢算，工況9為最不利情況，內(nèi)力位移結(jié)果見圖1和表1。

3.2 整體穩(wěn)定驗(yàn)算

計(jì)算方法:瑞典條分法。條分法中的土條寬度為0.40 m?；衙鏀?shù)據(jù):圓弧半徑R=18.237 m，圓心坐標(biāo)X=-0.884 m，圓心坐標(biāo)Y=6.140 m(見圖2)。

抗傾覆安全系數(shù)Ks為

式中，Mp為被動(dòng)土壓力及錨桿力對(duì)樁底的彎矩，其中錨桿力由等值梁法求得;Ma為主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的彎矩。Ks=1.240≥1.200，滿足規(guī)范要求。

3.3 抗管涌驗(yàn)算

抗管涌穩(wěn)定應(yīng)滿足

式中，γ0為側(cè)壁重要性系數(shù);γ'為土的有效重度(kN/m3);γw為地下水重度(kN/m3);h'為地下水位至基坑底的距離(m);D為樁(墻)入土深度(m)(見圖3)。

圖1 工況9內(nèi)力及位移計(jì)算結(jié)果

表1 工況9計(jì)算結(jié)果

圖2 整體穩(wěn)定驗(yàn)算簡(jiǎn)圖(單位:m)

圖3 抗管涌驗(yàn)算簡(jiǎn)圖(單位:m)

K=2.583≥1.5，滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語

在本橋施工中，采用鉆孔灌注樁結(jié)合高壓旋噴樁作為承臺(tái)施工的圍護(hù)方案，實(shí)際效果良好，既保持了既有線的穩(wěn)定，又取得了良好的止水效果。該方案能夠充分發(fā)揮鉆孔樁剛度大，旋噴樁止水效果好的特點(diǎn)，對(duì)于周邊建筑物沉降控制要求比較高、地質(zhì)條件比較復(fù)雜的深基坑施工具有借鑒意義。

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