摘要：顶进技术是一门新兴的学科，既有线顶进施工，其关键点就在控制沉降，避免因顶进施工对既有线路运营设备产生影响，造成行车安全事故的发生。针对顶进箱式小桥在不同的施工阶段下，使用高压旋喷桩、压入耐腐蚀混凝土小方桩、水泥搅拌桩等软基处理方式，取得了良好效果，保证了运营线路正常运行。
关键词：顶进；箱式小桥；软基处理；沉降
Abstract: the top box-type bridges in various stages of construction, the use of High pressure Jet Grouting, pressed into the resistance to corrosion of the concrete square pile, cement mixing piles and other software-based approach, and achieved good results, to ensure the normal operating line operation.Key words: jacking; box-type bridges; soft foundation treatment; settlement
中图分类号：TU447文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02-0020-02
1. 顶进箱式小桥现状
1.1顶进箱式小桥现状
本框架桥位于福厦线引入福州南动车所联络线L1DK1+607.870处，该交通涵所跨道路为铁路附近城乡居民及动车所通往324国道的主要通道。根据东南沿海铁路有限公司相关会议纪要，在此处修建1-10.0×5.8m框架桥，以解决附近居民的出行问题。本工程包括1-10.0×5.8m框架桥、两边U型槽引道工程、强排水设施等工程。
该顶进涵基础设计加固为0.35m*0.35m小方桩，两端工作坑为D50高压旋喷桩，其余U型槽为水泥搅拌桩加固。D24m便梁采用挖孔桩基础+承台+横抬梁进行支撑，线路右侧U型槽底部设置抽排水设备进行日常排水。
由于地质复杂，线路为运营线路，确保既有线路安全很关键，在顶进施工过程中，为了确保线路安全，软基处理成为重中之重。
2. 软基处理设计
2.1设计原理
软基处理法是根据软土地基的生成原因和地基的厚度及其所处的位置，采用一些人为的处理方法，进行的软基处理例如：钻孔桩、PHC管桩、碎石注浆桩、高压旋喷桩、水泥搅拌桩、混凝土方桩等方法。经过处理的软基，提高了地基承载力，改善了受力状态，限制了路基沉降，提高了线路安全。
从原理上讲，软基处理属于被动加固的范畴，在软基中加入一些人为的处理显著的提高了路基整体土应力，对以控制路基沉降稳定为主要目的，取得效果显著。
2.2设计方案
2.2.1开外工作坑之前，先打直径50cm高压旋喷桩，有效桩长9m由于要控制桩长开挖部分预留孔深，要严格控制质量。
2.2.2在预制框架时，考虑到以后小桥顶到位后，地基承载力达不到要求，引起线路沉降，影响行车安全，所以在框架底预留40cm*40cm的孔径，方便后续施工。施工完成后，用和框架同标号的混凝土浇筑上。
图5-1高压旋喷桩和预留压桩孔桩位是示意图
2.2.3在施工便梁到位后，开挖线路填土部分，到达位置后，以下地层为淤泥流塑，为了路基安全和顶进速度，减少工作时间。经专家研究决定，在便梁下施工直径50cm高压旋喷桩，有效桩长12m进行地质硬化，有利于开挖和顶进，又能提高地基承载力。
2.2.4路基围护时，在路基两侧采用直径50cm水泥搅拌桩围护，以稳定路基安全。
2.2.5顶进到位后，静压规格为35cm*35cm的小方桩，以增强地基承载力。
3. 关键技术及施工工艺
本工程施工在软基处理方面运用了高压旋喷桩、耐腐蚀混凝土小方桩、耐腐蚀水泥搅拌桩加固技术。为保证软基施工质量，最大限度减小既有线路沉降，经专家会讨论，采用高压旋喷桩与混凝土小方桩相结合的施工方法，从路基两侧开始先进行高压旋喷桩施工，并在框架到位后再采用水泥搅拌桩加固，以确既有线路安全。
3.1高压旋喷桩施工
3.1.1施工工艺
①测量放样，设置回浆池。
②在施工现场取样按设计要求进行室内配比试验确定浆液最佳配比。
③水泥和外掺剂的种类和规格应符合设计要求，并有产品质量合格证，搅拌水泥浆用的水，应符合现行《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）的有关规定。
④施工前必须进行成桩工艺试验，确定各项技术参数，检验成桩效果。试桩数量不小于2根。
⑤高压旋喷桩施工流程如图所示：
图6-1 高压旋喷桩施工流程示意图
3.2耐腐蚀混凝土小方桩施工
3.2.1施工工艺流程.（单桩）
①桩机就位→②喂桩→③对桩位→④调整桩及压桩机具的垂直度→⑤施压→⑥接桩→⑦继续压桩→⑧计算累计压桩长度→⑨重复⑥到⑧步骤直到达到设计标高或压力值→⑩桩机移位。
重复单桩施工流程，对静压桩由中间向两侧施工。
3.2.2操作工艺
① 压桩机的安装，必须按有关程序及说明书进行。压桩机就位时应对准桩位，启动平台支腿油缸，校正平台处于水平状态。
② 施工前，样桩的控制应按设计原图，并以轴线为基准对样桩逐根复核，作好测量记录，复核无误后方可试桩、压桩施工。
③ 起动门架支撑油缸，使门架作微倾15度。，以便吊插预制桩。
④ 起吊预制桩。用索具捆绑住桩上部50cm处，启动机器起吊预制桩，使桩尖对准桩位中心，缓慢下插入土中，回复门架在桩顶上扣好桩帽，可卸去索具，桩帽与桩周围应有5~10mm的间隙，桩帽与桩顶之间要有相应的硬木衬垫，厚度10cm左右。
⑤ 稳桩和压桩当桩尖插入桩位，扣好桩帽后，微微启动压桩油缸，当桩入土50cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过0.5%。然后启动压桩油缸，把桩缓慢下压，控制压桩速度，一般不宜超过2m/min。
⑥ 压桩的顺序要根据地质及地形桩基的设计布置密度进行，在亚粘土及粘土地基施工，应尽量避免沿单一方向进行，以避免其向一边挤压造成压入深度不一，地基挤密程度不均。
3.3耐腐蚀水泥搅拌桩施工
3.3.1施工工艺
① 测量放样在施工现场取样按设计要求进行室内配比试验确定浆液最佳配比。
② 固化剂、外掺剂的选用应符合设计要求，并有产品质量合格证。严禁使用受潮、结块和变质的固化剂、外掺剂。
③ 施工前必须进行成桩工艺试验，确定各项技术参数，检验成桩效果。试桩数量不小于2根。
④ 水泥搅拌桩施工流程如图所示：
图6-4 水泥搅拌桩施工流程示意图
图6-5 水泥搅拌桩成桩原理图
4. 监控量测
4.1监测的基本原则
4.1.1在软基施工中严格控制既有线路沉降，如沉降过大将直接影响行车的安全。因此施工中按一级控制保护要求进行监测。施工区域影响范围：按两倍于施工范围来确定最大影响区域，在此范围内的路基沉降为监测对象。
4.1.2所采用的监测仪器满足精度要求且在有效的检校期限内，采用方法正确、监测频率适当，符合设计和规范规程的要求，能及时准确提供监测数据，满足施工安全的要求。
4.2监测点布置
在施工地段，前后左右有四个接触网支座，我们的监测点就是这四个点，当线路沉降过大时，就会影响动车经过，因此我就以此为标准来判断线路是否沉降。
图7-1测点布置图
4.3监测技术要求
4.3.1沉降观测的闭合差按中华人民共和国《工程测量规范》中的二等执行。
4.3.2各项监测点埋设完毕且稳定后，初始值测试应不少于两次，并取两次稳定值的平均数作为原始基准数据。
4.3.3所有测量器材及测量仪器在使用前必须经过鉴定。
4.3.4在监测过程中要加强对现场测点的保护，发现问题及时与有关单位联系，若有因施工不慎损坏测点，应当尽最大努力进行补救。对于被损坏而无法进行补救的测点，应及时发出工程联系单，告知各方认可。
4.4监测内容
根据监测目的，监测工作的主要内容有：线路沉降监测和线路位移监测。
4.5监测信息反馈
在取得量测数据后，要及时进行整理，绘制沉降的时态变化曲线图。在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大沉降值，预测既有线路的安全状况。
我们常采用的回归函数有：
U=Alg(1+t)+B
U=t/(A+Bt)
U=Ae-B/t
U=A(e-Bt-e-Bt0)
U=Alg[(B+t)/(B+t0)]
本工程拟采用：U=Alg(1+t)+B
式中：U―变形值（或应力值）
A、B―回归系数
t、t0―测点的观测时间（day）
为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测报表，并按期向施工监理、单位提交监测报告，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。如遇沉降结果异常及时请相关单位召开会议，及时采取措施。
4.6监测仪器设备
仪器的功能和精度需满足监测工作的技术要求。本次监测采用以下设备：
表7-6-1监测仪器设备表
4.7监测结果
监测结果显示：顶进前期在开挖基坑时，既有线路有沉降，但没有影响路基安全，主要是地下水下降所造成的；随着施工进度的加快，既有线路沉降慢慢趋于稳定，再顶进时，路基沉降量较小；在施工完成后，一个月的监测中，既有线路沉降量趋于稳定。
5.结语
通过多种桩补强对软基地带的顶进施工有很好的作用，近年来由于地方交通发展过快，出现了很多公跨铁的现象，随之顶进这种施工方法被广泛接受和采用。本项目中在高铁对路基沉降苛刻要求下，施工中采用高压旋喷桩、耐腐蚀混凝土小方桩、耐腐蚀水泥搅拌桩施工工艺，既保证了桩基施工质量，同时最大限度减小了对既有线路的扰动，确保结构物的耐久性要求，有效提高了客运专线运营安全。其中应用的关键技术和施工工艺具有典型性和创新性，可作为在客运专线软土路基进行顶进施工的典型案例，将对今后类似工程起到很好的示范和借鉴作用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。