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【紧邻既有线铁路深基坑支护施工技术】 基坑支护施工技术

时间:2019-02-07 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘要:新建盘海特大桥跨货物线连续梁紧邻既有沟海铁路,为确保既有铁路及电气化设备万无一失,经过施工单位、专家组多次实地考察及反复论证,确定采用整体排桩联合钢板桩双层支护措施。通过科学的施工方法,信息化监控等措施对既有铁路的影响控制在允许范围内,本文对这一次成功经验进行有益的总结,为今后同类工程的设计与施工提供参考价值。
  关键词:深基坑、既有线、排桩、钢板桩、信息化监控
  Abstract: new dish large bridge cross the line next to the continuous girder both ditch the railway, to ensure that existing lines and electrified equipment foolproof, after construction unit, the expert group many times of field visits and repeated proof, sure to use whole row pile combined steel sheet piles double supporting measures. Through the scientific construction method, the information monitoring measures of the influence of the existing railways in the range of allowable control, this paper this a successful experience beneficial summary, for similar projects in the future design and construction to provide the reference value.
  Keywords: deep foundation pit, existing lines, row pile, steel sheet pile, information monitoring
  
  
  中图分类号: TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
  引言:在深基坑开挖的施工中,基坑内外的土体应力状态将发生变化,即由原来的静止土压力状态向被动或主动土压力状态转变,其改变将引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变形,围护结构的内力与变形中的任一量超过容许范围,都将造成基坑的失稳破坏和使周围临近建筑物及设施失效或破坏。因此基坑稳定及变形对周围已有建筑物的安全有着至关重要的作用,控制基坑变形尤其是复杂环境中的基坑变形成为工程界急需解决的一个难题。
  一、 工程概况
  本段临近既有沟海线连续梁位于新建铁路盘锦至营口客运专线盘海特大桥DK52+682.03~DK52+859.73(70#~73#墩)处,梁全长177.5m,一联三孔(48+80+48)m,采用悬臂浇注法施工。基坑开挖的平均深度在7.2-7.5m,其中71#墩基坑开挖边线侵入电气化铁路接触网塔柱基础0.2m,距(4)道的距离为5.6m。采取直壁式支护开挖施工方法。基坑围护结构采用混凝土灌注排桩和拉森桩相结合的支护体系。
  二、基坑支护方案
  1、方案简述
  基坑四周采用拉森桩防护,并设置工字钢围檩环向加固,角隅处设角撑,并在垂直线路方向和平行线路方向分别设置工字钢横向支撑;临近既有线一侧,在拉森桩外侧加打一排Φ80钢筋混凝土钻孔灌注桩,作为双层保障,确保变形不超限。因72#承台边线紧邻接触网支柱基础,无法打入钻孔桩,在保证安全的前提下,对接触网支柱基础范围只采取拉森桩防护措施(加横向支撑)。
  2、钢板桩支护具体措施
  钢板桩采用60型拉森桩,钢板桩打入深度为8m。
  采用I36b型工字钢双层环向加固,竖直方向共设三道,从上往下距离分别为90cm、390cm、640cm。
  采用I45B型工字钢做井字支撑。
  角隅处设I36b角撑。
  3、排桩支护具体措施
  (1)临近既有线一侧设800 mm钢筋混凝土排桩围护结构,桩间距800~900mm(考虑施工方便,可做适当调整)。桩长为20m。采用正循环成孔,导管法水下浇注混凝土成桩。钻孔施工时,为减少对邻桩的干扰,保证成桩质量,另一方面也考虑到对既有线路基的影响,采用隔五打一的方法施工。
  (2)冠梁(80×60cm)将围护桩连接成整体排架,使全体围护桩形成共同受力体系,抵抗外部土体的静载和列车动载。冠梁围护桩施工完成后,立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理,围护桩主筋锚入冠梁,冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇筑。
  4、基坑土方开挖施工
  基坑土方开挖遵循“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,利用土体在基坑开挖过程中位移的变化规律,对基坑开挖作动态管理,采用监控量测手段实行信息化施工.
  三、 施工监测
  观测既有线路基水平位移,高程变化。
  1、观测桩设置:观测桩设置在距外侧钢轨2m以上路肩上,观测桩埋深为0.5m,间距20m,自DK52+682~DK52+860范围内设置。采用直径16mm以上圆钢,上部采用尺寸C20混凝土砌护,混凝土面与路肩平齐,钢筋高出混凝土面20mm以上,形成固定观测点,用以观测防护桩施工过程中既有线路基水平位移变化情况。同时由辽阳工务段负责观测检查轨面高程和轨距、轨向的变化。
  2、观测频次:施工时间内观测频次2小时一次,如有异常变形时观测频次提高到1小时一次,同时在列车通过前后需各测一次,主要由辽阳工务段测量既有线钢轨的轨距和轨向;
   3、观测控制标准:当路基轨面高程变化大于2mm/d或累计高程变化大于6mm及水平位移超过10mm时必须停止施工,同时在辽阳工务段检测时如发现轨距变化超出2mm~-1mm以及轨向超出±5mm时也要停止施工,并通知工务部门负责人按沈阳铁路局相关要求采取相应措施(限速或拦停列车),与监理和设备管理单位(工务部门)共同分析原因,制定补强措施或改用其它施工方案。
  4、观测作业要求:路基观测的仪器、观测方法、观测精度符合《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》(铁建设[2006]189号)的有关规定。
  5、观测记录和资料整理:每个点的观测记录必须反映出观测序次、观测时间、相隔时间、观测标高(位移)、本次变化量、累计变化量、变化率等基本要素,用以进行现场施工控制。观测发现超出控制标准值及时通知施工负责人立即停止施工。
  四、设计计算书
   1、设计依据
  《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)
  《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
  2、设计等级
  靠既有铁路侧基坑侧壁设计安全等级一级,重要性系数r0取1.1,其余部位设计安全等级为二级,重要性系数r0取1.0。
  3、其它事项
  由于无《岩土工程勘测报告》,设计地下水位深度不详。设计墩位处各土层设计参数按经验取值,地下水位按低于基坑开挖深度进行设计分析,与现场实际情况有可能不相吻合,为确保施工安全,建议首先施工边墩承台基坑,探明实际地质情况,若出入较大,应对本设计方案进行修正,同时在施工过程中加强监控。
  4、设计方案
  从技术、经济两方面考虑,承台施工时基坑四周采用钢板桩,靠近铁路一侧增加钢筋混凝土排桩。
  五、 经济、技术、工期比较
  1、单采用拉森桩虽在成本、工期方面优势比较大,但在既有线侧施工风险大,一但发生事故,造成的损失将是无法弥补的。
  2、单采用钻孔桩,显而易见,成本、工期、适用性都不合适。
  3、综合考虑各项影响,本工程决定采用拉森桩+钻孔桩的支护形式。
  六、 结语
   1、本基坑支护充分考虑既有沟海铁路运营安全及基坑特点、土质条件、周围环境等因素,选择了与其相适应的支护形式,取得了良好的支护效果和经济效益,成功保证了复杂环境中基坑变形在容许范围之内。
  2、该基坑水平位移曲线呈现两端头小,中间大的特点。基坑开挖时水平位移的最大影响深度为1.4倍开挖深度,支护桩长稍大于1.4倍开挖深度比较合理,保证了围护结构的稳定性,土体深层位移在开挖30天后趋于稳定。
  3、在深基坑的施工管理中,应尽量减少支护结构的暴露时间,对于控制基坑水平位移是相当有意义的。在本工程的施工管理中实现了开挖土方和支撑系统协调,严格按照“平衡、对称、分层、限时”的原则进行,并根据监测结果调整开挖速率,说明整个基坑工程支护是成功的。为以后类似工程提供了范例。
  参考文献
  [1]《保证临近既有营运线施工安全强制性措施》.
  [2]〔TB10401.1-2003〕《铁路工程施工安全技术规程》.
  [3]〔GJ120-99〕《建筑基坑支护技术规程》.
  [4](GB50007-2002)《建筑地基基础设计规范》
  
  

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