邻近铁路和市政桥梁深基坑开挖和支护技术

宋,坤

安徽省合肥市高新区上铁地方铁路开发有限公司  230000

摘要：邻近既有铁路和市政桥梁进行深基坑施工，安全保护等级高，本文介绍了在地质条件较好的条件下采用围护桩、冠梁配合挂钢筋网片喷细石混凝土防护施工技术，为今后的类似基坑防护施工提供借鉴。

关键词：深基坑；支护；邻近铁路；施工

1 引言

邻近铁路和既有道路或桥梁进行基坑施工，保护要求高，安全风险大，施工场地有限，采取切实可行的防护技术是保证铁路行车和周边其他建筑物安全的重要措施。

2 工程概况

合肥市文忠路上跨合肥东站立交桥扩建工程采用转体施工跨越既有铁路，主墩45#、46#承台分别位于铁路南、北侧，45#墩基坑位于既有铁路南侧，既有文忠路桥西侧，与罗东I联络线最小距离17.4m，与既有文忠路桥1#墩最小距离5.8m，基坑深度4.6m；46#墩位于既有铁路北侧，既有文忠路桥西侧，与牵3线最小距离12.1m，与既有文忠路桥4#台最小距离3.3m，基坑深度4.6m。

3 深基坑防护施工

3.1 基坑支护形式

本基坑设计采用直径1.0m的钻孔灌注桩（桩长12m，桩间距1.2m）作为围护桩，顶部设1.2m×1m冠梁，围护桩桩间土采用Ø6@20cm×20cm钢筋网片挂网喷8cm厚C20细石混凝土防护，采用集积水明排法将坑内集水排出坑外证施工过程在无水状态下持续不断地进行。

图3.1围护桩桩间细石混凝土防护

45#、46#墩基坑围护结构按施工阶段可能出现的最不利内力进行计算，主要荷载工况有：结构自重、土压力、侧向水土荷载和地面超载，地面超载，其中地面超载取20KPa。采用荷载—结构模型，按平面杆系有限元法计算验证基坑支护结构的整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗隆起稳定性验算均满足要求。

表3.1 45#、45#墩稳定性验算结果

	整体稳定安全系数Ks	抗倾覆稳定性Kov	抗隆起稳定性Ks
45#墩	4.32	7.8	3.87
46#墩	3.57	6.86	3.61
最低安全系数	1.35	1.25	1.8

3.2 基坑支护施工

基坑围护钻孔均采用ZJD型反循环回旋钻机施工，既有桥下围护桩采用矮架反循环钻机，围护桩施工遵循从铁路内侧往外侧施工，间隔跳孔施工的原则，混凝土灌注完成3天后施工邻桩。

3.2.1 护筒埋设

精确测量放样桩位后，开始埋设钢护筒，埋设位置必须准确，保证护筒的垂直度和水平度，护筒中心线与桩中心重合，平面允许误差50mm，护筒倾斜度不得大于1%，埋设后将护筒边0.5～1.0m范围内的土挖掉，夯填粘性土。

3.2.2 钻机安装

钻机就位时，保持平稳，不发生倾斜、位移，钻机就位误差要求为水平高差不超过3mm；中心偏差不大于15mm。

3.2.3 成孔和清孔

开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进，钻进速度应与实际的岩层相适应，根据取出的渣样判断岩层。成孔后采用换浆法进行清孔，换至孔内泥浆的相对密度低于1.1以下为止，并孔底最终沉渣厚度不大于100mm。

3.2.4 钢筋笼及导管安装

钢筋笼采用分段加工和安装，接头采用单面搭接焊。钢筋笼安装完毕后安装导管，灌注导管事先必须要做水密试验，保证导管的水密性良好

3.2.5 混凝土灌注

围护桩采用水下C30混凝土，清孔后泥浆比重控制1.03～1.1，粘度控制18～22，孔底沉渣厚度不大于100mm时，方可开盘浇筑，混凝土必须连续灌注，首批灌注混凝土方量要经过计算确定，满足导管提离底面0.2～0.4m，埋深1m的要求。

3.3 冠梁施工

围护钻孔桩顶部采用冠梁形成整体，冠梁为矩形钢筋混凝土结构，冠梁钢筋与钻孔桩钢筋绑扎相连，采用C30混凝土，立模后浇筑施工。

3.4 基坑开挖施工

当围护钻孔桩及冠梁强度达到设计强度时，方可下挖基坑。采用挖机分层分段进行开挖，开挖从靠近既有铁路一侧向背离既有铁路一侧顺序进行，开挖顺序如图3.1所示，每次开挖深度控制在1m-1.5m，人工配合进行修整。挖至距坑底30cm后改用人工挖土至设计标高，然及后进行混凝土封底。

基坑开挖后，在围护桩间挂钢筋网片，并喷8cm厚C20细石混凝土进行支护，减少基坑暴露时间。

图3.1 45#、46#墩基坑开挖示意图

4 基坑变形监测

施工期间对铁路轨道、铁路路基、基坑围护桩顶部移、既有老桥桥墩沉降和水平位移，基坑施工期间监测数据如表5.1所示，现场各项监测数据正常，尚未达到报警值，场巡视检查也未发现异常情况，现场安全处于可控状态。

表5.1 施工期间监测数据

监测项目	监测点号	累计最大变化量	累计预警值	累计报警值	控制值
铁路轨道沉降	L1-2	0.6	±6mm	±8mm	±10mm
铁路轨道位移	L2-2	0.69（Y）	±4.2mm	±5.6mm	±7mm
铁路路基沉降	T8-1	-0.32	±6mm	±8mm	±10mm
铁路路基位移	T4-2	-0.59（X）	±4.2mm	±5.6mm	±7mm
基坑围护桩顶部沉降	CJ1-02	-1.85	±6mm	±9mm	/
基坑围护桩顶部位移	CJ1-04	-2.03（X）	±12mm	±18mm	/
既有老桥桥墩沉降	D2-1	0.59	+1.8mm -4.8mm	+2.4mm -6.4mm	+3mm -8mm
既有老桥桥墩位移	D1-2	-0.5（Y）	±4.2mm	±5.6mm	±7mm

沉降：“-”为下沉，“+”为隆起。

位移：X“+”为北方向，Y“+”为东方向。

5 结语

邻近铁路营业线深基坑防护要求高，施工风险大，本工程基坑地质条件好，采用围护桩、冠梁配合挂钢筋网片喷细石混凝土防护，经施工证明是可行的，在保证安全的情况下取得了较好的工期和经济效果。

参考文献：

[1] 林钦铭. 复杂环境下邻近高速铁路深基坑工程施工技术[J]. 城市建设理论研究：电子版, 2018，7。

[2] 李鹏. 邻近铁路营业线深基坑防护施工技术[J]. 安徽建筑, 2014，3。

[3] 胡博. 软土地段邻近既有铁路深基坑支护关键技术研究[J]. 运输经理世界, 2021，24。