鐵路雙線特大橋明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

趙衛(wèi)廣

摘 要：結(jié)合青連鐵路馬站繡針河特大橋基礎(chǔ)施工，介紹了明挖基礎(chǔ)施工工藝及注意事項(xiàng)，保證了施工質(zhì)量，可為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：明挖基礎(chǔ)；橋梁；基坑；石油管線

中圖分類號(hào)：U445.556 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.048

1 工程概況

新建青島至連云港鐵路位于膠東半島東南部，連接山東省膠東半島、日照地區(qū)與江蘇省連云港地區(qū)，是我國(guó)“五縱五橫”綜合運(yùn)輸大通道南北沿海運(yùn)輸通道的組成部分。馬站繡針河特大橋位于山東省日照市嵐山區(qū)境內(nèi)，為青連鐵路的一處重要結(jié)構(gòu)，該橋跨越園區(qū)路、坪嵐鐵路專用線、石油管線、S342省道、同三高速公路以及繡針河，孔跨布置為：雙線（2 m×20 m）+（12 m×24 m）+（175 m×32 m）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁＋2×（40 m+64 m+40 m）+1 m×（72 m+128 m+72 m）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，雙線特大橋全長(zhǎng)6 646.46 m。場(chǎng)地土類型為中軟～堅(jiān)硬土（巖石），部分橋墩采用明挖基礎(chǔ)施工。

2 青連鐵路挖井基礎(chǔ)的地質(zhì)特點(diǎn)

橋址區(qū)在勘探深度范圍內(nèi)所揭示底層為第四系全新統(tǒng)人工堆基層素填土，第四系上更新統(tǒng)殘坡積層的粉質(zhì)黏土、砂類土和碎石類土，下伏晚元古代晉寧期片麻狀二長(zhǎng)花崗巖；地下水主要為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，勘測(cè)期間地下水水位埋深0.3～4.5 m，地下水主要由大氣降水及地表水補(bǔ)給，水位季節(jié)變幅2～3 m。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 明挖基礎(chǔ)施工工藝流程

明挖基礎(chǔ)施工工藝流程如圖1所示。

3.2 施工操作要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

測(cè)量放線利用全站儀測(cè)定基坑中心線，用水準(zhǔn)儀測(cè)定地面高程。根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，按照地質(zhì)、水文資料、開挖深度，合理選擇支護(hù)方案、排水措施及開挖方式。先放出開挖邊線樁，基底平面尺寸加寬50～100 cm，以滿足基礎(chǔ)施工需要。

3.2.2 基坑開挖

基坑開挖采用垂直開挖、邊挖邊護(hù)的開挖方式。開挖平面尺寸根據(jù)基礎(chǔ)尺寸及護(hù)壁厚度確定，一般情況下，護(hù)壁厚度視土層性質(zhì)而定。根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求，采用C20鋼筋混凝土護(hù)壁，厚度為50 cm，所以，開挖尺寸比基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸周邊各加大50 cm，以方便制作混凝土護(hù)壁。

為了有效提高工作效率，基坑第一次開挖深度控制在1～1.5 m的范圍內(nèi)，開挖完畢經(jīng)測(cè)量復(fù)核，井口平面尺寸及井壁垂直度需符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)地面以下3 m深度范圍內(nèi)采用挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行挖掘。挖掘機(jī)開挖范圍為基礎(chǔ)中心部分，靠近井壁四周約50 cm寬度范圍內(nèi)采用人工開挖整修，以盡量減少超挖。挖掘時(shí)，井壁應(yīng)稍有凸凹，以增加摩擦力和混凝土與墻體的黏結(jié)性。當(dāng)遇到基坑較深、土方數(shù)量較大及基坑地質(zhì)松軟或含水量較大、坡度不易保持等現(xiàn)象時(shí)，基坑開挖后可采用擋板支撐護(hù)壁或噴射混凝土護(hù)壁進(jìn)行加固，以保證基坑穩(wěn)定。

3.2.3 基坑排水

青連項(xiàng)目明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)基坑在開挖時(shí)采用集水井排水的方式，可確保坑底不被水淹。

3.2.4 基底處理

開挖完成之后，應(yīng)該將基坑底部的淤泥、碎石、苔蘚等清除干凈。如果是易風(fēng)化的巖層基底，則應(yīng)將已經(jīng)風(fēng)化的巖層表層鑿除，鑿除時(shí)要參考基坑設(shè)計(jì)尺寸。針對(duì)傾斜的巖層，需要鑿平巖面或?qū)⑵湓斐膳_(tái)階形狀。

3.2.5 基底檢驗(yàn)

處理完畢基底之后，要對(duì)其位置、大小等進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的方法可以采用直觀或觸探的方法。如果有必要，則可采用鉆探法進(jìn)行土工試驗(yàn)，檢驗(yàn)過(guò)程中做好記錄，并保存相關(guān)資料。

3.2.6 鋼筋綁扎

基坑開挖至設(shè)計(jì)基底高程經(jīng)檢驗(yàn)合格后，對(duì)基底面進(jìn)行修整并澆筑5 cm厚的砂漿墊層。同時(shí)，核對(duì)鋼筋母材及焊接件，經(jīng)專業(yè)監(jiān)理工程師檢查合格后進(jìn)行鋼筋施工。鋼筋按設(shè)計(jì)規(guī)格、型號(hào)在鋼筋加工場(chǎng)集中加工，用平板車運(yùn)送到墩位，現(xiàn)場(chǎng)綁扎。綁扎時(shí)，骨架間架立鋼筋，以保證鋼筋骨架整體成型。在安裝鋼筋時(shí)，按設(shè)計(jì)要求預(yù)埋墩身鋼筋、綜合接地鋼筋網(wǎng)和沉降觀測(cè)點(diǎn)。

3.2.7 模板安裝

明挖基礎(chǔ)模板采用1 500 mm×1 000 mm的大塊鋼模與組合鋼模板拼裝，模板在基礎(chǔ)外側(cè)用φ50鋼管背帶連接，用汽車起重機(jī)配合安裝。模板安裝在鋼筋骨架綁扎完畢后進(jìn)行，先用線繩掛出基礎(chǔ)邊線，用起重機(jī)將整體的大塊模板調(diào)入基坑進(jìn)行組拼，采用φ50雙鋼管背帶，橫縱向間距為70～80 cm，背帶后方采用頂托頂緊。

3.2.8 混凝土澆筑

混凝土在裝配有自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的強(qiáng)制式攪拌機(jī)的拌合站集中拌制，使用混凝土運(yùn)輸攪拌車運(yùn)輸，輸送泵或吊車吊裝入模，混凝土連續(xù)澆筑，每節(jié)基礎(chǔ)混凝土一次澆筑完成。擴(kuò)大基礎(chǔ)采用分層澆筑進(jìn)行施工，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，采用插入式振動(dòng)棒振搗，振動(dòng)棒應(yīng)避免碰撞模板及預(yù)埋件。為了防止混凝土在凝結(jié)過(guò)程中表面產(chǎn)生裂縫，混凝土澆筑完后應(yīng)及時(shí)收漿，待混凝土初凝后，立即進(jìn)行灑覆蓋水土工布養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜小于28 d。

3.2.9 基坑回填

承臺(tái)混凝土拆模養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行成品自檢，并按隱蔽工程程序報(bào)檢合格后及時(shí)進(jìn)行基坑回填?；踊靥顣r(shí)必須排除基坑內(nèi)積水及挖除淤泥及雜物，土層夯實(shí)至承臺(tái)混凝土表面齊平。待墩身施工完成后，及時(shí)回填至原地面處，并制作排水坡，防止地表水下滲，回填時(shí)應(yīng)保證基礎(chǔ)覆土厚度大于30 cm。連方臺(tái)基坑回填時(shí)，臺(tái)后以級(jí)配碎石（摻3%的水泥）分層填筑至原地面，臺(tái)后以原狀土分層回填并用小型震動(dòng)機(jī)壓實(shí)。

4 安全質(zhì)量控制事項(xiàng)

明挖基礎(chǔ)施工過(guò)程中，往往會(huì)引起基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的變化，在開挖過(guò)程中，必須嚴(yán)密監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)四周土體變化，并對(duì)施工監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。施工過(guò)程中，應(yīng)盡量縮短基坑開挖卸荷后的無(wú)支撐暴露時(shí)間，縮小開挖過(guò)程中對(duì)土體的擾動(dòng)范圍?；娱_挖宜采用分層、分塊的開挖方式，開挖順序上應(yīng)遵循“對(duì)稱開挖、均衡開挖”的原則，使基坑受力均衡。在基坑施工期間，應(yīng)認(rèn)真做好地面排水，及時(shí)制作坡頂、坡腳排水溝或截水溝，避免在影響邊坡穩(wěn)定的范圍內(nèi)積水，從而實(shí)現(xiàn)深基礎(chǔ)施工安全。在雨季基坑開挖中，要做好地面排水工作，在基坑頂緣四周向外設(shè)置排水溝，以免影響坑壁的穩(wěn)定。

明挖基礎(chǔ)施工時(shí)，及時(shí)排出地下水，避免基底及坑壁泡水軟化，降低承載力。當(dāng)?shù)叵滤坎淮髸r(shí)，隨挖隨將泥水用吊桶運(yùn)出；地下滲水量較大時(shí)，吊桶滿足不了排水，先在樁孔底挖集水坑，用高揚(yáng)程水泵抽水。作業(yè)人員必須離開井孔，嚴(yán)禁人機(jī)同坑作業(yè)。

在開挖過(guò)程中，不得擾動(dòng)基礎(chǔ)周圍的巖土，注意觀察坑緣地面有無(wú)裂縫、坑壁，有無(wú)松散塌落的現(xiàn)象發(fā)生，隨時(shí)觀察井壁的變化。遇到險(xiǎn)情時(shí)，全部人員應(yīng)立即撤離井孔，及時(shí)采取相應(yīng)的措施施工?？變?nèi)實(shí)施爆破時(shí)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)控制藥量和布眼，井下全部人員必須從井孔內(nèi)撤離，劃定安全距離，設(shè)置警戒哨；閃電雷鳴時(shí)禁止裝藥、接線，施工操作時(shí)嚴(yán)格按安全操作規(guī)程辦事，爆破后向孔內(nèi)強(qiáng)制輸送清潔空氣，排出有害氣體，待有害氣體排完后方可下井。

5 結(jié)束語(yǔ)

馬站繡針河特大橋全橋明挖基礎(chǔ)較多，通過(guò)采用合理的施工工藝及過(guò)程中的有效控制，保證了橋梁基礎(chǔ)施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)

［1］趙慶茂.橋梁明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)基坑開挖施工技術(shù)分析［J］.城市建設(shè)理論研究，2012（30）.

［2］李烘?zhèn)?淺析橋梁明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工［J］.城市建設(shè)理論研究，2014（17）.