铁路桥梁深基坑施工围护设计

周 晗

(中铁十一局集团 一公司，湖北 襄樊 441104)

1 工程概况

新建沪宁城际铁路某桥，与既有沪宁铁路并行，线间距约15 m，线路前进方向紧临望虞河，地下水位较高。该桥桥墩采用桩基础，其承台埋深为15.1 m。该处地质情况为:自地面向下依次为粉质黏土(软塑～硬塑)、粉砂、硬塑黏土，厚度3.5～15.0 m不等。为确保承台施工安全，需采取措施对承台基坑进行围护。

2 方案选定

根据现场施工条件、地质情况、工期等，对钢板桩、钢筋混凝土沉井、钻孔桩等围护方案进行比选，按照安全经济、便于快速施工的要求，采用钻孔灌注桩结合高压旋喷桩作为该承台施工的围护方案。

基坑围护钻孔灌注桩设计桩径为 φ100 cm，桩中心距为120 cm，设计桩长为25.3 m，混凝土强度等级采用水下C30。钢筋笼采用全笼，主筋为20φ32 mm，箍筋为φ10@15 cm，加强筋为 φ20@200 cm。基坑设内支撑四道，围囹及内支撑均采用钢筋混凝土结构，围囹截面尺寸(宽×高)120 cm×80 cm，受弯区主筋采用9φ25 mm，内支撑截面尺寸(宽 ×高)60 cm×70 cm，主筋采用5φ25 mm。高压旋喷桩设计桩径为 φ60 cm，设计桩长为 25.3 m，水泥掺入比为 33%，采用32.5级普通硅酸盐水泥。

3 围护结构检算

3.1 内力及位移检算

按照《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)、《地基基础设计规范》(DBJ08—11—1999)、《建筑基坑工程技术规范》(YB 9258—97)，根据内支撑设置情况及基坑开挖顺序，将基坑施工检算划分成9个工况，分别进行内力及位移检算。具体为:

工况1开挖至1.7 m，工况2加内支撑1，工况3开挖至4.7 m，工况4加内支撑2，工况5开挖至8.7 m，工况6加内支撑3，工况7开挖至12.7 m，工况8加内支撑4，工况9开挖至15.1 m。

内力及位移计算，根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—99)，内力计算方法按照增量法，取基坑等级二级。考虑基坑外侧堆载和火车荷载作用，分别取20 kN/m、90 kN/m。黏性土水土压力合算，砂性土水土压力分算。分别按照弹性法、经典法建立土压力模型，对基坑各工况检算，工况9为最不利情况，内力位移结果见图1和表1。

3.2 整体稳定验算

计算方法:瑞典条分法。条分法中的土条宽度为0.40 m。滑裂面数据:圆弧半径R=18.237 m，圆心坐标X=-0.884 m，圆心坐标Y=6.140 m(见图2)。

抗倾覆安全系数Ks为

式中，Mp为被动土压力及锚杆力对桩底的弯矩，其中锚杆力由等值梁法求得;Ma为主动土压力对桩底的弯矩。Ks=1.240≥1.200，满足规范要求。

3.3 抗管涌验算

抗管涌稳定应满足

式中，γ0为侧壁重要性系数;γ'为土的有效重度(kN/m3);γw为地下水重度(kN/m3);h'为地下水位至基坑底的距离(m);D为桩(墙)入土深度(m)(见图3)。

图1 工况9内力及位移计算结果

表1 工况9计算结果

图2 整体稳定验算简图(单位:m)

图3 抗管涌验算简图(单位:m)

K=2.583≥1.5，满足规范要求。

4 结语

在本桥施工中，采用钻孔灌注桩结合高压旋喷桩作为承台施工的围护方案，实际效果良好，既保持了既有线的稳定，又取得了良好的止水效果。该方案能够充分发挥钻孔桩刚度大，旋喷桩止水效果好的特点，对于周边建筑物沉降控制要求比较高、地质条件比较复杂的深基坑施工具有借鉴意义。

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