合蚌客专下穿既有合六高速公路施工方案研究

2011-08-20杨雪成

山西建筑 2011年34期

杨雪成

1 工程概况

合六高速公路在双墩集镇北侧以(30+40+30)m连续箱梁上跨既有淮南铁路，合蚌客专上下行和蚌福联络线上下行在DK112+670～DK112+710段以路基形式下穿合六高速公路双墩高架桥，蚌福联络线上下行分别位于合蚌客专正线两侧，线间距为6.5+5.0+6.5=18 m，两侧路基半宽分别为 4.3 m，路基面全宽为18+4.3 ×2=26.6 m，梁底标高为 67.919 m，既有地面标高为59.254 m，原地面距梁底高度为 67.919 －59.254=8.665 m，根据路基结构厚度，需要在此处下挖约3 m后，进行场拌改良土和级配碎石填筑，改良土下面施工6.1 m长的CFG桩。路基下穿高架断面见图1。

双墩高架桥在此处跨度为30 m，桥墩编号为35号、36号，其中35号墩桩顶标高为58.446 m，36号墩桩顶标高为58.458 m，桩直径均为2.0 m，墩柱直径均为1.8 m。

图1 路基下穿高架断面

2 既有桥35号、36号墩桩柱计算

2.1 截面验算

桩基顶部增加3 m自由桩长，验算桩柱截面。活载采用公路—Ⅰ级荷载，桥梁通程序自动加载。水平力组合采用“汽车制动力+温度力”与“支座摩阻力”的较小值进行判断组合，根据计算结果，桥墩强度、裂缝配筋受“汽车制动力+温度力”工况控制。

通过计算，原结构桥墩桩身配筋φ25钢筋44根，桩基通长钢筋φ25钢筋22根，截断钢筋φ25钢筋22根均满足要求，计算结果详见表1，表2。

2.2 桩基承载力计算

因35号和36号墩的桩基在④3弱风化泥质砂岩:σ0=500 kPa中，若按嵌岩桩柱考虑，则桩基承载力与原设计相同，开挖3 m后对桩基无影响。同时我们按摩擦桩对此进行检算，计算结果如下:

1)35号墩。

开挖前单桩最大荷载Pmax=10 101.2 kN，单桩承载力[P］=13 460.42 kN，富余量 3 359.2 kN，安全系数 1.33;开挖后单桩最大荷载 Pmax=10 336.8 kN，单桩承载力[P］=12 146.5 kN，富余量 1 809.7 kN，安全系数 1.18。

2)36号墩。

开挖前单桩最大荷载Pmax=11 071.6 kN，单桩承载力[P］=13 724.4 kN，富余量2 652.8 kN，安全系数 1.24;开挖后单桩最大荷载 Pmax=11 299.4 kN，单桩承载力[P］=12 418.8 kN，富余量1 119.4 kN，安全系数 1.10。

计算结果满足设计、施工要求。

表2 桩冲刷截面配筋表

3 防护措施

由于公路桥净高的原因，在桥下不能采用机械打拔钢板桩、旋挖钻施工桩基等支挡措施，冲击钻施工桩基虽然净空能满足，但冲击时震动力太大，对既有桩位和土层扰动较大，也不能采用，且由于路基边离开公路桥墩距离较近，桩径较小，人工挖孔桩不安全，根据实际情况和验算，确定如下两个施工防护方案:

方案1:因35号和36号墩的桩基在④3弱风化泥质砂岩:σ0=500 kPa中，为嵌岩柱桩，沉降和承载力受影响很小。因此可采用如下方案:公路桥墩内、外两侧同时分段开挖，外侧可开挖深度控制在系梁底即可，约开挖2.5 m，以减少桩基和系梁承受的土压力。纵向路基分段填筑，需加快填筑进度，减小机械震动，外侧开挖的土方和路基填筑一同回填。方案1开挖断面图见图2。

方案2:先在公路桥墩外侧做6 m长、直径为50 cm的高压水泥旋喷桩，然后在公路桥墩内侧(靠近新建铁路)距公路桥桩基边缘0.5 m处分段开挖，分段长度控制在5 m以内，做C30混凝土挡墙，挡墙高4 m，即在挡墙宽度范围开挖深度为4 m，挡墙直接作为路肩使用。分段施工路基填筑，纵向施工路基的分段长度控制在10 m，在靠近挡墙处要采用静压，以减少对公路桥桩基四周土和挡墙的震动。防护断面如图3所示。