青荣城际铁路挖井基础施工技术

熊亮

摘 要：青榮城际铁路Ⅲ标段三项目部挖井基础施工采用护壁防护现浇施工工艺。采用此法不仅减低施工的安全风险等级，还按期、按质完成所有挖井基础，为架梁通道的顺利开通打下一定基础。

关键词：挖井基础；护壁；锁口；大体积混凝土

1 工程概况

结构形式：青荣铁路Ⅲ标三项目部施工范围内分布8处挖井基础，其中尚家庄特大桥27号墩的挖井基础为首件，因此以其为该挖井基础为例叙述。尚家庄特大桥27号墩挖井基础是一立方体，其尺寸：长9.8×宽6.0×高5.5m，总圬工方323.4m3。

地质情况：该墩地段处于耕地及经济林区，附近分布较多水塘，地势略有起伏，桥址区表覆冲洪积层粗砂，砾砂及细角砾土，下伏燕山期二长花岗岩。

水文情况：桥址区地下水为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，主要由大气降水补给。地下水水位较高，水埋深0.4m～4.0m，季节变化幅度2m。

2 施工方法

2.1 施工准备

技术准备：（1）详细掌握场地工程地质和水文地质资料；（2）进行设计图纸会审，制定施工专项方案，进行技术交底，组织人员、机械进场，各种原材料进场、送检和混凝土配合比申请；（3）了解场地及临近的危房、路面等分布情况，基地障碍物（旧基础、地下工程、管线等）的分布；（4）准备施工用的各种报表、规范。

现场准备：（1）检查混凝土材料质量是否满足设计和规范要求，是否与混凝土配合比选定报告的一致；（2）检查钢筋等原材是否满足设计要求，钢筋加工各部位尺寸是否与设计图纸相符。

2.2 基坑开挖

测量放样：基坑开挖前，先放出挖井基础四个角点桩位、基础轴线，用白粉标识清楚。

基坑开挖、支护及防排水：挖井基础开挖须结合护壁浇筑深度，采用垂直分层开挖，基坑开挖采用机械开挖，局部人工用风镐进行处理，并用挖掘机直接出碴，装自卸车运至弃碴场；遇硬岩层，采用控制爆破法施工。基坑有水时，在基底中间设集水坑水泵抽排出坑外，保证工作面处于干燥环境下施工。

开挖至基底预留10～20cm保护层时，用风镐开挖至设计高程，基底出碴结束后找设计地质工程师现场确认地质情况并进行地基承载能力试验。基础现场确认合格后，立即浇筑一层50～100mm厚混凝土垫层，垫层强度符合规范要求后进行基础砼施工，避免基底外露时间过长而降低地基承载力。

锁口开挖：锁口的宽度为0.5m，高度为0.3m，浇筑后锁口顶面坡度2%。

2.3 护壁

护壁钢筋：采用机械开挖时，每下挖1m出碴结束后，立即采用20cm厚C20钢筋混凝土对边坡进行防护，护墙的厚度及配筋不变，当进入稳定性更好的岩层时，每下挖1m出碴结束后，立即采用20cm厚C20钢筋混凝土对边坡进行防护。为保证护墙的整体性，同层护墙四周混凝土须整体浇筑，不同层护墙上下搭接5cm。钢筋采用φ10间距20cm×20cm的圆钢钢筋网片，钢筋网片用φ22×4m锚杆固定，间距1.5m梅花型布置。具体锁口护壁形式、尺寸及配筋等见挖井基础配筋图（如下图）。

护壁模板：护壁施工时模板的安装应符合铁道部相关标准的规定。护壁模板采用竹胶板，并用φ48钢管搭设支架进行加固。模板要求具有足够的强度、刚度和稳定性，保证混凝土构件设计形状、尺寸和相互间位置正确。采用优质胶带粘贴模板缝隙以控制模板接缝不漏浆。模板安装合格后，方可进行护壁砼浇筑施工。

护壁混凝土：护壁混凝土浇筑前对岩体进行洒水润湿，混凝土入仓采用串筒入仓，台阶法浇筑。为避免混凝土发生离析现象，浇筑时混凝土自由落差必须小于2m，振捣器作业时其移动间距不允许超过其作用半径的1.5 倍，为保证混凝土层间结合质量，振捣棒应插入下层混凝土5cm左右，同时避免碰撞钢筋、模板，浇筑结束后采用土工布覆盖并洒水养护。

2.4 基底检验

开挖到位后，应对检查基底地质条件及承载力是否符合设计要求。可通过观察并进行标准贯入、触探仪检测，经监理见证检验，设计单位现场确认后，方可进入下道工序施工。

基底平整度检验采用水准仪测量计算求得。土基底高程允许偏差±50mm，石基底高程允许偏差-200～+50mm。

2.5 制作、绑扎钢筋

钢筋在加工场按设计及规范要求加工成型后，平板车运送至现场，分类摆放，准备绑扎。

钢筋绑扎采用梅花型绑扎，绑扎根据图纸按顺序依次绑扎。绑扎成型后的钢筋，要对规格、数量、排距、尺寸、标高、保护层厚度、钢筋表面是否洁净和油污进行检查，确保符合规范要求。墩身预埋钢筋经测量定位后，点焊在基础钢筋上，并设临时定位架予以定位，预埋长度应进入基础砼内不小于3m。基底底层设一层钢筋网作为水平接地极。钢筋焊接单面焊不小于16cm，双面焊不小于8cm。

2.6 基础混凝土浇筑

在接地钢筋、基础钢筋、墩身钢筋绑扎结束及护壁达到一定强度后，才可以进行混凝土浇筑。浇筑前，准备好需要使用的各种机具，并确保能正常工作，对冷却水管要进行通水试验。

砼由泵车入模进行浇筑。现场试验混凝土检验合格后的混凝土才能施工。炎热气候条件下，混凝土的入模温度不能超过30℃。应避免模板的新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40℃。

混凝土浇筑采用分层连续进行，分层厚度30cm，每层灌注要在下一层混凝土初凝前完成。混凝土采用插入式振捣器。振捣时插入下层混凝土10cm左右，以保证上下层混凝土的密实度和整体性。振捣中要防止漏振和过振。混凝土浇筑振捣过程中可能会产生泌水，要采取措施及时抽排泌水。

混凝土浇筑过程中严格控制浇筑速度，避免大体积混凝土的水化热造成混凝土体内外温差过大，而使混凝土表面产生裂缝。因此，采用埋设水管通水降温的方法。开挖深度在4.0～5.5m挖井基础布设一层冷却水管6.0～7.5m高挖井基础布设两层冷水管，水管的水平间距为100cm，水管上下层间距为250cm。采用φ32mm薄壁钢管，每层水管沿挖井基础中线对称布置，冷却水管由挖井基础侧面中心通入（中心砼温较高），两边流出。

当混凝土浇筑到基础顶部时，要进行沉降观测控制点埋设。砼浇筑结束后及时进行第一次收面，第一次收面应使砼表面初平，砼初凝前进行第二次收面，第二次收面使砼表面精平。

砼收面完毕后应及时进行用土工布覆盖养护，当环境温度低于5℃时，禁止洒水。砼养护周期一般为28天左右。

2.7 养护及压浆

由于挖井基础为大体积混凝土，在正常砼表面养护的同时，要采取通水冷却的方法降低结构内部水化热。砼收面完毕后应及时进行用土工布覆盖养护，当环境温度低于5℃时，禁止洒水。砼养护周期一般为28天左右。

通水冷却：（1）每层冷却水管被浇注的混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层冷却水管内通水；（2）一般地，冷却水的流量可控制在1.2～1.5m3/h，使进、出口水的温差不大于6℃；（3）冷却管排出的水，在混凝土浇注未完以前，应立即排出基坑外，不得排至混凝土顶面。在承台混凝土浇注全部结束后，也可视具体情况排至混凝土顶面，形成保温层，蓄水保温养护。

冷却水管压浆：管道压浆采用与预应力相同的真空压浆工艺。压浆泵采用连续式，同一管道压浆应连续进行，一次完成。压浆前用空压机吹管清除管道内杂物及积水，水泥浆拌制均匀后，须经2.5mm×2.5mm的滤网过滤方可压入管道。管道出浆口出浆浓度与进浆浓度一致后，方可关闭进出口阀门封闭保压。浆体注满管道后，0.5～0.6MPa的压力下保持2min，以确保压入管道的浆体饱满密实；压浆的最大压力不得超过60MPa。

3 结束语

挖井基础施工在铁路桥施工中出现不多，挖井基础主要被设计在路边等地质容易受到扰动的区域且基坑开挖深度大、安全风险很高。通过此次成功施工挖井基础的经验，可为以后类似的挖井基础施工提供帮助。

参考文献

[1]青荣城际铁路实施性施工组织设计.

[2]高速铁路桥涵施工技术指南 铁建设[2010]241号.

[3]高速铁路桥涵工程施工质量验收标准 TB 10752-2010.