桩板结构上跨既有铁路桥墩基础的方案及安全分析

李文华

【摘 要】为确保既有铁路运营安全及施工人员作业安全，新建桩板结构桩基施工不能对既有铁路桥墩基础造成任何影响，所有施工都必须在确保营业线施工安全的前提下进行。通过对新建太原枢纽（北六堡）物流中心工程桩板结构跨大西客专线桥墩、太中银线桥墩施工，对桩板结构上跨既有铁路桥墩施工方案优化进行了分析。

【Abstract】In order to ensure both the railway operation safety and construction personnel safety， new pile plate structure of pile foundation construction can not cause any impact on existing railway bridge pier foundation， all construction should be carried out under the premise of ensuring safe construction. Through the construction of the pile plate structure crossing the foundation of bridge pier of Datong-Xi'an High-Speed Railway and Taiyuan-Zhongwei（Yinchuan） Railway in the New Taiyuan Hub （North 6th Castle） Logistics Center Construction Project， this paper analyzes the optimization of pile plate structure crossing the existing railway pier construction scheme.

【关键词】桩板结构；上跨桥墩基础；施工方案

【Keywords】 pile plank structure； crossing the pier foundation； construction scheme

【中图分类号】U442.5+4 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0170-02

1 引言

大西高铁是从山西大同至陕西西安的一条铁路客专，设计时速250km/h，是中国“八纵八横”客运专线网的其中“两縱”-呼南通道和京昆通道的重要组成部分；太中银铁路是从东起山西太原，西段分别至宁夏中卫和银川的一条客货共线铁路，设计时速160km/h，横贯山西、陕西、宁夏三省区，是连接我国西北、华北的一条便捷通道，故大西客专与太中银铁路都是繁忙且重要的铁路线路，桩板结构桩基施工过程中必须确保桥墩的绝对安全。故在桩板结构施工前，经过多次现场勘察，施工技术及管理人员开展研究与技术公关，制定合理切实可行的施工方案。

2 工程概况

新建太原枢纽（北六堡）物流中心工程位于山西省中部，属山西省晋中市榆次区和太原市小店区交汇处。项目北起榆次编组站北端编尾牵出线，南至太中银铁路北六堡车站。工程于2010年10月份开工建设，在救援中心内，还建货联右线于DyK0+647.5处、DyK0+975.4处通过桩板结构分别跨越大西客专鸣李特大桥77-4号桥墩基础、太中银铁路石太铁路特大桥70号桥墩基础，桩板结构的两侧均为填筑的路基。

3 施工方案对比

3.1 原施工方案

还建货联右线于DyK0+647.9处跨越大西客专鸣李特大桥77-4号桥墩基础，以桩板结构的形式通过，该位置位于半径R=387m，纵坡4.5%的曲线上，承台全长14.8m、跨径11.8m、宽5.6m、高2.8m，底部高出既有大西桥墩承台顶面23.5cm，钻孔灌注桩（数量4根，直径1.25m）中心距既有桥墩桩基（直径为1.25m）中心最近距离为3.12m，两桩边缘相距最小距离为1.87m。

还建货联右线于DyK0+795.4处跨越太中银跨石太铁路特大桥70号桥墩基础，桩板结构位于半径R=387m，纵坡5.2%的曲线上，承台全长11.2m、跨径9m、宽4.9m、高2.8m。钻孔灌注桩（数量8根，直径1.0m）中心距离既有桥墩桩基（直径为1.0m）最小距离为3.56m，两柱边缘相距最小距离为2.31m。

由于两处桩板结构距离既有桥墩桩基较近，极有可能影响既有桥墩基础的稳定性，影响铁路营业线运营的安全。

3.2 研究后施工方案

于DyK0+648处下穿大西客专特大桥、DyK0+795下穿太中银特大桥施工方案采用桩板结构，根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》第6.3.2条[1]，“钻孔灌注摩擦桩的中心距不应小于2.5倍成孔桩径…”。DyK0+648下穿大西客专特大桥为3.12m，DyK0+795下穿太中银特大桥为3.56m。若采用低高度梁或扁平钢构等措施，这两种结构基础仍需采用桩基加承台，结构高度均比桩板结构大，受线路纵坡限制，实施难度较大。故经过研究，拟采用增加桩板结构长度，以增加桩间距方案来确保营业线运行安全，研究后施工方案如下：

3.2.1 还建货联右线DyK0+648下穿大西客专特大桥

为使桩板结构桩基础尽可能远离既有桥施工，在承台高度不变的情况下，对原设计桩间距3.12m调整为桩间距5m，跨大西77-4号承台调整后设计平面如图1。

经过计算，新、旧基础桩中心最近距离5m时，承台跨度为19.2m，桩板结构裂缝宽度已接近规范容许值；当跨度进一步增大时，由于弯矩与跨度的平方成正比，在承台高度不变的情况下，承台跨中弯矩大幅增大，承台裂缝宽度已无法满足规范要求。承台采用4根直径125cm钻孔灌注桩，采用承台长19.2m，宽5.6m，高2.8m的钢筋混凝土板结构，在保证板厚不变的情况下，最大限度地加大了和既有线桩间距，正常施工情况下基本能保证既有桥墩桩基安全和对既有桥墩桩基受力的影响。endprint

3.2.2 还建货联右线DyK0+795下穿太中银特大桥

跨太中银70号承台与跨大西77-4号承台相比，不用控制设计，新、旧基础桩间距6m时，承台长13.5m，宽5.6m，高2.8m，桩间距6m是太中银桩基直径的4倍，承台板桩基直径的4.8倍，正常施工情况下基本能保证既有桥桩基安全。跨太中银70号承台调整后设计平面如图2。

综上所述，跨大西77-4号承台新、旧基础桩中心间距为5m，跨度为19.2m；跨太中银70号承台新、旧基础桩中心间距为6m，跨度为13.5m；两处承台高度均按2.8m，桩基均采用4根直径125cm钻孔灌注桩设计。

4 施工安全风险点及控制措施

4.1 孔桩塌孔

钻孔进尺过程会对周围土体产生扰动力，可能影响既有桥墩桩基稳定，泥浆流动方式对塌孔的影响较大。防护措施：为减少钻孔施工过程中对既有桩基的扰动，减小塌孔带来的风险，钻孔机械选择扰动最小的正循环回旋钻机。

4.2 机械倾覆撞击既有桥墩

钻孔机械、吊车、混凝土罐车在工作过程中可能产生倾覆、滑动桩基既有桥墩，影响设备安全。防护措施：为了防止机械在施工过程中产生滑动，施工前将场地整平，吊车停放位置不设横坡。混凝土罐车停稳后，在靠近线路侧设置车挡，防止产生溜滑现象。正循环钻机高度为6m左右，低于太中银及大西线梁高度，对既有线梁体安全不产生影响。

4.3 变形监测

根据《高速铁路基础变形检测管理细则》，桩板结构施工对既有桥墩基础产生影响，从施工周期开始对既有桥墩及基础进行沉降监测及水平位移监测，建立变形监测基准网及建立工作基点，水准测量不小于三等精度，水平位移测量不小于二等精度。施工过程中严格按照要求进行测量，并及时整理数据，跟踪监控，一旦发线数据变化不规律，要及时停工，研究数据变化的原因，确保既有桥墩安全后方可继续施工[2]。建立变形监测成果台账，在竣工阶段与路局工务处做好衔接，确保变形监测及监测资料的连续性。

4.4 施工现场安装视频监控设备

为确保施工现场管理有序，及时发现和解决各类安全问题，堵塞安全漏洞，在桩板结構两侧设置两个视频探头，视频探头能拍摄到签到处、交接班处、材料集中堆放场地和整个施工过程。

5 结语

铁路邻近营业线施工必须把确保安全放在首位，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，建设、设计、施工、监理等单位必须加强施工安全管理，认真研究施工方案，制定落实好各项施工安全措施，确保铁路安全持续稳定。

【参考文献】

【1】TB10093—2017铁路桥涵地基和基础设计规范[S].

【2】TB10303—2009铁路桥涵工程施工安全技术规程[S].endprint