浅析涉铁工程深基坑施工技术管理要点

于 风 军

(上海绿地建设(集团)有限公司，上海 201900)

1 项目概况

项目地处城市商业中心，由8栋34层，建筑高度99.25 m单体组成，施工场地东、北两侧均为城市交通主干道，西侧为城市景观河道，南侧紧邻金温货线铁路，设2层地下室，靠近南侧铁路设一层地下室，用地规划红线距铁路轨道边10 m，地下室建筑外墙距轨道中心29.5 m。影响区段：K240+595～K240+880(责任里程为影响里程前后50 m)。根据铁路部门相关规定，施工范围在铁路安全运营影响范围之内建筑工程，确定为涉铁工程。

2 施工准备

本项目围护设计基坑开挖深度3.55 m～8.6 m，根据建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住房城乡建设部令第37号)规定，开挖深度超过5 m，属超过一定规模危大工程深基坑，施工方案需要专家论证。针对项目涉铁的实际情况，在确保支护系统稳定、基坑变形满足周边环境要求的前提下,选择经济合理的基坑支护设计方案是关系项目成败的关键。代建方组织勘察、设计、监理、施工各参建单位，就基坑支护的选型、优化、结构设计、施工工序进行充分研讨，最终采取钻孔灌注桩结合一道钢筋混凝土支撑进行支护形式，并在主动区设置一排双轴水泥土搅拌桩止(土)水，并在被动区设置多排双轴水泥土搅拌桩以控制土体位移，坑中坑采用沉井二次支护。基坑围护设计周长833 m，南侧平行铁路长度240 m，临近铁路侧地下室基坑围护结构采用700 mm钻孔灌注桩，桩间距950 mm，桩长22 m，C25混凝土；基坑围护结构外侧采用一排600 mm水泥土搅拌桩止水帷幕，搭接150 mm，有效桩长4.7 m；基坑被动区采用5排600 mm水泥土搅拌桩格栅状加固，搭接150 mm，桩长5 m；水泥土搅拌桩28 d无侧限抗压强度不小于1.0 MPa，水泥掺入量15%，如图1所示。

根据《铁路安全管理条例》(中华人民共和国国务院令第639号)，以及严格执行《上海铁路局公务安全管理办法》(上铁工[2017]382号)、《浙江金温铁路开发有限公司营业线施工安全管理实施细则》(浙金温铁司[2018]168号)等铁路管理部门有关规章制度，施工范围在铁路安全运营影响范围之内，为确保铁路安全运营不受影响，必须编制专项施工及专项铁路监测方案。施工前编制详细的施工组织设计文件，按规定办理相关安全审批手续，得到铁路主管部门的审批同意后，有方案、有计划进行施工。

在政府管理部门协调下，组织专家对专项方案进行论证，并邀请铁路部门一同参加论证，施工单位应根据专家论证会结果修改完善专项施工方案后再报铁路部门审查通过后再行实施。经专家论证为确保基坑施工安全，涉铁监测方案就监测项目和频率进行了较大完善，见表1。其中涉铁方面路基及轨道变形监测要求，增加了轨道监测点和电线杆倾斜监测，细化了监测频率，见表2。

表1 监测项目及报警值一览表

表2 各监测项目正常情况下的监测频率

同时，施工前代建、施工总包单位分别与各铁路相关设备管理单位签订安全协议，在各设备管理单位的批准和配合下进行施工，并与业主及铁路设备管理单位充分沟通，明确地上地下管线位置，加强基坑及路基防护措施，确保铁路线路安全。

3 施工阶段工况监测变形分析

1)桩基工程及围护桩施工。

无论是钻孔灌注桩，双轴水泥土搅拌桩，因金温货线一侧距离钻孔灌注桩及水泥土搅拌桩施工作业面较近，桩机高度约为12 m，为防止对列车运行造成影响，故做好桩机抗倾覆工作，增加缆绳加固，防止桩机倒向铁路一侧。钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移和沉陷，否则应及时处理。当钻孔距设计标高10 m时，注意控制钻进速度和深度，沉桩速度不得超过10 m/h，防止超钻。项目共计钻孔灌注桩1 722根，双轴搅拌桩7 143根，整个桩基工程施工工期约4个月。

施工过程中，监控点位在不同施工阶段变形监测数据如表3，表4所示。

表3 桩基完成路基变形监测数据

表4 桩基完成轨道变形监测数据

2)冠梁及支撑施工。

在冠梁及支撑施工过程中，先挖除围护桩顶土方，凿除围护桩混凝土至设计冠梁底部标高，然后将混凝土支撑底标高以上土体全部挖除，再进行混凝土冠梁及混凝土支撑的钢筋绑扎及混凝土浇筑制作。

支撑完成后的变形监测数据见表5，表6。

表5 支撑完成路基变形监测数据

表6 支撑完成轨道变形监测数据

3)基坑开挖施工。

在围护结构、冠梁、坑内土体加固达到设计强度后进行基坑开挖(先撑后挖)，土方开挖宜从上到下分层分段依次进行，遵循“分层、分块尽早形成支撑和底板”的原则进行开挖，分块内按“先边角、后中间、先远后近”的原则进行分段开挖，尽可能减少基坑的暴露时间。开挖基坑，不得挖至设计标高以下，当开挖揭露的实际地层性状或地下水情况与设计依据的勘察资料明显不符，或出现异常现象、不明物体时，应停止开挖，并采取相应的处理措施后方可继续开挖；如不能准确地挖至设计基底标高时，可在设计标高以上暂留一层土不挖，以便在抄平后，由人工挖出。

基坑开挖后，应及时设置坑内排水井和集水井，防止坑内积水，地面应沿着基坑一周设置截水沟，防止地表水流入基坑。基坑外放坡卸载开挖后应及时进行坡面喷射10 cm厚C20混凝土，以防止地表水冲刷边坡。纵向放坡开挖时，在坡顶外设置截水沟或挡土墙，防止地表水冲刷边坡。

基坑开挖至坑底设计高程后，及时进行混凝土垫层和主体地下结构施工，尽量缩短整个基坑工程施工工期，减少风险敞口时间。

基坑施工完成后变形监测结果如表7，表8所示。

表7 路基变形监测数据

表8 轨道变形监测数据

4 结论

通过现场不同施工工况条件下，铁路路基及轨道沉降变形监测数据成果分析、比较,可以发现本涉铁工程基坑工程施工铁路路基及轨道变形规律，前期桩基施工阶段非常稳定，各监测点位变形十分微小，变形主要发生在冠梁及支撑施工阶段，因此靠近铁路沿线土方必须采取分段跳挖、冠梁分段施工方式，减轻对靠近铁路沿线土体扰动和影响。待钢筋混凝土支撑施工完成后，变形发展又相对稳定，后续基坑开挖施工阶段变形主要发生在支撑拆除时，但由于靠近铁路侧为一层地下室，因此对铁路路基及轨道造成影响相对较小。变形规律和特点也与本工程所在沿海地区地质条件主要为淤泥质土、淤泥质黏性土，以及支护设计采取一道钢筋混凝土支撑形式存在主要关系。

5 结语

涉铁项目深基坑工程施工不同于一般建筑工程基坑工程施工，要充分考虑基坑施工、铁路运营的相互影响，在基坑支护设计、监测、施工过程中，不但要严格执行建筑工程法律法规，确保深基坑工程本身施工安全，还要严格执行国家铁路部门的法律、法规、技术规程，并且了解遵守各铁路局自身的特殊管理模式和习惯做法，在组织、方案、专业人员等方面做好充足准备，施工期间保持与区段铁路运营管理部门的紧密联络，保证项目进展顺利。