下穿铁路立交施工便梁基础分析

贺小涛

(中国铁路上海局集团有限公司，上海 200021)

随着城市建设的发展和扩大，城市道路穿越铁路、公路、高等级道路的情况日益增多。下穿立交因其交通组织形式简单、建设费用相对较低、对环境影响小的特点，近年来在城市道路建设中的应用逐渐增多，是应对复杂的城市交通的良好选择之一。

1 工程概况

某下穿铁路立交项目采用并列等高6座单孔单体框架桥(8.5 m)下穿形式，各单孔框架间距均为0.15 m，总宽度为60.75 m，边墙厚度0.75 m，顶板厚0.65 m，底板厚0.75 m，总高度7.7 m。框架桥中心线与铁路线交角为87.08°，设计道路中心线位于直线上，与桥中心线一致。线路间距4.12 m，线路中距离框架桥边距离为5 m。

2 地质条件

本场地覆盖层为第四系松散沉积物，勘察揭示的土层由耕表土、粉土、粉质粘土和粉砂层组成，各层岩土的分布、物理力学性质分述如下：①号粉土，顶部0.4 m为耕植土，平均层厚为1.26 m，承载力特征值为120 kPa；②号粉质粘土(夹粘土)，平均层厚为2.83 m，承载力特征值为160 kPa；③号粉质粘土，平均层厚为2.90 m，承载力特征值为210 kPa；④粉土粉砂互层，平均层厚为3.06 m，承载力特征值为190 kPa；⑤号粉砂，最大揭露深度11.0 m，承载力特征值为230 kPa。

场地内地下水类型属孔隙潜水，主要赋存在②、③号土层内，地下水稳定水位3.3～3.7 m。

3 工程难点

本工程处于干线电气化区段，施工期间列车运营繁忙(列车运行对数约138对)，如何确保线上线下作业期间铁路线列车的安全通行是本工程的重中之重。

相关资料表明，同类工程通常采用铁路专用D型施工便梁架空线路的施工方案，确保线路路基施工时不中断线上行车。与此同时，为满足箱涵顶推期间边墙与便梁基础间的土体安全放坡距离要求(单箱净宽已达10 m)，选用D24型便梁较为适宜。然而，工程所在区间铁路上下行两股线路线间距仅有4.12 m，采用D24型便梁不能避免侵入铁路限界的问题，且无法满足便梁底面与箱顶间的高差要求。因此，综合考虑只能采用D16型便梁低位架设法加固线路。

按照本工程的设计方案，便梁基础采用钢筋混凝土条基结构形式，其下地基采用高压旋喷桩进行加固。根据施工方案，本工程除第一孔箱体(4#)顶进时便梁两端需要支撑在条基上以外，其余箱体顶进时便梁一端直接支撑于已顶箱体顶面。可知，4#箱体顶进时箱身最外侧距条基下高压旋喷桩加固区域间距仅2.16 m，放坡坡度1∶0.5，不能满足土体安全放坡距离，导致箱体顶进施工时易危及条基及线路安全。

另外，实践经验表明高压旋喷桩对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基有较好的处理效果，但对于硬黏性土，以及含有较多的块石或大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降，切削范围小或者影响处理效果，所以旋喷桩处理效果差别较大，强度离散性也较大。而本工程框架桥底板正处于硬塑粉质粘土层和粉土粉砂互层，要保证高压旋喷桩加固效果较为困难。而本工程施工任务重，且铁路慢行时间限制(110 d左右)，很难保证箱涵顶进时高压旋喷桩已达到28 d设计强度(3 MPa)，由此进一步增大了线路安全风险。

综上所述，按照现有设计方案和施工条件进行施工，便梁基础的稳定性难以满足要求，无法保证铁路线运营安全。因此，如何在现有条件下提出一种切实可行的便梁基础加强措施确保第一孔箱涵顶推期间的线路安全，就成为亟待解决的问题。

4 方案选择

为增强便梁基础的稳定性，且考虑到人工挖孔桩具有施工快速简便等优点，本工程采用对条基(4#、5#)下方增设人工挖孔桩的方式增强条基自身稳定性。然而，鉴于人工挖孔桩不适用于中密粉土粉砂互层、密实粉砂(本工程第④、⑤层土)，所以桩深只能达到地表以下7 m左右，而箱体底板位于③号粉质粘土和④粉土粉砂互层(地表以下4.8 m左右)，故7 m挖孔桩并不满足嵌固深度要求。为此，本工程仍保留高压旋喷桩加固部分，形成高压旋喷桩与挖孔桩结合的桩基础(如图1)，而条基结构本身又调整为由横梁(原本的条基)和桩基(7 m)构成的框架式结构体系(如图2)。

图1 条基高压旋喷桩及人工挖孔桩布置图

图2 条基断面图

因此，相应的施工流程调整为：4#、5#条基基础施工前采用D16便梁加固线路，在线路下方拉槽施工高压旋喷桩、人工挖孔桩、浇筑横梁，形成便梁基础。顶进箱涵时在条基外侧拖架D16便梁，切实有效加固线路，确保线路几何状态稳定。

5 结 语

随着城市道路下穿铁路立交工程应用的日益广泛，为保证线路及运输安全，选取合适的便梁基础加固措施非常重要。本文根据工程中实际遇到的问题，论述了下穿立交施工条基下增设人工挖孔桩的必要性；提出在设计方案基础上对部分条基增设人工挖孔桩的基础加强方案，从而形成一种高压旋喷桩加固地基和框架式混凝土结构组合的便梁基础形式，并对相应的施工流程进行了调整。

在本工程实例中，此基础加强方案获得了良好的施工效果，很好的保证了线路运营及工程安全，可为以后类似工程提供良好的借鉴。