临近既有线承台施工技术研究

温利

摘要：结合既有线行车安全的要求，通过在最不利工况条件下，对跨既有线桥梁承台基坑开挖对既有铁路路基沉降影响的研究，针对施工现场承台基坑采用钢板桩围堰的设计的考虑，经过项目全过程的实施，保障了营业线的安全运营，可为今后类似的工程提供参考。

关键词：临近；既有线；承台施工；技术研究

1、钢板桩围堰设计

1.1列车振动荷载选择

承台基坑开挖线临近既有电气化铁路路基，且开挖深度较大，基坑开挖势必对路基产生一定的影响，因此在进行受力模型计算时需考虑列车竖向活载对承台基坑开挖位移的影响。

计算模型的铁路列车竖向静活载采用中华人民共和国铁路标准活载，即“中—活载”。标准活载计算式见下图1、图2。

图1普通荷载

图2特种荷载

按照最不利荷载条件考虑，即按图2所示特种荷载计算竖向压力，竖向轴压力250KN，其中轴距为1.5m，横向枕木宽度为2.5m，则铁路的振动对路基荷载大小为：

基坑开挖时，临近铁路侧基坑荷载按全部由钢板桩承受考虑，不考虑其他因素参与受力，以提高钢板桩围堰设计的安全系数。

1.2钢板桩围堰受力计算

在进行钢板桩围堰计算时，需分别计算临近铁路侧钢板桩与远离铁路侧钢板桩受力分布，然后进行力的叠加加载，进而计算出钢板桩的最终入土深度。

1.3基坑周围土体变形验算

由于既有铁路路基对沉降的要求非常高，必须对基坑周围土体变形进行验算，若计算值大于铁路规范允许值，则需向相关铁路局申请该区间内铁路列车行车慢行的条件下，方可进行基坑开挖。

2、钢板桩围堰施工

2.1铁路护栏拆除及恢复

2.1.1安装临时护栏

既有铁路拆除护栏采取“先防护后拆除”的方案，拆除前，需与相关铁路车站和铁路公安联系，并安排专人配合进行施工，护栏可采用绿色隔离栅，高度不低于2.0米，并采用混凝土基础埋入土中。

2.1.2拆除既有护栏

拆除既有铁路护栏时，需保证既有铁路护栏的完整性，不得损坏，拆除后的护栏必须集中妥善保管。

2.1.3安装既有护栏

在工程结束后，应立即进行既有护栏的恢复工作，使既有护栏保持原貌恢复。

2.1.4拆除临时护栏

既有铁路护栏安装完成后，应立即展开临时护栏的拆除工作，并将临时护栏位置处恢复原有面貌。

2.2树木搬迁

在进行有碍施工的树木搬迁前，需先向相关铁路局公务处打申请报告，并签订搬迁协议，方可进行树木的搬迁。

2.3地上、地下管线迁移

既有铁路附近地上、地下管线较多，错综复杂，在迁改管线时，均需要与铁路局相关设备管理单位签订安全协议，并需要在设备管理单位监护下进行管线迁移，务必保证所有管线在施工前迁改完毕。

2.4钢板桩插打

在现场拼装钢板桩导向架，插打导向桩，按照规范要求进行钢板桩的插打，插打顺序为从临近铁路侧开始向外围插打。同时在钢板桩底端设置揽风绳，并用人工拉住，保证施工过程中钢板桩不侵入铁路界限内。在临近铁路侧插打钢板桩时，必须申请行车“天窗点”，做到“施工不行车，行车不施工”，严禁钢板桩及施工机械侵入铁路限界。

2.5基坑开挖

2.5.1沉降观测

在承台施工前，在设备管理部门监督下设置线路沉降变形观测桩，在距线路外轨2m的路基上埋设观测桩，沉降观测桩可采用直径16mm的螺纹钢制作，长度1.0m，埋入深度0.95m，浇筑混凝土，保证外露出0.05m，并在钢筋顶部做磨平处理，割据十字线槽，采用红油漆标记并编号。同时需做好承台施工监测桩的埋设工作，在远离铁路侧的承台角点向外延伸2.0m布设。开挖前使用二等水准仪测好原始标高，承台开挖期间，每两小时观测数据一次，在基坑开挖的初期、雨后以及抽排水量较大等阶段，观测频率增加为每一小时观测数据一次，承台浇筑阶段每天观测三次。

沉降临界值为：（1）在既有线不限速的情况下，当沉降值＞2mm/d或累计沉降值＞10mm时，则暂停施工，同时与设备管理单位（工务段）共同分析原因，制定补强措施，待沉降值小于临界值后，方可复工；（2）在既有线限速的情况下（例如：客车80km/h，货车45km/h），沉降值＞8mm/d或累计沉降值＞20mm时，则暂停施工，同时与设备管理单位（工务段）共同分析原因，制定补强措施，待沉降值小于临界值后，方可复工。

2.5.2基坑开挖及围檩安装

根据批复的施工方案，待钢板桩完全插打完成后，方可进行基坑开挖工作。开挖过程中为保证此段既有铁路的行车安全，需向所属铁路局申请该施工区间段内限速慢行（例如：客车80km/h，货车45km/h），同时申请铁路工务段配合施工，及时进行线路整道及维修，消除施工过程中对铁路路基造成的沉降和位移。基坑开挖采用人工配合反铲长臂挖掘机，开挖顺序采用由外向内分层，挖出土方立即装运弃置远处堆放，开挖设备必须设置临时接地设施。开挖过程中，同时加强观测桩和铁路路基坡面稳定情况，当发现沿开挖基坑顶面出现裂纹、坑壁松塌或坑底遇涌水、涌砂时，立即停止开挖，展开回填处理，并及时与铁路局相关部门进行原因分析，完善方案，待方案批复后，方可复工。

围檩及支撑必须严格按照批复方案中的图纸设计标高进行安装，保证焊接质量，待安装完毕后，方可继续开挖。开挖时严禁人员及各类施工机械侵入铁路限界。

2.5.3基坑封底

在挖至距承台底设计标高约30cm时，为保证基底原状土结构不受破坏，宜采用人工进行挖除修整。在基坑开挖至设计标高后，为减少基底暴露时间和防止地下水渗入，应及时浇筑10cm混凝土垫层。

3、大体积混凝土施工关键技术

承台混凝土宜采用大型搅拌站集中拌和，专用混凝土搅拌运输车运至

现场，混凝土泵车直接泵送入模。并在浇筑期间保证混凝土连续供应，遇特殊情况中断时，已浇筑混凝土的初凝时间必须大于中断时间。

施工关键技术要点：

（1）随钢筋绑扎工作中在承台内部埋设专用冷却管和测温线，通过测温线对温度的测量，随时掌握混凝土内部各测温点温度的变化，并通过冷却管控制混凝土内外温差≯20℃。

（2）严格控制混凝土入模温度在30℃之内，如遇高温季节，宜采用低温水拌制混凝土，同时对仓内骨料进行喷水降温，以及对混凝土搅拌设备采取保温防晒等措施，降低混凝土的拌和温度，保证混凝土入模温度≯30℃。

（3）混凝土采取薄层、全断面连续浇筑，分层厚度≤30cm。在浇筑混凝土过程中，需控制混凝土的浇筑速度，保证混凝土浇筑的连续性，最大限度减少新老混凝土的温差，提高混凝土的抗裂强度，防止新旧混凝土因时间较长而产生断面通缝。

（4）加强保温、保湿养护，防止混凝土表面开裂。在养护期间保障冷却和养护用水的供应，加强施工过程中的温度监测，以便及时调整保温和养护措施。

（5）拆模后需及时回填，能有效防止混凝土开裂，同时对下一道工序的展开有很好的帮助作用。

4、基坑回填及钢板桩拔除

承台施工完毕，混凝土强度达到50%设计强度后，方可进行基坑回填，基坑周边回填材料采用碎石土混合料，及时、对称、分步分层回填，分层厚度不超过30cm，并采用小型冲击夯进行层层夯实，压实度达到90%以上，并恢复原状。钢板桩拔出位置采用细砂回填，采用的是边拔边回填的工艺。为充分保障既有铁路路基的稳定以及行车安全，临近铁路侧的钢板桩将不再拔除。