软土地基中大面积基坑开挖施工方案的选择

[12-11 16:59:29] 来源：http://www.tmgc8.com 铁路工程 阅读：3915次

摘要：文章结合温福线软土中大面积桥涵基础施工工程实例，介绍了铁路软土中大面积桥基础开挖支护施工方案，通过两种施工方案的施工对比，找出了软土地基在开挖受软土地质自身特性及施工机械扰动等影响因素，说明了大面积基础在软土中开挖需要将整体基础分割成小块基础进行支护、开挖、浇筑，采用简易栈桥等方式减少施工机械对开挖的软土扰动。
关键词：软土地质；大面积基础；施工方案；注意事项
中图分类号：TU753.1 文献标识码：A 文章编号： 1007—6921(2010)11—0098—01
1 概况

蒋岙中桥位于温福线宁德车站内，桥中心里程为DK210+410,全长65.26m，结构形式为3-16× 7.0m框架桥，承台厚1.2m，顺桥向分为三节18.4m×26.8m，18.4m×30.3m，18.4m×36.8m, 采用φ55预应力管桩基础，承台垫层为50cm厚碎石。桥址处表层8m深范围内地质为流塑性淤泥质黏土，流塑r＝16kN/m³，φu＝2.8°，ES=1.72MPa，基坑开挖深度为5m。该框架桥基坑设计采用单排Φ600钢管柱支撑围护，全断面开挖。支撑设计是合理的，基坑如何开挖是决定基坑工程成败的关键。
2 基础开挖施工

φ55预应力管桩基础施工前，为满足机械施工要求，在地表填筑1m厚毛碴做垫层。预应力管桩基础施工完毕后，开始基础支护、开挖。由于地基承载力过低，基础分层开挖不具备条件，基坑开挖工序的选择就在分部开挖与不分部开挖上。
2.1 施工方案一

原设计蒋岙中桥每孔框架管桩基础承台为一个整体，为了保证中桥基础的整体性，选用有挡开挖支护，距承台轮廓1m打入12m长，壁厚8mmΦ600螺旋钢焊管，中心间距0.7m(如《外轮廓支护开挖尺寸示意图1》所示)。

在将螺旋钢焊管按示意图施打到位后，开始进行基础开挖，见开挖示意图中开挖点，在施工时选择20m2的面积进行开挖，开挖深度约4m，部分地方开挖到接近设计标高时，未发现支护结构有较大变形(最大位移量为6cm)，距离支护较远且未开挖的部分出现裂缝，开挖的部分有明显的位移，立即停止施工。开挖后经过约10h后，未开挖部分出现裂缝，最远处裂缝距离开挖点10m处，未开挖处最大裂缝约20cm，软基凌空面坡度明显变缓，开挖的基坑变小，挖到设计标高的管桩出现倾斜。由于出现管桩倾斜现象，影响到桥基础的稳定性，立即停止采用该方案进行施工。

经过仔细分析后发现引起这种现象主要有3个原因：①地质原因，该施工地质为淤泥质土，呈流塑状态，在产生凌空面时自身无法稳定；②在施工过程中，机械施工对软土的扰动，加剧了软土的流动性；③支护面积大，只对基坑外部的软土进行了防护，无法对基坑内部的软土进行防护。
2.2 施工方案二

针对方案一出现的问题，经过分析并及时与设计院进行沟通，进行了修改，将每节承台沿桥向分成若干小节开挖，每节开挖宽度为9.8m～11.3m。蒋岙中桥在采用方案一施工中造成局部基础管桩倾斜，采用了补桩方案：在原有倾斜管桩周围补打与设计深度相同的管桩，为减少管桩补打后土的侧压力，补桩前，在距离管桩15cm处采用钻机钻孔取土，每桩周围设3个孔，直径15cm，每孔钻至管桩桩底。

距承台轮廓1m打入12m长，壁厚8mmΦ600螺旋钢焊管，中心间距0.7m(如《外轮廓支护及分节开挖尺寸示意图2》所示)。将每节承台横桥向分成若干小节开挖，每节开挖宽度为9.8m～ 11.3m。在分节开挖之前，距分节轮廓1m处，在没有钢管桩支护的区域打入12m长，宽度为40 cm，75kg/m重的钢板桩进行支护。采用平行分层开挖的方式，每层开挖深度为0.6m，开挖深度至2.35m时即安装支撑(如图3所示)，支撑装好后再分层开挖剩余部分。支撑结构如图3所示。 

为了减轻施工机械对软土的干扰，在基坑开挖过程中沿线路方向插打两排壁厚8mmΦ600螺旋钢焊管，作为施工机械行走简易的施工便道，在基坑开挖到位后再将简易的施工便道拆除。

每小节开挖完成后即浇筑承台混凝土，由于设计每节为整体式承台，施工缝采用2m长Φ2 5螺纹钢传力杆处理，钢筋布置如图4所示。
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蒋岙中桥的基础采用方案二顺利的施工完成，在施工具有相同地质条件的马山中桥(8+12+1 2+8)时同样采用方案顺利地完成了。
3 结论

通过现场实际施工，在施工软土中大面积基础时应注意以下事项：①当软土中基础开挖宽度超过15m时，应将基础进行分块支护、开挖、浇筑，由设计院从技术方案上将分块的基础连接为整体基础。②当分块支护宽度>10m时，应设置简易的支撑栈桥，支撑施工机械，以减少施工机械对开挖部分软土的扰动。③在软土中进行机械开挖时，应保证施工的连续性，在开挖的凌空面出现滑动前将滑动部分挖除，不断卸载滑动面直到将基坑软土挖完；如必须停止施工应将凌空面采用与外部支护相同结构进行防护。
［参考文献］
［1］桂业昆,邱式中.桥梁施工专项技术手册［M］.北京:人民交通出版社,2004.
［2］杨文渊.桥梁施工工程师手册［M］.北京:人民交通出版社,2003.
［3］曹平周.钢结构［M］.北京：科学技术文献出版社,2002.
［4］铁路桥涵施工规范(TB10203-2002,J162-2002)［S］.北京：中国铁路出版发行 ,2002.

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