中国铁路上海局集团有限公司杭州铁路枢纽工程建设指挥部 浙江杭州 310017
摘要:铁路水中墩施工是铁路工程施工中存在的一个重要难点之一,也是铁路工程桥梁跨河或跨海施工的重要内容环节,由于其施工技术较为复杂,且形式多样,需要通过合理的技术应用,并在对施工技术要点的准确把握下,加强对各项工艺技术及其施工质量的严格控制,从而促进其施工质量和效益提升。本文将结合工程实例,对铁路水中墩深基坑支护施工的方案设计及其技术要点进行研究,以供参考。
关键词:铁路;水中墩;深基坑支护;技术;要点;分析
澄潭江特大桥桥梁全长1249.17m,位于浙江省绍兴市嵊州市甘霖镇境内,孔跨布置采用29-32m简支梁+(70+125+70)连续梁+1-24m简支梁结构形式,并且29#~32#跨(70+125+70)m连续梁于DK100+405.7~DK100+529.1跨越澄潭江。其中,31#墩为(70+125+70)m连续梁主墩,采用钻孔桩基础,按柱桩形式设计,墩基础共采用10根φ2.5m钻孔桩,承台设计为多边形,高度为5m、长19.8m、宽15.7m。此外,其桥墩基础施工地段的河床表层约3.66m覆盖粗圆砾土,桥墩承台嵌入角砾凝灰岩,对桥墩基础施工,现场采用筑岛围堰施工方案,筑岛材料为就近购买的杭绍台高铁隧道洞渣(土石混合弃渣),筑岛平均高度为自河床以上5.1m,筑岛顶面高程为30m,承台底面标高20.225m,基坑开挖深度9.77m。下文将以该铁路桥梁工程的施工情况为例,对铁路水中墩深基坑支护施工的方案设计及其施工开展的技术要点进行研究,以供参考。
1铁路水中墩深基坑支护施工的技术方案设计
通常情况下,在进行铁路水中墩基础施工方案制定中,往往需要从水文、气候、地质等自然条件与铁路桥梁工程建设的实际情况多个因素层面进行考虑,从而进行最为合理、可行的施工方案设计和确定,为铁路水中墩基础施工的顺利开展提供可靠的依据和支持。比如,对雨季期间的铁路水中墩基础施工,则需要不断加快铁路水中墩基础施工的效率,在合理缩短其施工周期基础上,促进整个工程施工建设的综合价值和效益提升。此外,由于铁路水中墩施工中,其施工效率与质量的高低直接影响着铁路桥梁工程的整体进度和效益,也是铁路桥梁施工顺利完成的重要基础因素。除上述影响因素外,铁路桥梁施工中,水中墩基础施工所处地区的地质条件,对水中墩基础施工开展及其施工效果也存在着较大的影响。比如,对所处地区为中、细砂层地质情况的水中墩施工,由于其砂层的厚度较大,且砂层渗透性表现较高,导致在施工过程中极容易出现砂质地层坍塌或滑流等情况,从而对水中墩基础施工产生不利影响。因此,结合铁路桥梁工程的具体情况,进行科学、合理的施工方案确定,以确保铁路桥梁施工的质量和效益提升,具有十分突出的重要性和积极意义。
结合上述铁路桥梁工程的具体情况,从施工安全、进度及环水保等综合因素方面进行考虑,对澄潭江特大桥31#深基坑开挖采用优先插打拉森钢板桩+围檀内支撑施工以及后基坑垂直分层开挖的技术方案进行施工开展,如下图1所示,即为澄潭江特大桥31#水中墩筑岛施工断面图。
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图1澄潭江特大桥31#水中墩筑岛施工断面图
2铁路水中墩深基坑支护施工的主要流程与技术要点
2.1施工流程
根据上述澄潭江特大桥31#水中墩的施工情况,在进行该铁路桥梁的桥墩基础施工中,对其深基坑施工采用先防护后开挖的施工方案,其具体施工流程表现为:施工准备——I45a工字钢插打(靠县道侧)——基坑放样——插打拉森钢板桩(含内支撑施工)——基坑分层上部开挖——基坑抽水(少量渗水)——C30混凝土垫层封底——临边防护——基坑监测等。
2.2施工开展的技术要点分析
结合上述澄潭江特大桥31#水中墩深基坑支护施工的具体流程,在对其施工开展的技术要点分析中,需要从基坑开挖以及钻孔桩、承台施工等内容环节,对其施工开展的技术要点进行分析和论述。
首先,在31#水中墩的深基坑支护基坑开挖施工环节,根据其施工方案设计,在进行基坑开挖施工前,应根据其桩结构形式对桩基的入土深度进行确定,并针对其桩基结构的围堰支撑体系在桩后土力与水压力抵抗中的作用和效果进行计算分析。其中,在进行水中墩支护桩的围堰施工开展前,结合已有工程的施工经验,从上述澄潭江特大桥31#水中墩基础施工的具体情况考虑,需要从以下几点对水中墩桩基围堰施工的具体操作及有关技术要点进行准确把握。1)对水中墩桩基围堰施工的合龙点进行合理确定。在进行水中墩围堰施工中,对其合龙地点的选择和确定,应以条件较好且处于较浅水域为合适区域,以通过对围堰施工合龙点的合理确定,来避免水中墩围堰施工中的桩基法向与轴向倾斜误差产生,从而对水中墩桩基合拢施工的目标和要求进行满足。2)对每一根下沉桩的法向以及轴向倾斜度进行测量和记录,以为后期水中墩的桩基下沉纠正提供相应的依据和指导。其中,在对下沉桩的法向与轴向倾斜度测量以及下沉纠正过程中,通常会采用异形钢板桩技术,以实现对下沉桩的轴向倾斜度进行准确测量与纠正,确保其符合水中墩桩基围堰施工要求和标准,避免对施工质量以及桥梁基础结构的安全产生不利影响。3)在进行桩合拢施工阶段,为实现邻近桩之间的顺利咬合,完成对水中墩桩结构中各桩基的合拢施工,就需要在进行桩基插打施工前,对合拢桩两侧的高度差异进行保障,并按照先套高桩、再套低桩锁扣的顺利进行合理施工开展,在进行合拢桩的锁扣套接完成后,通过慢慢施打合拢桩,使其逐渐进入至设计要求的深度,以满足水中墩的桩合拢施工要求。
其次,在水中墩深基坑支护的钻孔施工中,根据钻孔施工的实际情况,对钻孔深度及其钻进的速度进行合理控制,确保在钻孔施工中采用低档慢速形式实现钻孔施工的正循环推进,从而对钻孔施工的质量和效果进行保障,避免钻孔施工中出现偏移或者是钻孔坍塌等情况。通常情况下,对松软土层的钻孔施工,应采用减压钻进施工方法,通过反循环方法进行施工推进,并且进行钻孔钻进过程中,应对地层变化进行密切关注,以通过及时滤渣等措施,实现钻孔钻进地层的具体地质类型分析和掌握,确保钻孔施工的质量和效果。对钻孔钻进至设计深度后,应对其孔深、孔径和孔形等情况进行认真检查和确认,以确保符合相应的标准,对钻孔的清理,则应严格按照设计要求进行,以避免对钻孔施工的质量和效果产生不利影响。
最后,在进行上述铁路水中墩的承台施工,应对桥墩承台上预留的混凝土有效清理和整平处理,并且在验收合格情况下,再进行垫层混凝土浇筑施工以及承台施工。桥墩承台施工中,对钢筋下料及制作开展,应再钢筋棚内,通过将钢筋材料运送至施工现场后,在现场进行捆绑操作。在进行混凝土浇筑施工,采用输送泵按照分层浇筑方法进行,对混凝土浇筑厚度应控制在40cm以下,浇筑完成及时进行检查和纠正,以确保承台的施工满足有关技术标准和要求。
3结束语
总之,对铁路水中墩深基坑支护施工的技术要点分析,有利于促进具体施工中对其深基坑支护技术要点进行准确把握,从而在合理的技术方案支持与全面、完善的施工管理配合下,不断提高铁路水中墩深基坑支护施工的技术水平提升,以对铁路桥梁施工的整体质量、效益和安全等进行保障,具有十分积极的作用和意义。
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