1.中国水利水电第五工程局有限公司 四川成都 610000；2.中电建成都建设投资有限公司 四川成都 610000
摘要：在放坡开挖车站盾构龙门吊轨道梁的安全及经济性成为新的关键点。如何安全、经济是新的研究方向。
关键词：龙门吊；轨道梁；放坡基坑；桩基
1前言
随着地铁施工的不断发展，地铁由城市中心向周边不断扩展，远离主城区后的地铁车站施工逐步由围护桩变成放坡开挖，在放坡开挖车站盾构龙门吊轨道的安全及经济性成为新的关键点。安全、经济是现场施工的首要需求，何种形式的龙门吊轨道梁是现场的最优答案成为迫切需求。
2工筹概括
19号线二期工程西航港客运中心站~温家山路站区间明挖段主要位于物联大道西侧、牧华路北侧的规划道路交汇处，同时该段区间也为温家山路站站前明挖区间，区间所处环境为规划地块及规划道路，现状为空地，设计起点里程为YDK91+653.333，设计终点里程YDK91+905.600。
盾构始发场地基坑为明挖，开挖深度为22.05m，采用放坡开挖施工，坡度为1：0.75~0.5加土钉施工工艺施工，区间采用铁建重工8600mm盾构机进行施工。现场布置4台50T龙门吊，共布置4根152m长的轨道，每2台龙门吊共用2根轨道，轨道间距分别为15m和14m。有80m轨道再回填土上，72m在原状土上。
为保证工期和龙门吊轨道的稳定性，现场采用2类龙门吊轨道梁形式：扩大基础、桩基加轨道梁。
3龙门吊轨道施工优化
3.1龙门吊轨道设计需求
为满足盾构施工要求，温家山路站盾构始发场地布置4台50T龙门吊，龙门吊主要配件重量总计112T，最大吊运为渣土斗，重量50T。满工况荷载为162T，同时考虑到龙门吊设备最大荷载工况下的轮压不大于200KN。因此龙门吊轨道设计按照单点200KN压力进行计算。龙门吊轨道设置为不小于600mm宽，厚度不小于600mm。
根据经验，龙门吊轨道有4类：原状土扩大基础轨道梁、围护桩冠梁基础轨道梁、桩基轨道梁及钢箱梁。本次对原状土扩大基础轨道梁、桩基轨道梁进行优劣对比及优化。
龙门吊轨道梁在施工过程中需要工作易开展、工序少、操作快、质量易控制等特点。因此针对这些特点进行进行轨道梁施工优化。
3.2扩大基础轨道梁
龙门吊轨道安装部位为：温家山路站现场具体2种工况条件，在始发场地的前端为原状土，现场局部施作扩大基础轨道梁。扩大基础轨道梁采用C35砼，尺寸为800×800，扩大基础为C35砼，尺寸为3000×500。轨道梁采用倒T型布置，具有扩大基础的效果，经过扩大基础的方式进行龙门吊轨道荷载的消弱，使得对地基承载力呀求降低为原来的1/4。根据现场的实测报告，地基承载力特征值fa=210KPa，能够满足施工要求。
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图1：扩大基础龙门吊断面图
基底面积：A = b×L = 3.00×1.00 = 3.00 m2
平均埋深：H = 0.500-0.000/2 = 0.500m
(1)荷载标准值时基底全反力－用于验算地基承载力
Gk = γA H = 20.00×3.00×0.500 = 30.00 kN
墙上的轴力对基底中心的偏心距e1 = -0.250m
墙上轴力对基底中心的弯矩标准值：Mfk = 142.50×(-0.250) = -35.63 kN.m
基底中心中总的弯矩标准值：Mk = (-35.63)+(0.00) = -35.63kN.m
(2)荷载设计值时基底净反力－用于验算基础剪切和冲切承载力
墙上轴力对基底中心的弯矩设计值：Mf = 192.38×(-0.250) = -48.09 kN.m
基底中心中总的弯矩设计值：M = (-48.09)+(0.00) = -48.09 kN.m
(3)地基承载力验算：
偏心受压:
pk=57.5kPa <= fa=210.00kPa 满足!
pkmax=91.76kPa <= 1.2fa=210kPa 满足!
地基承载力验算满足要求！
(4)基础冲切承载力验算：
计算右侧墙边缘:am = (at+ab)/2 = (1000+1000)/2 = 1000mm
抗冲切力：Fr = 0.7βhpftamh0 = 0.7×1.00×1570.00×1000×460/106 = 505.54 kN
Fl=70.64kN <= 0.7βhpftamh0=505.54kN 满足!
(5)基础抗剪承载力验算：
计算截面高度影响系数βh，h0 < 800，取h0 = 800计算
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取1m宽的截面计算，b = 1000mm
抗剪力Vr = 0.7βhsftA0 = 0.7 × 1.00×1570.00×0.46/106 = 505.54 kN
Vs=121.41kN <= 0.7βhftA0=505.54kN 满足!
根据设计进行现场施作，扩大基础轨道梁20m延米，施工主要受原软土地基影响，进行基础换填，换填深度3m，使得轨道梁施工周期和成本造价翻倍。远超出初步设计成本。
3.3桩基础轨道梁
温家山路站现场具体2种工况条件，在始发场地的前端还有原状土地段，采用摩擦桩及轨道梁方式进行布置，在回填段只能采用端承桩及轨道梁方式进行。桩基主要采用旋挖钻进行800mm桩施工。摩擦桩深度15m，端承桩深度为28m（其中3m进入岩层）。经过验算，桩间距为12m，轨道梁尺寸为1*0.8m。钢筋笼直接为730mm，配筋选配10直径12钢筋，沿桩身周边均匀布置，箍筋选用6mm,间距200按螺旋式布置，桩顶以下4m范围内箍筋加密，间距100mm且每隔两米焊接一道直径14mm的加劲箍筋，保护层厚度取35mm。桩基础顶部预留0.5m与轨道梁进行搭接。确保轨道梁和桩基的精密联合和力的传递。
现行《建筑地基基础设计规范》规定单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。此处以经验参数法进行计算，无当地经验时，侧阻力按《建筑地基基础设计规范》取值。
（1）单桩竖向承载力特征值按下式估算：
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设计桩基础为长14.5m，直径0.8m的摩擦桩，其桩端阻力可忽略不计
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现行国家标准《建筑地基基础设计规范》采用单一安全系数K来确定单桩竖向承载力：
（2）验算地基承载力时应按照正常使用极限状态下的标准组合：
钢筋混凝土重度取25kN/m3，龙门吊满载情况下为200吨，每边轨道各承受100吨。取龙门吊宽度作为计算长度。在最不利情况下，每12m轨道梁上重量为（设轨道梁尺寸为0.8×1.0）：
满足要求。
则每12m轨道梁下需要一根桩基础支承，轨道全长151.94m,需要12.64根桩，取13根。则桩距为151.94/12=12.64m，取12.5m。
满足要求。
若现场开挖时挖到<6-2-1>土层则桩长应加长0.5m
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查表可得
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取0.9，且
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，混凝土已经能够承受上部压力，灌注桩只需满足构造配筋，由《建筑地基基础设计规范》，当桩身直径为300-2000mm时，正截面配筋率可取0.65%-0.2%。
选配10直径12钢筋。沿桩身周边均匀布置。
箍筋选用6mm,间距200按螺旋式布置，桩顶以下4m范围内箍筋加密，间距100mm且每隔两米焊接一道直径14mm的加劲箍筋。保护层厚度取35mm.
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图2：桩基配筋及与梁连接图
（3）龙门吊轨道配筋计算
龙门吊在轨道上匀速运行，可视其为均布荷载传到轨道梁上，因为轨道不是刚度无限大的刚体，故不能将荷载均布到整个轨道上，但可以知道在龙门吊的车轮之间一定存在均布荷载。
混凝土强度等级为C35,钢筋为HRB500，环境类别为2b类。
为抵抗支座处负弯矩，应在梁顶配置抗拉钢筋：
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图3：轨道梁配筋图
现场实际施工过程中，桩基础施工每天4根，轨道梁施工折算为每天10m。施工效率由于扩大基础轨道梁。
3.4优劣对比
在温家山路站共计使用扩大基础轨道梁和桩基础轨道梁2种龙门吊轨道。根据现场实际施工对比，进行对比如下：
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4结论
根据温家山路站龙门吊轨道梁施工经验，在龙门吊使用安全环境要求越来越严格的环境下，龙门吊轨道梁施工及质量是施工现场的管理重点。龙门吊轨道布置形式多种多样，为考虑到安全方面，最适合现场的条件的才是最安全和经济型的。建议在围护桩施工的地铁车站结构尽量使用与围护桩结合的龙门吊轨道梁；在放坡开挖的地铁车站尽可能的利用主体结构进行基础延伸；或者充分利用端头的结构墙，为轨道梁提供基础支撑点。
在经济性方面一定要充分考虑工期、现场条件，在最短的时间完成即时为下步工作提供条件且安全性更高才是现场的最优选择。
参考文献：
[1]徐莉萍桩基础处理的龙门吊轨道梁内力分析[J].水利规划与设计.2015.04.0069-03；
[2]王莹基坑扩大断面龙门吊轨道梁及支撑体系施工工法[J].城市建设理论研究（电子版）.2012；
[3]王倩龙门吊轨道基础设计[J].中华建设.2012
[4]甑小峰地铁车站顶部龙门吊轨道基础设计计算[J].丝路视野.2018
作者简介：
周一男：(1991-)，男，四川仁寿人，工程师，现任职中国水电五局成都地铁19号线土建4工区项目盾构工程部主任，从事市政工程技术管理工作。
贾鹏：（1995-），男，四川绵阳人，技术员，现任职中国水电五局成都地铁19号线土建4工区项目盾构工程部技术员，从事市政工程技术管理工作。