铁路桥梁深基坑施工安全技术与管理

发表时间:2021/5/6   来源:《建筑实践》2021年第40卷第3期   作者:金有志
[导读] 深基坑是一种用于地下结构施工的工程,它与基坑施工人员的生命安全和周围环境的安全密切相关,

        金有志
        中铁十局集团第一工程有限公司 山东省济南市250000

        摘要:深基坑是一种用于地下结构施工的工程,它与基坑施工人员的生命安全和周围环境的安全密切相关,因此必须保证施工质量。以实际工程为例,论述了铁路桥梁深基坑施工技术要点,阐述了安全管理措施,为提高铁路桥梁深基坑施工质量控制提供参考。
        关键词:铁路桥梁;深基坑施工;安全技术;管理
        1工程概况
        某地铁修建工程,对地铁线上第4个车站进行施工。该车站与另一个地铁线路的第9站口换乘,施工为铁路交叉节点工程,主桥和引桥分别为2×85cm预应力混凝土T构箱梁、2×36cm现浇预应力混凝土箱梁。工程邻近高铁高架桥,车站结构外缘净距约15m处有高架承台桥桩,换乘通道结构外缘净距12m处有高架承台桥桩,车站中部有排水明渠横跨。施工前,基坑邻近原建筑物均完成拆迁,对周围情况进行了全面排查,采用袖阀管注浆对2处高架承台桥桩周边地层进行了加固,加固深度至地下约15m。
        2路桥梁深基坑施工安全技术管理策略
        2.1场地平整与布置
        根据勘察获得的桥墩周围地质条件及支护技术的运用,施工设计决定采用挡桩支护、内支撑、挂网、喷混凝土相结合的方法。施工遵循跳桩原则,由近而远进行。原地面采用高挖低填的方法进行改造,使工程设计平面能满足施工要求,场地平整面积应在承台外轮廓线外至少3M。场地平整工作完成后,用钻机压实机对场地进行压实,使场地承载力达到钻机施工标准,保证钻机正常运转,不发生倾覆。当钻机施工安全距离超过标准时,应设置两个混凝土地锚。地锚采用C20混凝土预制,水平间距15m,埋深1m,使钻机向与业务线相反方向牵引,防止倾覆。
        2.2基坑支护施工
        该工程深基坑施工采用开挖前支护方式。桩端为桩吊孔备用后,桥墩和桥台应作为基础尺寸,钢板维修施工范围应扩大到1m以上。测量人员通常先放出钢板桩的四角,标出插打位置,再用挖掘机配合振动夹锤进行单桩插打。整个过程应平稳、平整,以保证锁的完整性,避免硬损伤。确认钢板桩插入船闸后,用自重或重锤插入。常规合龙钢板桩,在加强测量工作期间,结合使用倒链、滑轮组拉等方法促进合龙,必要时采用特殊楔形桩合龙,注意保证合龙密实,防止地下水渗入。运行后,角桩插入深基坑4角,钢板桩内壁由双层内层支撑。钢板桩支架四边焊接H型钢做护壁,支架四角用H型钢焊接件加固。同时在钢板桩支护方向内侧设置螺旋钢管,提高钢板桩支护的整体刚度。
        2.3基坑土方开挖
        施工前,派遣专人彻底排查基坑周边管线,明确电气线路布局及走向,做好标识,并详细制定出挖土方案和施工组织,予以支护结构、地下水位及周边环境充分的监测与保护。钢板桩支护完成后,成桩养护28d后再开挖土方,同时,用降水设备预抽地下水,释放打桩积聚的应力,待土体固结后再挖方,以防止预先打设的桩出现水平位移。土方开挖采用中心岛式挖土法,采用分层、分区的方式,有序逐一进行,操作需与工况设计一致。挖土遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则,同时,每次挖方土量宜适量,切勿一次性开挖到底。如果挖方挖到超出设计标高,则必须依照标准及时铺设垫层,并重新做好压实、测量等相关处理。土方开挖过程中,加强测量,掌握荷载造成桥梁位移情况,同时全方位管理,使其满足相关规范要求,以保证施工中桥梁正常运行。另外,土方开挖完成后,应保证井点降水正常,并应尽快浇筑垫层和底板,视情况加固基层结构下部土层。
        2.4深基坑防排水
        通过地质勘探,工点内地下水为第四孔隙潜水,赋水性受岩性控制,地下水位升降幅度0.8~2.5m,钻孔水位埋深9.4~18.6m,周围有雨水从边坡汇水,但无侵蚀河流。对此,排水防护采用M10浆砌片石路基护面。修筑铺砌,先排出路基和桥周围的水,防止影响路基和桥周土体。

在基坑底部设置集水坑,基坑开挖时,联合采用咬合桩、坑内井方式排出积水,有效降水。此外,配置1∶1.5的水泥浆,对地基中各构件的衔接处进行勾缝,防止地下水渗入。施工完毕后,也要及时修复深基坑周围绿植,以防止流水侵蚀。
        2.5深基坑施工监测与管理
        2.5.1基坑稳定监测
        对深基坑施工进行现场监测。采用精密水准仪、铟合金水准仪和全站仪密切观测挡土桩的沉降和位移,采用真弦读数仪测量挡土结构的侧向土压力。在基坑开挖之前,通过观测获得桩身保护的原始数据,然后在施工期间每天至少测量一次桩保护,并将观测点得到的实时数据与原始数据进行比较,从而确定基坑的稳定性,并根据实际情况进行合理的处理。
        2.5.2既有线变形监测
        根据施工规程和要求,在路基旁预先设置沉降监测桩。施工过程中,在监测桩处定期监测保护桩的侧向位移、变形及线路几何尺寸。此外,还派了专门人员负责现场检查,加强对工程周围是否有山体滑坡的观测,基坑围墙内是否有裂缝,地表水是否正常排放,是否有流沙和管道周围,基坑周围的堆放荷载和动荷载是否标准化,周围是否有裂缝和塌陷等,及时报告并妥善处理发现的问题。
        2.5.3施工安全管理要点
        1)在深基坑施工中,必须牢固树立“以人为本”的安全管理理念,认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针。要建立健全以企业领导为主导的安全生产责任制,形成一套规范完善的安全管理体系。通过目标管理责任书和安全生产责任书,落实工程建设中各级部门和人员的安全责任,为安全施工提供制度保障。
        2)在深基坑施工前,必须做好施工现场的勘察,全面准确地了解现场、周围、地表以及支撑结构下的一定深度环境的客观情况,包括地层结构,土工性质、地下水位、渗透系数、地下管线和埋地物的位置、邻近建筑物的位置、基础类型、周围地面排水;基坑支护可以为科学制定安全可行的施工方案提供依据和保证。
        3)施工前对工人进行全面的安全生产培训和安全技术交底。深基坑施工在一定程度上是危险的。施工前,确保施工人员熟悉施工方案,根据现场实际情况进行技术交底,同时对施工人员进行安全保证制度和操作技能教育,开展应急预案和演练的宣传和实施。经培训考核合格的,方可上岗。上岗前,必须签字确认,并将卡片归档。否则,他们必须重新接受教育和评估。
        4)严格遵照JGJ59—2011《建筑施工安全检查标准》相关规范与要求,对深基坑施工进行日常检查和管理,有效地利用科学仪器监测基坑变形。同时建立了相应的数据库,动态掌握支护结构的位移和周围沉降情况。当周围土体变形达到一定程度时,需要采取施工规范要求的相关地基措施,以保证基坑的安全。
        结论
        综上,深基坑施工技术在铁路桥梁工程建设中应用广泛,并随着施工技术与材料的发展不断创新。安全施工是深基坑工程第一要务,施工前需全面做好环境勘探工作,科学制定施工方案,施工过程中要认真贯彻落实安全第一的施工理念,并严格遵照施工方案进行深基坑支护、土方开挖与防排水工作。同时,加强安全管理,使满足安全性能要求,最大限度地保障施工安全,发挥经济效益。
        参考文献:
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        [2]张彦光.铁路桥梁深基坑施工案例[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2019,15(01):42-46.
        [3]杨磊.简述城际铁路深基坑施工安全的监理管理措施[J].居业,2019(02):165,167.
        [4]张怀生.深基坑支护施工技术研究[J].中国住宅设施,2020(10):125-126.
       
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