论文部分内容阅读
【摘要】为了解决软土地基及临近既有线和楼房建筑的深基坑承台施工难题，本文通过理论联系实际的方法，以津秦客运专线跨芦汉公路主墩承台为例重点阐述施工方法，说明了施工方案、工艺方法的可操作性。
【关键词】承台；钢板桩围堰；施工；方案
1.工程概况
津秦客运专线 下坞蓟运河特大桥在DK73+446.58处上跨芦台至汉沽的公路， 线路与芦汉公路交角为66度，上跨位置公路为路槽，上跨处公路路面标高-4.06。上跨连续梁设计为钻孔桩群桩基础，上下层承台，双线圆端型实体桥墩。其中118#主墩位于既有公路路槽边坡上，承台右侧有一幢3层楼房，楼房距承台边最窄处5.24m。118#墩设计有?1.5m钻孔桩16根，承台尺寸为14.6×14.6×3.0＋11.0×8.8×2.5，两层承台C40混凝土共计881.5m。
118#墩处地面标高为-3.1m，基底标高为-10.870m，基坑开挖深度为10.56m。地层分布由上至下为杂填土、素填土、淤泥质黏土、粉质黏土、粉砂及细砂，厚度大于30m，基底欠稳固。
2.承台施工方案及措施
（1）118#墩承台位于芦汉公路路槽边坡上，右侧紧邻楼房建筑，为确保芦汉公路路基不被破坏楼房建筑不被扰动，采用插打钢板桩围堰，内部型钢支承的施工方案。
根据承台基坑深度，采用单根长度为18.0m，SKSP-Ⅳ型锁口钢板桩。钢板桩围堰的平面尺寸为16.6m×16.6.0m。内部支撑体系采用双50工字钢加上下钢板作内圈梁；采用双36槽钢上下加盖板作支撑，支撑体系共设置三层。
（2）承台施工工艺流程：场地清理，测量放线→导向安装，钢板桩插打→钢板桩内第一层开挖→上层圈梁及内支撑安装→钢板桩内第二层开挖→中层圈梁及内支撑安装→钢板桩内第三层开挖→下层圈梁及内支撑安装→清基，浇注混凝土垫层→下层圈梁及内支撑拆除→桩头处理，桩基检测→钢筋、模板安装及下承台砼浇筑，养护，拆模→下承台四周回填，承台侧面与钢板桩顶紧→部分中层内支撑拆除→上承台施工→拆模清理继续回填、压实→拆除上层支撑体→拔出钢板桩。
3.钢板桩施工装备及钢板桩插打
（1）利用挖掘机、装载机平整场地，清除施工场地内杂物，测量确定基坑开挖边线。在基坑顶面四周设置排水沟，防止地表水浸入。钢板桩插打前，确认地上地下管线及基坑周边设施已移除或采取了可靠保护措施。
（2）对钢板桩进行分类、整理，部分钢板桩进行弯曲整形、修正、切割、焊接及打磨。整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将锁口碰坏，做到锁口内外光洁，并成一直线。
（3）钢板桩采用液压高频打拔桩机单片插打。首先测放出钢板桩围堰的平面尺寸控制线，将单根围堰内支分配梁沿控制线平放在地面上，在分配梁上焊接型钢作为插桩的导向，为了保证导向的稳定性，在分配梁定位后，应先在其另一侧顺分配梁长度方向紧贴其插打3根长8.0m辅助钢板桩，辅助钢板桩临时与分配梁焊接固定。插打时采用人工从两个方向吊线坠的方式加以控制，以精确控制钢板桩的位置和垂直度。
（4）插打钢板桩前应在锁口处，涂抹黄油，以便锁口滑润易插，插桩顺序由芦汉公路路槽边坡侧左侧开始，每边由一角插至另一角。液压打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位，使钢板桩成垂直状态，插入已就位钢板桩锁口中，沿导向铅直插打至稳定深度。钢板桩形成桩墙后，拆除导向，继续打入钢板桩至设计深度。
（5）插打钢板桩要做到良好的效果，必须做到“插桩正直，分散偏差，有偏即纠，调整合拢”。采用液压高频打桩机的好处就是能及时发现问题随时就能上拔调整。钢板桩插打过程中偏差控制：桩顶标高偏差≤±100mm，钢板桩轴线偏差≤±100mm，钢板桩垂直偏差≤1％，超过上述允许值时应及时纠正。
4.基坑取土及内支撑安装
（1）基坑开挖前先做好地面排水，在基坑顶面四周应向外设排水坡，疏通周边的排水渠道，并在适当距离设截水沟，防止雨水及其它地表水汇入坑内。118#墩基坑内取土共分四次进行，前三次分别至三层内支撑下方0.5米处，第四次取土至设计坑底标高。内支撑系统由内圈梁、内支撑、牛腿、混凝土垫层组成。
（2）第一次先采用挖掘机开挖取土，由内向外挖至上层内支撑下方0.5米处，先在钢板桩上焊接牛腿钢筋（角钢），牛腿安装必须高度一致、焊接牢固，在牛腿上放置内圈梁，内圈梁搁置于牛腿上，不与板桩焊接，将加工好的内支撑梁吊装到位，并与内圈梁焊接。待上层内支撑安装完成后继续向下取土至第二层内支撑下方0.5米处，按以上方法安装中层内支撑系统。应注意：第二层内支撑底面应高于下层承台30～50cm以便于下层承台模版施工。同法进行第三次取土和安装下层内支撑系统。然后继续下挖取土至设计基底标高。
（3）第一、二层内支撑安装完成后，将内圈梁与每根钢板桩之间的间隙用钢板或方木抄死，大空隙之间下部立模，用C25混凝土填实。（第三层内圈梁与钢板桩之间只抄实不需用砼填塞）
（4）下挖取土过程中，宜优先选用长臂挖机。当远离挖掘机施工范围挖机斗齿不能到达部位开挖时，将采用履带式小型挖机配合开挖，小型履带式挖掘机利用吊机下放到开挖作业面。对于死角及钢板桩凹槽内的粘土则再配以人工处理。
（5）当挖至离基底还有20cm左右时，为防止挖掘机开挖破坏基底，改用人工开挖至设计标高并清理基底。
（6）为确保基坑施工安全，基坑开挖的土方及时运至指定地点，不得堆放在基坑顶部外10m范围内。施工过程中应在基坑顶部外1m四周设置防护围栏，围栏高度1.2m，同时安装醒目的安全警示标志。
5.垫层施工
（1）基坑取土到位钢板桩支护止水完成后，进行基底清理工作。将钻孔桩周围及钢板桩表面土体清除干净，在承台四角挖集水坑，周边做排水沟，用水泵及时排除围堰内渗水。 （2）对基底进行平整，检查各处标高，铺垫5cm碎石，进行垫层混凝土施工。垫层采用C20混凝土，厚度50cm，由于混凝土垫层将代替下层内支撑受力，必须确保混凝土浇筑质量，特别需注意严格控制钢板桩内侧2米范围内混凝土的振捣质量。应严格控制砼垫层顶面标高，防止侵入承台底标高以内。
（3）为便于以后钢板桩拆除，应在砼垫层浇筑前，在砼垫层厚度范围内的钢板桩上涂刷一层沥青油。垫层混凝土达到设计强度后，拆除下层圈梁及内支撑。
6.凿除桩头、桩检
（1）基坑垫层浇筑完成后，精确测量放出桩顶标高，在桩周用油漆画出桩顶标高控制线（承台底以上15cm），为提高桩头凿除质量，用手提式切割机沿桩顶标高控制线切割一条4-5cm深的槽口（注意切割机不得损伤钢筋）。
（2）采用人工配合机械破除桩头至设计标高，桩头混凝土采用吊机运出基坑。人工整平桩头，使桩头顶面达到设计标高，保证桩顶无松散层、桩头保护层无破损，然后对桩基进行无损检测。
7.钢筋、模板安装及混凝土浇筑
（1）钢筋在钢筋加工车间集中加工，运至现场绑扎。下承台钢筋绑扎完毕后，预埋二级承台及墩身钢筋。利用围堰内支撑系统搭设支架，墩身钢筋在支架处设一道加劲筋，用水平钢筋支撑于支架上，下端与承台顶层钢筋焊接牢固。
（2）模板采用新制大块钢模，精确测放出承台的纵、横轴线，承台边线，安装时保证模板竖直，拼缝紧密。模板加劲肋处采用型钢支撑于钢板桩上，点焊固定牢靠。
（3）承台砼生产采用集中拌合，搅拌车运输，墩位设溜槽直接将砼导入承台内进行施工。下承台砼强度达到50%后拆除下承台模板，将下承台与钢板桩间进行分层回填、夯实，拆除中层妨碍二级承台施工的内支撑后，进行二级承台施工。
8.钢板桩拆除
（1）承台模板拆除完毕，首先应将承台与钢板桩之间进行分层回填、夯实。对于靠近楼房及芦汉公路一侧，为了保证回填料的密实度，采用了回填砂掺碎石材料。拆除第二层内支撑体系后继续回填至第一层内支撑下部，拆除第一层内支撑。
（2）为便于后序施工，承台顶预埋件范围回填可不予压实，应注意钢板桩内侧3.0m范围内回填压实。回填高度与原地面基本相同时，利用打拔桩机逐根拔出钢板桩。
9.结束语
承台围堰施工方案形式多样，就经历的深基坑承台施工中使用了钢板桩支护，有效的防止了对既有公路路基和临近楼房建筑物的扰动，确保施工安全，施工工艺简单，施工速度快，取得良好的经济效益和社会效益。 [科]
【参考文献】
［１］铁路桥涵施工规范．（TB10203-2002）．
［２］客运专线铁路桥涵工程施工技术指南．（TZ213-2005）．
［３］铁路混凝土工程施工技术指南．（TZ210-2005）．
［４］铁路混凝土与砌体工程施工规范．（TB10210-2001）．
【关键词】承台；钢板桩围堰；施工；方案
1.工程概况
津秦客运专线 下坞蓟运河特大桥在DK73+446.58处上跨芦台至汉沽的公路， 线路与芦汉公路交角为66度，上跨位置公路为路槽，上跨处公路路面标高-4.06。上跨连续梁设计为钻孔桩群桩基础，上下层承台，双线圆端型实体桥墩。其中118#主墩位于既有公路路槽边坡上，承台右侧有一幢3层楼房，楼房距承台边最窄处5.24m。118#墩设计有?1.5m钻孔桩16根，承台尺寸为14.6×14.6×3.0＋11.0×8.8×2.5，两层承台C40混凝土共计881.5m。
118#墩处地面标高为-3.1m，基底标高为-10.870m，基坑开挖深度为10.56m。地层分布由上至下为杂填土、素填土、淤泥质黏土、粉质黏土、粉砂及细砂，厚度大于30m，基底欠稳固。
2.承台施工方案及措施
（1）118#墩承台位于芦汉公路路槽边坡上，右侧紧邻楼房建筑，为确保芦汉公路路基不被破坏楼房建筑不被扰动，采用插打钢板桩围堰，内部型钢支承的施工方案。
根据承台基坑深度，采用单根长度为18.0m，SKSP-Ⅳ型锁口钢板桩。钢板桩围堰的平面尺寸为16.6m×16.6.0m。内部支撑体系采用双50工字钢加上下钢板作内圈梁；采用双36槽钢上下加盖板作支撑，支撑体系共设置三层。
（2）承台施工工艺流程：场地清理，测量放线→导向安装，钢板桩插打→钢板桩内第一层开挖→上层圈梁及内支撑安装→钢板桩内第二层开挖→中层圈梁及内支撑安装→钢板桩内第三层开挖→下层圈梁及内支撑安装→清基，浇注混凝土垫层→下层圈梁及内支撑拆除→桩头处理，桩基检测→钢筋、模板安装及下承台砼浇筑，养护，拆模→下承台四周回填，承台侧面与钢板桩顶紧→部分中层内支撑拆除→上承台施工→拆模清理继续回填、压实→拆除上层支撑体→拔出钢板桩。
3.钢板桩施工装备及钢板桩插打
（1）利用挖掘机、装载机平整场地，清除施工场地内杂物，测量确定基坑开挖边线。在基坑顶面四周设置排水沟，防止地表水浸入。钢板桩插打前，确认地上地下管线及基坑周边设施已移除或采取了可靠保护措施。
（2）对钢板桩进行分类、整理，部分钢板桩进行弯曲整形、修正、切割、焊接及打磨。整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将锁口碰坏，做到锁口内外光洁，并成一直线。
（3）钢板桩采用液压高频打拔桩机单片插打。首先测放出钢板桩围堰的平面尺寸控制线，将单根围堰内支分配梁沿控制线平放在地面上，在分配梁上焊接型钢作为插桩的导向，为了保证导向的稳定性，在分配梁定位后，应先在其另一侧顺分配梁长度方向紧贴其插打3根长8.0m辅助钢板桩，辅助钢板桩临时与分配梁焊接固定。插打时采用人工从两个方向吊线坠的方式加以控制，以精确控制钢板桩的位置和垂直度。
（4）插打钢板桩前应在锁口处，涂抹黄油，以便锁口滑润易插，插桩顺序由芦汉公路路槽边坡侧左侧开始，每边由一角插至另一角。液压打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位，使钢板桩成垂直状态，插入已就位钢板桩锁口中，沿导向铅直插打至稳定深度。钢板桩形成桩墙后，拆除导向，继续打入钢板桩至设计深度。
（5）插打钢板桩要做到良好的效果，必须做到“插桩正直，分散偏差，有偏即纠，调整合拢”。采用液压高频打桩机的好处就是能及时发现问题随时就能上拔调整。钢板桩插打过程中偏差控制：桩顶标高偏差≤±100mm，钢板桩轴线偏差≤±100mm，钢板桩垂直偏差≤1％，超过上述允许值时应及时纠正。
4.基坑取土及内支撑安装
（1）基坑开挖前先做好地面排水，在基坑顶面四周应向外设排水坡，疏通周边的排水渠道，并在适当距离设截水沟，防止雨水及其它地表水汇入坑内。118#墩基坑内取土共分四次进行，前三次分别至三层内支撑下方0.5米处，第四次取土至设计坑底标高。内支撑系统由内圈梁、内支撑、牛腿、混凝土垫层组成。
（2）第一次先采用挖掘机开挖取土，由内向外挖至上层内支撑下方0.5米处，先在钢板桩上焊接牛腿钢筋（角钢），牛腿安装必须高度一致、焊接牢固，在牛腿上放置内圈梁，内圈梁搁置于牛腿上，不与板桩焊接，将加工好的内支撑梁吊装到位，并与内圈梁焊接。待上层内支撑安装完成后继续向下取土至第二层内支撑下方0.5米处，按以上方法安装中层内支撑系统。应注意：第二层内支撑底面应高于下层承台30～50cm以便于下层承台模版施工。同法进行第三次取土和安装下层内支撑系统。然后继续下挖取土至设计基底标高。
（3）第一、二层内支撑安装完成后，将内圈梁与每根钢板桩之间的间隙用钢板或方木抄死，大空隙之间下部立模，用C25混凝土填实。（第三层内圈梁与钢板桩之间只抄实不需用砼填塞）
（4）下挖取土过程中，宜优先选用长臂挖机。当远离挖掘机施工范围挖机斗齿不能到达部位开挖时，将采用履带式小型挖机配合开挖，小型履带式挖掘机利用吊机下放到开挖作业面。对于死角及钢板桩凹槽内的粘土则再配以人工处理。
（5）当挖至离基底还有20cm左右时，为防止挖掘机开挖破坏基底，改用人工开挖至设计标高并清理基底。
（6）为确保基坑施工安全，基坑开挖的土方及时运至指定地点，不得堆放在基坑顶部外10m范围内。施工过程中应在基坑顶部外1m四周设置防护围栏，围栏高度1.2m，同时安装醒目的安全警示标志。
5.垫层施工
（1）基坑取土到位钢板桩支护止水完成后，进行基底清理工作。将钻孔桩周围及钢板桩表面土体清除干净，在承台四角挖集水坑，周边做排水沟，用水泵及时排除围堰内渗水。 （2）对基底进行平整，检查各处标高，铺垫5cm碎石，进行垫层混凝土施工。垫层采用C20混凝土，厚度50cm，由于混凝土垫层将代替下层内支撑受力，必须确保混凝土浇筑质量，特别需注意严格控制钢板桩内侧2米范围内混凝土的振捣质量。应严格控制砼垫层顶面标高，防止侵入承台底标高以内。
（3）为便于以后钢板桩拆除，应在砼垫层浇筑前，在砼垫层厚度范围内的钢板桩上涂刷一层沥青油。垫层混凝土达到设计强度后，拆除下层圈梁及内支撑。
6.凿除桩头、桩检
（1）基坑垫层浇筑完成后，精确测量放出桩顶标高，在桩周用油漆画出桩顶标高控制线（承台底以上15cm），为提高桩头凿除质量，用手提式切割机沿桩顶标高控制线切割一条4-5cm深的槽口（注意切割机不得损伤钢筋）。
（2）采用人工配合机械破除桩头至设计标高，桩头混凝土采用吊机运出基坑。人工整平桩头，使桩头顶面达到设计标高，保证桩顶无松散层、桩头保护层无破损，然后对桩基进行无损检测。
7.钢筋、模板安装及混凝土浇筑
（1）钢筋在钢筋加工车间集中加工，运至现场绑扎。下承台钢筋绑扎完毕后，预埋二级承台及墩身钢筋。利用围堰内支撑系统搭设支架，墩身钢筋在支架处设一道加劲筋，用水平钢筋支撑于支架上，下端与承台顶层钢筋焊接牢固。
（2）模板采用新制大块钢模，精确测放出承台的纵、横轴线，承台边线，安装时保证模板竖直，拼缝紧密。模板加劲肋处采用型钢支撑于钢板桩上，点焊固定牢靠。
（3）承台砼生产采用集中拌合，搅拌车运输，墩位设溜槽直接将砼导入承台内进行施工。下承台砼强度达到50%后拆除下承台模板，将下承台与钢板桩间进行分层回填、夯实，拆除中层妨碍二级承台施工的内支撑后，进行二级承台施工。
8.钢板桩拆除
（1）承台模板拆除完毕，首先应将承台与钢板桩之间进行分层回填、夯实。对于靠近楼房及芦汉公路一侧，为了保证回填料的密实度，采用了回填砂掺碎石材料。拆除第二层内支撑体系后继续回填至第一层内支撑下部，拆除第一层内支撑。
（2）为便于后序施工，承台顶预埋件范围回填可不予压实，应注意钢板桩内侧3.0m范围内回填压实。回填高度与原地面基本相同时，利用打拔桩机逐根拔出钢板桩。
9.结束语
承台围堰施工方案形式多样，就经历的深基坑承台施工中使用了钢板桩支护，有效的防止了对既有公路路基和临近楼房建筑物的扰动，确保施工安全，施工工艺简单，施工速度快，取得良好的经济效益和社会效益。 [科]
【参考文献】
［１］铁路桥涵施工规范．（TB10203-2002）．
［２］客运专线铁路桥涵工程施工技术指南．（TZ213-2005）．
［３］铁路混凝土工程施工技术指南．（TZ210-2005）．
［４］铁路混凝土与砌体工程施工规范．（TB10210-2001）．