摘要：在高速鐵路建設(shè)過程中，能否正確使用軟基開挖支護方案，對于在軟基上施工高等級道路具有十分重要的意義。文章結(jié)合高速鐵路現(xiàn)場的實際施工情況，對施工方案進行對比研究優(yōu)化，采取最為合理的施工方法，以期為高速鐵路軟弱地基施工提供一個可行的參考，為以后的類似的鐵路橋梁施工起到指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：軟弱地基；承臺開挖支護；高速鐵路施工；鐵路橋梁

中圖分類號：U443 文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）01-0091-03

一、概述

隨著我國基本建設(shè)的發(fā)展，在軟土地區(qū)建高速鐵路日益增加。但在軟土地基上修建各種工程結(jié)構(gòu)物時，由于軟土地基具有含水量大，孔隙比大，壓縮性高，滲透性差，承載力低，流動性大，開挖土體不穩(wěn)定的工程性質(zhì)，所以軟基承臺開挖滑坡，坍塌現(xiàn)象最為顯著，土體發(fā)生病害的情況隨時都會發(fā)生，危害發(fā)生的概率大，延續(xù)時間也較長，相應(yīng)地對軟基開挖支護的研究也就成了工程中的主要問題。因此在軟土地基上修建高速鐵路除了要保證穩(wěn)定及控制變形外，還必須限制不均勻沉降。因各方面原因引起的過大的不均勻沉降，將會嚴重影響上部結(jié)構(gòu)的正常使用。因此，采取有效的開挖和支護方案對施工安全有著重大的意義?，F(xiàn)有的軟基開挖支護有采用C20混凝土支擋和打入鋼板樁及其他類型，其中采用C20混凝土支擋的方法進行承臺開挖防護方法復(fù)雜，工作量大，施工選用困難，且有待完善。以此工程中通常采用打入鋼板樁法。這類方法具有施工簡便、安全穩(wěn)定，且造價較低，能夠重復(fù)利用等優(yōu)點，以下是結(jié)合現(xiàn)場情況對如何進行軟弱地基承臺開挖防護施工的一個概述。

二、工程概況

廈深高鐵圭景特大橋里程DK422+390.93～ DK424+560.65，中心里程DK423+475.79，全長2169.72m，包括樁基、承臺、墩臺身和現(xiàn)澆連續(xù)梁、簡支梁。承臺尺寸最大為12.0m*8.1m*2.0m,最小為9.5m*7.5m*2.0m。

該橋巖溶分部廣泛,根據(jù)地質(zhì)勘察，巖溶發(fā)育強度屬中等發(fā)育，主要巖溶形態(tài)為容隙、中小型溶洞及串珠狀溶洞等。巖溶發(fā)育可使周圍作為基礎(chǔ)持力層的巖土體強度及穩(wěn)定性大為降低，引起基礎(chǔ)失效乃至上部結(jié)構(gòu)破壞，土顆粒亦隨地下水搬運而流失，形成土洞，當土洞發(fā)育至一定規(guī)模時，在機械振動和真空吸蝕作用下，容易引發(fā)地面塌陷。場地平原地帶存在的特殊巖土-淤泥及淤泥質(zhì)黏土等軟土，屬軟弱地基土層，其分布范圍廣，厚度大，為沖擊、海積或混合型成因，巖性以淤泥、淤泥質(zhì)黏性土、黏土、粉質(zhì)黏土、粉細砂、中粗砂、卵礫石為主。具有高壓縮性和欠固結(jié)性、低承載力等特點，尤其是31#墩至54#墩地處農(nóng)田之中，淤泥厚度達8～10m，承臺開挖時極易發(fā)生邊坡坍塌等現(xiàn)象。針對這種地質(zhì)構(gòu)造的特殊性，同時考慮到圭景特大橋是全線的控制性工程，時間緊迫，在承臺開挖上必須選取一種可靠的、省時的、經(jīng)濟的方案施工。

三、方案比選

根據(jù)設(shè)計方案，該橋承臺開挖防護采用C20鋼筋混凝土支擋，C20混凝土22810m3，Q235鋼筋410.6t，僅物資耗費就達760萬元。經(jīng)過認真分析地質(zhì)資料，結(jié)合前期樁基施工的實際情況，混凝土支擋方案實施難度非常大，而且耗時費工，每個承臺從大約需要3天時間才能達到開挖條件。另外，廣東地區(qū)雨水較多，圭景特大橋工地原來是海灘，三面環(huán)山，地勢低洼，根據(jù)歷史水文資料反映，該區(qū)域平均降雨量可達到100多毫升，為了防止海水倒灌，雨季時該區(qū)域唯一水閘必須在海水退潮時才開啟，該區(qū)域會形成長時間的內(nèi)澇，這樣將嚴重影響施工進度。從施工方法及施工條件來說，鋼板樁支護施工簡單，可以不受天氣條件的制約，從打鋼板樁開始到承臺開挖2天內(nèi)可以完成，從而能保證工程進度甚至縮短工期。使用鋼板樁的過程中，能簡化檢查材料或系統(tǒng)性能的復(fù)雜程序，并且互換性良好，可以重復(fù)使用，成本較低，施工費用可以控制在300萬元以內(nèi)。從施工計劃和成本方面著手進行對比分析，選擇使用鎖口拉森鋼板樁進行承臺防護是較優(yōu)方案。

四、承臺開挖主要施工方法及要求

（一）施工工序

承臺基坑開挖、防護的主要施工工序為：測量放樣→鋼板樁試拼→鋼板樁插打施工→挖掘機垂直開挖→人工清底、修整→樁頭鑿除→基底找平→墊層及承臺主體結(jié)構(gòu)施工→鋼板樁拔除、清理→路面恢復(fù)。

（二）開挖尺寸

根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，在施工初期基坑開挖平面尺寸按承臺大小每邊加寬0.8m設(shè)計，結(jié)果基坑周圍部分鋼板樁被淤泥擠壓產(chǎn)生變形情況較為嚴重，不能滿足正常施工。最終將基坑開挖平面尺寸按承臺大小每邊加寬1.0m設(shè)計，能夠滿足承臺鋼筋及模板安裝的正常施工。

（三）基坑支護

結(jié)合本橋地質(zhì)情況及施工要求，基坑擬采用鎖口拉森鋼板樁進行防護施工，鋼板樁長度為9m，寬度為0.4m，厚度為0.1m。所有內(nèi)圍檁均采用28b工字鋼制作，節(jié)點采用焊接（施工中嚴格執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范）。為確保整個圍檁的剛度和穩(wěn)定性，對每層中間一道工字鋼上面加焊型鋼并將上下一道工字鋼用18#槽鋼焊接連接。在施工期間安排專人值班以防吊物碰撞?；娱_挖前在承臺頂面對鋼板樁設(shè)置內(nèi)支撐以保證土體穩(wěn)定。

1．鋼板樁的檢驗與矯正。用于基坑支護的鋼板樁，均進行外觀表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端頭矩形比、平直度和鎖口形狀等檢驗、對樁上影響核打設(shè)的焊接件割除（有割孔、斷面缺損應(yīng)補強）。有嚴重銹蝕，量測斷面實際厚度，予以折減。

矯正方法有：

（1）表面缺陷矯正。先清洗缺陷附近表面的銹蝕和油污，然后用焊接修補方法補平，再用砂輪

磨平。

（2）端部矩形比矯正。用氧乙炔切割樁端，使其與軸線保持垂直，然后再用砂輪對切割面進行磨平修復(fù)。當修整量不大時，直接用砂輪進行修理。

（3）樁體撓曲矯正。腹向彎曲矯正，是將鋼板樁彎曲段的兩端固定在支承點上，用設(shè)在龍門式頂梁架上的千斤頂在鋼板樁凸處進行冷彎矯正；側(cè)向彎曲矯正在專門的矯正平臺上，將鋼板樁彎曲段兩端固定在矯正平臺支座上，在鋼板樁彎曲段側(cè)面矯正平臺上間隔一定距離設(shè)置千斤頂，用千斤頂頂壓鋼板樁凸處進行冷彎矯正。

（4）樁體扭曲矯正。視扭曲情況，可采用上一種方法矯正。

（5）樁體截面局部變形矯正。局部變形處用千斤頂頂壓、大錘敲擊與氧乙炔焰熱烘結(jié)合方法進行矯正。

（6）鎖口變形矯正。用標準鋼板樁作為鎖口整形胎具，采用慢速卷揚機牽拉調(diào)整處理或用氧乙炔焰熱烘和大錘敲擊胎具推進方法進行調(diào)直處理。

2．鋼板樁打設(shè)。為保證鋼板樁的打設(shè)精度，我們在施工中采用屏風式打入法。先用吊車將鋼板樁吊至插樁點處進行插樁，插樁時鎖口要對準，每插入一塊即套上樁帽輕輕錘擊。在打樁過程中，為保證垂直度，用兩臺經(jīng)緯儀在兩個方向加以控制。為防止鎖口中心平面位移，在打樁進行方向的鋼板樁鎖口處設(shè)卡板，阻止板樁位移。同時在圍檁上預(yù)先算出每塊板塊的位置，以便隨時檢查校正。

通過檢算和現(xiàn)場實際施工情況，我們將鋼板樁打入深度定為9m，根據(jù)橋位處地質(zhì)勘探資料分析，持力層中無承壓水，各道支撐的受力均能滿足要求。

選用振動沉樁法鋼板樁分三次打入，第一次由9m高打至7m，第二次打至5m，第三次打至設(shè)計標高。打樁時，開始打設(shè)第一、二塊鋼板的打入位置和方向時要確保精度，每打入1m測量一次。

3．振動沉樁施工要點。

（1）振動錘振動頻率大于鋼樁的自振頻率。振樁前，振動錘的樁夾應(yīng)夾緊鋼樁上端，并使振動錘與鋼樁重心在同一直線上。

（2）振動錘夾緊鋼樁吊起，使工字鋼樁垂直就位或鋼板樁鎖口插入相鄰樁鎖口內(nèi)，待樁穩(wěn)定、位置正確并垂直后，再振動下沉。鋼樁每下沉1～2㎜左右，停振檢測樁的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差，及時糾正。

（3）振動沉沒鋼板樁試樁數(shù)量不小于10根。

（4）沉樁中鋼樁下沉速度突然減小，應(yīng)停止沉樁，并鋼樁向上拔起0.6～1.0m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉，采取其他措施。

五、結(jié)語

圭景特大橋軟弱地基層承臺施工，原設(shè)計采用C20混凝土支擋的方法進行承臺開挖防護，后經(jīng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況對原方案進行了優(yōu)化，優(yōu)化后在軟基上開挖承臺防護采取鋼板樁圍護的方式，不僅節(jié)約了工程費用，保證了施工進度，而且成功地解決了因地質(zhì)條件差所帶來的施工困難，在確保安全質(zhì)量的情況下，順利地將全橋65個承臺施工完畢，取得了顯著的

成果。

參考文獻

[1]中國人民共和國鐵路部.鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2000.

[2]人民交通出版社.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，1989.

作者簡介：陳劍（1977-），男，湖南永州人，中鐵二十三局集團第七工程有限公司工程師，研究方向：工程管理。

（責任編輯：趙秀娟）