临近既有桥的地铁高架基础基坑围护设计及施工

王延安

摘 要：文章介绍地铁结构临近既有桥梁基础的一种特殊防护措施，主要分析了地铁桥桩基础紧邻既有桥桩基础的施工特点、难点，并在此基础上介绍了深基坑防护及监测关键技术。

关键词：既有桥基础间新建桥梁基础施工；难点；深基坑；既有桥防护

中图分类号：TU470.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0171-02

1 工程概况

1.1 拟建浐河大桥工程位置

浐河大桥位于东二环延伸段广安路跨浐河段，为（55+88+55）m连续刚构桥梁，自018#～021#墩跨越浐河西路、浐河和浐河东路，从现有的两座浐河公路主桥与北侧辅桥之间7.8 m左右的空间通过，大桥轴线与河道主流夹角约60 ？觷，较既有新浐桥高约12 m。主桥的19#墩主承台位于浐河西路的东侧、河道砌石护坡及河床内，距浐河西路最小距离约2 m；20#墩承台位于浐河河道砌石护坡及河床内，距浐河东路主道西侧最小距离约2 m。现以浐河大桥19#墩基础施工防护进行详细说明，既有新浐桥与新建浐河大桥19#基础位置关系，具体如图1所示。

1.2 河中19#主墩基础设计简述

19#主墩下设6根Ф180 cm、长85 m钻孔桩，承台尺寸：13.0 m×8.4 m×4 m。承台底标高378.055 m，地面标高389.488 m，基坑深度11.4 m。

1.3 主墩处工程地质

主墩位于浐河主河槽和河道护坡内。工程地质：人工填土-沙类土、碎石土、第四系全新统早期冲积的粉质粘土、粉土；素填土主要分布于河道两岸大堤，以中粗砂、卵石、粘性土为主，厚度不等；河道表层以下主要分布为粉土、中、粗砂层、圆砾层、粉质黏土层及砂砾层。

2 既有桥基础间新建桥梁基础、深基坑的施工难点

及应对措施

2.1 施工难点

①既有桥两桥之间空间狭小，钻孔桩桩径大、桩基超长，施工难度大；②承台位于河道内，埋深较深；地质不均，含较大块卵石，地质透水性较强；如何确保承台基坑围护结构的稳定和防水功能，是本工程施工难点；③在基坑的支护和防水体系施工时，减少对既有桥基础影响范围内的土体扰动，也是本工程施工的关键点。

2.2 应对措施

①克服周边环境、地质影响，合理选择主墩钻孔机械设备，合理钻孔工艺质量控制，防止钻孔过程中坍孔，确保超深孔桩基顺利实施；②基坑开挖时，对称开挖，随挖随撑，及时封底，封底混凝土达到设计70%强度时，方可拆除第三道支撑；以控制基坑变形及稳定，减少因基坑开挖对既有桥的安全影响。

3 主墩深基坑围护、止水帷幕的结构设计

主墩承台桩围护结构外侧平面尺寸为15.2 m×10.60 m，主墩承台围护结构形式为Ф100 cm钻孔灌注桩+三道内支撑，主墩承台桩围护钻孔灌注桩排桩距离现有公路承台最小距离为90 cm，19#墩承台围护桩桩长18 m。围护桩内侧喷射10 cm厚C20喷射混凝土，钻孔灌注桩桩间及周边采用旋喷桩咬合进行地基加固、止水，旋喷桩直径为60 cm，孔距45 cm，长度同围护桩桩长。基坑基底设1.5 m厚的C25混凝土封底。

4 主墩深基坑围护、止水帷幕结构的施工技术

4.1 桥梁基础施工流程

桩基施工作业平台填筑→桩基施工→承台围护结构（排桩+咬合旋喷桩）→承台基坑开挖支护施工→承台及上部结构施工。

4.2 主墩桩基施工

桥墩均采用桩基础，根据地质情况，钻孔桩采用GW-25型气举反循环钻机钻孔施工。桩基采取跳孔施工，控制好泥浆护壁质量和孔内水头，防止因坍孔影响既有桥桩基周边土体稳定，施工过程中采用滤砂机将泥浆过滤后循环利用。

4.3 主墩围护桩施工

既有桥下净空高度仅5 m，承台基坑围护φ100 cm排桩选用作业高度4.5 m的反循环钻机成孔，现场可根据排桩的具体设计情况采用“跳打法”合理安排施工顺序。钢筋笼分节加工，机械连接接高下沉的方式进行施工。

4.4 主墩围护咬合旋喷桩施工

①旋喷桩施工；②技术措施。

5 主墩深基坑开挖、支护的施工技术

旋喷桩止水、加固地层施工完并达到龄期后，再进行承台基坑开挖。承台基坑深度11.4 m，分三层开挖与支撑，采用长臂挖掘机及小型挖掘机配合开挖，基底剩余30 cm采用人工开挖找平，各层土方开挖后及时架设钢支撑，做到随挖随撑；每层开挖至钢支撑底以下0.8 m，即进行钢支撑安装。围护桩内壁采用挂网喷射混凝土；开挖至基底后，及时浇筑封底混凝土，确保基底稳定。基底封底时，要根据基坑内渗水情况，采取干式封底。干式封底要预留坑底抽水井抽水，待封底混凝土强度达到要求后，再封闭抽水井。待封底混凝土达到设计强度70%后，拆除第三道支撑，开始承台主体施工，第二道支撑待主墩承台强度达到设计强度后予以拆除。

6 基础深基坑、桥梁防护监测

6.1 监测项目及指标

6.1.1 既有桥梁墩身沉降监测

对既有连续梁施工期间的沉降观测量按照累计总沉降量10 mm控制，沉降差5 mm；预警值按照应急值的80%进行控制。

6.1.2 道路沉降监测

对既有道路布设沉降观测点进行监控，道路沉降量按0.1%的基坑深度和计算值间取小值进行控制，沉降观测量按11 mm控制；报警值按照应急值的80%进行控制。

6.1.3 基坑监测项目

根据周边环境综合分析，本基坑类别一级级基坑进行监测设计。①围护桩顶水平位移：按0.1%的基坑深度进行控制，沉降观测量应急值按12 mm控制，达到该数值的80%采取应急措施。②桩体变形：按0.1%的基坑深度和计算值间最小值7.6 mm作为应急值进行控制，报警值按照控制数值的80%进行控制。③支撑轴力：预警值按照设计轴力的80%进行控制。

6.2 监测过程及结论

根据结构施工顺序对就有桥梁、道路的影响，本次监测分四个阶段，即分别在主墩桩基施工、围护桩（含旋喷桩）、基坑开挖支护及主墩基础施工过程中，对既有桥、道路进行沉降和不均匀沉降观测。在通过合理控制主墩桩基施工工艺，严格执行围护桩、旋喷桩跳孔施工，合理进行基坑开挖支撑施工，和及时完成承台施工的时间控制；在施工过程中，既有桥梁纵向相邻墩累计沉降5 mm、不均匀沉降累计2.6 mm；确保了既有桥梁的安全运行和基坑施工安全。

7 结 语

本文在介绍地铁结构基础紧邻跨河既有桥基础施工时，根据地铁基础埋深与既有桥桩基位置关系等，可采取围护桩外加旋喷桩防水的方式，进行深基坑支护、防水设计及施工。通过合理施工工艺措施及监控量测技术，以指导超深桩基及深基坑施工，确保既有桥的运营安全。

参考文献：

[1] 贺先德.临近地铁的深基坑围护结构换撑技术研究[J].建筑施工，2014，（3）.