探究临近既有线深基坑防护的施工工艺

探究临近既有线深基坑防护的施工工艺

杨杰

中铁三局集团第二工程有限公司河北石家庄050000

摘要：伴随着现代化建设的不断发展，我国出现了大量的深基坑工程。基于此，本文以公铁立交深基坑工程为背景，系统阐述了临近既有线深基坑防护的施工工艺，包括施工办法、施工顺序以及施工过程，并对施工过程中的钻孔桩及冠梁施工、内支撑施工、基坑开挖、降水井施工以及土钉喷锚挂网施工等重要施工环节做了详细分析。

关键词：临近既有线；深基坑防护；施工工艺

前言：临近既有线施工属于营业线施工安全管理的范畴，主要是指新建铁路工程、既有线改造工程及地方工程在进行与既有线平行、交叉、接入工作的过程中，需要在铁路路堤坡脚、路堑坡顶、设备或设施外缘等地方向外延伸30米，保证既有线安全和施工的正常进行。基坑防护就是为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。

1.临近既有线深基坑防护的施工方法

对公铁立交深基坑工程来说，其基坑防护总面积约为3145m2，防护周长大约为300m，依据基坑防护总体布置原则，基坑降水环节通过设置疏干井进行降水，基坑防护采用钻孔桩与冠梁结合方式对其内支撑进行支护，主要分为两种支撑方法，第一组为混凝土支撑，主要运用在公路中小型基坑的防护工作中，第二组为钢管支撑，通常情况下在进行大型桥承台基坑进行防护时，采取该种方法。

2.临近既有线深基坑防护的施工顺序

临近既有线深基坑防护施工顺序分为以下十个步骤，第一步，对路面上的深基坑进行围挡，按照施工要求开始对基坑的放坡进行挖掘，直至挖掘出的混凝土满足规定的强度时，对疏干井进行有效布置。第二步，在第一步的基础上深挖0.5m，在此架设第一组混凝土支撑，同时，为了使基坑底部设计标升高，再施工桩间喷射混凝土。第三步，在第一组混凝土支撑下0.5m处，架设第二组钢管支撑，然后继续深挖至基坑底部。第四步，将基坑底部的疏干井进行封堵，对底部的混凝土进行垫层和防水，并浇筑桥基承台。第五步，当基坑底部的混凝土强度满足设计强度后，将钢管支撑拆除。第六步，采用分段回填的方式，在U型槽底填入混凝土，并压实。第七步，对框构桥底板、U型槽底板以及基坑的部分边墙进行施工。第八步，当混凝土达到设计强度后，采用分段回填的方式，在第一组混凝土支撑下0.5m的位置处继续填入混凝土，并压实。第九步，当混凝土达到设计强度的90%后，分段拆除第一组混凝土支撑，继续对基坑顶部结构进行施工。第十步，采用分段回填的方式，在顶板上覆盖土，使其高度在第一组混凝土支撑下0.5m处，分段拆除第一组混凝土支撑以及底板上部的格构柱、无用桩和冠梁，并继续覆盖土，使其达到地面标高处，当结构施工全部完毕后，路面的结构就能恢复[1]。

3.临近既有线深基坑防护的具体施工过程

3.1钻孔桩以及冠梁施工

钻孔桩采用的混凝土型号为C35，钻孔灌注桩之间采用双向的C20钢筋网喷混凝土，冠梁采用混凝土型号与钻孔桩相同，都是C35，挂墙采用混凝土的型号为C30。为了保证相关线路的安全，在临近既有线的一侧采取回旋钻机进行作业，其它地方采取旋挖钻机进行作业，施工过程中所需的钻孔桩长度分别为24m、26m、25m，对应的冠梁尺寸均为1.2m*1.7m。

3.2内支撑施工

内支撑第一组为混凝土支撑，截面为1000mmX1200mm，斜支撑的截面为1000mmX1000mm。第二组钢管支撑采用c609,t=16mm的钢管。钢格构柱的基础是用16根c1.5m的钻孔灌注桩连续搭建而成，并利用循环钻孔机进行钻孔。钢格构柱需要插入灌注桩内3米，在三米处将其焊接在一起，并竖直吊放。在混凝土支撑与钢格构柱相连接的位置提前埋入钢板，并将其与格构柱充分焊接，与钻孔桩支撑点的连接采用双热轧45C进行连接，钢管内的所有结构必须充分焊接，焊缝厚度依据设计图纸进行施工，未注明的焊缝厚度均为12cm。

3.3基坑开挖

当降水井将基坑内部的水位降低至涵洞地面以下0.5m-1.0m之后，基坑才能开始进行深挖作业，基坑深挖作业一共分为三次挖掘，第一次挖掘的高度为第一组混凝土支撑设计标高0.5m以下，当第一组混凝土支撑达到设计强度之后，继续进行第二次挖掘，在第二组钢板内支撑设计标高下0.5m处停止挖掘，当第二组内置施工完成之后以及混凝土达到设计强度之后，进行第三次挖掘工作，直至与基坑的设计地标平行，停止挖掘。在进行基坑深挖过程中，所产生的土方必须及时运出基坑外，必要的余土在基坑深挖2m之外的位置存放，其作用分为两方面，一方面是防止基坑边缘的土壤坍塌，造成不必要的损失。另一方面是保证基坑深挖工作的有序进行，如果产生的土方没有及时运出基坑外，会对工作人员进行下一步工作产生障碍，无法保证工作的高效性。另外，在基坑边缘1.5m以外的四周区域搭设防护围栏，围栏高度不得小于1.3m，并张贴安装警告和防护标志，夜间要有红灯提示，以确保周围行人的安全，基坑四周1m以外要挖出一条30cm*30mm的截水沟，并在基坑最低点设置集水坑设施，可以将基坑内的水及时排出，有效防止基坑内存水，或者采用污水泵及时将基坑内的积水抽出，并排入就近的排水设施中[2]。

3.4降水井施工

基坑内需要设置38座直径为60cm的降水井，每座降水井之间的距离为8m，降水井的深度要到达涵洞底面下方0.5m-1.0m处，在基坑的外围设置水位观测仪，工作人员每天需要测量水位的变化，并对观测数据进行记录，为基坑的深挖工作提供相应的数据。基坑两侧还需布置沉降观测点，实时监控降水对周边土壤沉降的影响速度，周围土壤的总沉降量必须控制在10mm之内。降水井的安装方法如下，第一步，运用回转钻孔机进行钻孔。第二步，在孔的位置安装直径为60mm的水泥砾石滤水管，在井口下端4m处的滤水管外包入2层无纺纱布。第三步，降水井管安装完毕后，在井管与孔壁之间放入直径30mm-70mm的米石砂滤料。第四步，降水井搭建完成后，要对其进行彻底的清洗，并在井内放入潜水泵进行抽水，抽出的水汇集至地面上的水池后，铺设地面水管，利用集中泵将其排至临近既有线路两侧的排水沟内。

降水井进行抽水工作时，井内的水位会逐渐呈现下降趋势，一段时间后，井点周围就会形成类似漏斗状的弯曲水面，称之为“降水漏斗”，之后将逐渐趋于稳定状态。

3.5土钉喷锚挂网施工

土钉喷锚挂网工作分为两个具体环节，第一个环节是在冠梁顶放坡处运用空压机或者人工锤击的方式将锚杆锚入砂石层1.5m深度的位置，锚杆必须采用直径为20mm的钢筋锚杆，锚杆水平方向间距为1.5m，锚杆排列形状为梅花形，在施工过程中普遍采用螺旋钻孔的钻孔施工法。第二个环节施工过程中采用风动锚杆钻机进行钻孔，钻至符合规定的深度之后，采用高压风进行吹孔工作，同时，运用牛角泵向孔内灌入M15水泥砂浆，并打入锚杆，孔口不满的部分及时采用泵进行补灌，直至水泥砂浆均匀填满孔口，最后将孔口抹平。

总结：通过对临近既有线深基坑防护施工工艺的运用，有效保障了公铁道路上既有线行车的安全。在基坑工程完成之后，对基坑边缘进行了几何测定，地表沉降水位、基坑地下水位、钻孔桩具体位置以及基坑分层沉降状况以及相关数据均处于正常的设计标准之内，并且基坑四周环境以及既有线路均未受到影响。

参考文献：

[1]闫雪.临近既有线深基坑防护施工工艺探讨[J].山东工业技术,2016,07:84-85.

[2]刘持明.临近既有线地铁工程施工关键技术及变形控制研究[D].石家庄铁道大学,2016.

作者简介：

杨杰，男，山西临汾人，职称：工程师，研究方向：交通工程