河口黃河特大橋5#墩基礎施工

1、河口黃河特大橋5#墩基礎施工 王雙合 蘇宗華河口黃河特大橋5#墩基礎施工王雙合 蘇宗華 摘要：關鍵詞：一、工程概況河口黃河特大橋5#墩位于既有鐵路蘭青線右側路堤邊坡上，基礎設計為挖井基礎，挖井基礎直徑7.2m，實際挖深從邊坡上的中心點到設計基底為7.4m，最高點到設計基底9.7m，見下圖，設計時考慮采用鋼筋混凝土套箱防護施工。由于施工時開挖深度較大，以及既有線行車產生的附加荷載（動載+靜載），這樣土壓力將加大，同時該挖井基礎位于既有線邊坡上，對既有線的運營安全影響很大，施工難度主要是保證既有線行車安全的前提下完成該挖井基礎施工。二、受力分析該挖井護壁按常規(guī)考慮，周圍有土的作用，以及行車荷載的影

2、響（行車荷載折算成換算土柱），護壁混凝土將受到土壓力的作用，必須要滿足強度與剛度的要求。該挖井位于邊坡上，護壁上下側（按平行于既有線的基礎中心線劃分）受到的土壓力不平衡，因此，在開挖過程中，護壁整體將受到偏心壓力，即邊坡上面一側的土壓力不平壓力不平衡，因此，在開挖過程中，護壁整體將受到偏心壓力，即邊坡上面一側的土壓力大于邊坡下側土壓力，這樣該護壁將有整體位移、滑動、傾覆的趨勢。 護壁施工時由于分層施工，上下層護壁之間有土壓力差，將產生剪力。 一、 施工方案擬定受力雖然清楚了，但具體施工方案仍需結合現(xiàn)場實際及可操作性來考慮。有人提出水平分塊間斷施工護壁，最后合龍的方案，有人提出斜向支擋全開挖、護

3、壁采用直段板塊，邊開挖邊下沉護壁塊的方案，也有人提出沉箱方案。經詳細分析計算，這些方案有一個共同點，就是操作困難，輔助工程量大，如分段護壁最終合龍的方案，需要人工下去掏挖約6m，（到坡腳地面以下1.5m），開挖面不宜小于70cm,否則人下不去，還需許多擋板，護壁砼數(shù)量將超設計太多；而采用直板法，將需先掏挖23個支撐柱，深約6m，且由于跨度太大，直擋板的板厚及配筋率就會太大；而沉箱方案須先填土約300m3，并需夯實，否則下沉時會偏，且難以下沉到位。綜合以上方案的長處，結合6#、7#墩挖井基礎開挖情況及地質情況，我們考慮采用與6#、7#墩平地護壁相似的斜向分層護壁法，即在地面采用一圈1m深左右的整

4、體斜向護壁，再分次補平護壁底部，然后采用普通平地護壁的施工方法進行。四、方案細化設計本方法的基本思路是：1、 由于土質相似時，相同高度的土壓力應該是相同的。這樣就可以采用與6#、7#墩挖井護壁相同的厚度即30cm，實際設計時采用下30cm，上40cm的倒梯形斷面，便于澆注護壁混凝土。2、 利用環(huán)形結構承受均勻徑向力時，只受環(huán)向壓力的理論。這樣結構的受力狀態(tài)較好，受力明確，可充分將用砼受壓強度高的特點，并有采用環(huán)形護壁形式的可能，雖然本護壁的徑向力最終不是很均勻。3、 為抵抗水平向受力，在兩層護壁間設接縫鋼筋（雙層），施工時可直接插入土中，開挖下一層護壁時挖出連接即可，操作也方便可行，此鋼筋也同

5、時加強護壁的豎向整體剛度，抵抗不均勻的土壓力的影響。4、 為抵抗水平推力，避免產生位移，采用上、下側護壁不同厚的平面護壁型式，即上側護壁采用35cm（均厚），下側采用60cm（均厚），這樣下側護壁與土的接觸面積將與上側護壁與土的接觸面積基本持平，同時重力也基本相同，必將產生整體重心向上側偏移，增加穩(wěn)定力矩，防止產生位移、滑動和傾覆。5、 在開挖過程中，將挖出的土方堆于下側護壁邊并填高。這樣將產生更多的抵抗力矩，防止上側護壁的位移。按此思路考慮的方案圖如下：施工步驟如下： 1、在蘭青鐵路邊坡上設置沉降位移觀測樁，以便在施工過程中隨時觀測邊坡沉降、位移情況；在護壁頂以上1m開挖0.3m深截水溝，用

6、砂漿抹面。2、開挖塊的土方，開挖時要抽槽法開挖，槽寬1m，不得全斷面開挖。3、安裝塊的鋼筋及塊得預埋鋼筋。4、立塊模板，澆注塊混凝土。5、開挖塊土方，安裝塊鋼筋，立塊模板，澆注塊混凝土。6、按與塊相同的方法，依次施工塊。7、按平地施工挖井的方法施工塊，高度為0.51m。8、澆注挖井混凝土，達到一定強度后立模板澆注墩身混凝土。9、在護壁內分層回填土夯實；將坡面上截水溝填平，坡面植草。配筋圖如下：五、 實際施工從10月8日開挖到11月24日結束，歷時47天，工期之長與設計之初“快速施工”的想法是有很大出入的，主要外界因素影響所致，與方案無直接關系。按照預定方案，第一次開挖采用抽槽法施工，上側護壁深

7、約0.8m，由于坡腳部分土質含水量太大，無法開挖太深，實際開挖深度為0.5m，故在下側護壁的根部設有4級臺階。按照設計，將豎向鋼筋全部插入下層護壁所在的土中，水平向設有10雙層水平環(huán)向鋼筋共6根，在每個臺階處埋設4根水平鋼筋，用于下次補平護壁時使用。僅一天時間就開挖完，并澆注第一次護壁砼。第二次到第四次開挖時，按照方案只開挖上側護壁土方，采取全斷面開挖的方法。每次與第一次護壁澆注時預留的臺階相接，開挖約0.8m，內側直接利用土模，外側用土袋作模板。豎向鋼筋下端仍插到土中，預留與下次護壁相接，上端與上次護壁預留豎向鋼筋相接。水平向采用4根10鋼筋，并與臺階處的預留水平筋相接。鋼筋綁扎完后，及時澆

8、注了護壁砼。第五次采用澆注整圈護壁的方法補平護壁下口。采用全斷面開挖的方法開挖，并按設計布置鋼筋。但在施工過程中，由于推力過大，而下側護壁上填土還不高，土質含水量大，被動土壓力較小，產生上層護壁下滑的現(xiàn)象，造成護壁上端與邊坡連接處出現(xiàn)裂隙。技術部門要求作業(yè)隊加快本層護壁的施工，并采用快硬砼澆注了護壁，裂隙也進行了填充，消除了事故隱患，經觀測，既有線軌面未現(xiàn)下沉。至此，斜向護壁基本上按設計方案施工到位，以下護壁可按照普通護壁施工，按設計采用單層鋼筋，護壁的分層高度0.51m ,視實際開挖情況確定。第六層護壁基本按預定方案進行了，開挖高度為1m。但是在第七層護壁穿過卵石層時，透水現(xiàn)象嚴重。雖多次與

9、作業(yè)隊交涉要求每0.5m高澆注一層護壁，可分段澆注。但由于更換了另一作業(yè)隊，素質較低，不聽指導，仍開挖了1m多高，直到泥巖面時才護壁。在卵石層與離巖接觸面這一層即第八層施工時，作業(yè)隊仍未按技術部門要求的0.5m高澆注一層護壁的方法進行施工，仍然開挖了1m。這樣由于卵石層與泥巖接觸面的軟弱，造成嚴重透水，致使沿蘭青鐵路前后方向出現(xiàn)小面積坍塌，卵石土隨水沖進坑內，造成坡腳出現(xiàn)23m3的空洞，出現(xiàn)重大險情，危及既有線安全。經報請局指，我工區(qū)隨即組織人員連夜采取分段護壁逐步封閉，并預留了幾個泄水管，終于將洞口堵住，險情基本解除。在以后的護壁施工中，由于下側土方堆填高度加高，而且穿過強度較弱的泥巖表面，進入較穩(wěn)定的泥巖層，上下側護壁高差也已縮小至2.7m，護壁基本穩(wěn)定了，所以施工未出現(xiàn)問題，直到完成護壁到設計基底標高，隨即澆注了挖井混凝土。六、結語在5#墩挖井基礎的施工中，根據施工方案的實施情況來看，施工方案是很成功的：按該方案施工，護壁混凝土量與設計方量基本持平，鋼筋用量少于設計數(shù)量，如果不是外界因素的影響，工期也將是比較短的。在斜向護壁的補平施工時僅5次就完成，比設計的7次有所簡化。雖然在施工過程中出現(xiàn)了大的險情，但其主要原因在于作業(yè)隊素質不高，未按要求操作所至，從