天津市某公路下穿津秦客专基坑设计

1、天津市某公路下穿津秦客专基坑设计摘要：本文介绍天津市某公路下穿津秦客运专线的基坑设计方案 与工程实践。本工程采用钻孔灌注桩和smW搅拌桩两种支护方案，地下水的控制采用高压旋喷桩止水帷幕进行基坑底面和侧面的同 时封水，以保证津秦客运专线的安全，最大限度地减少了对基坑周 边环境的影响。本文对类似工程有一定的借鉴作用。关键词：下穿津秦客运专线；钻孔灌注桩；smw搅拌转；止水帷 幕abstract: the paper introduces a highway in tianjin under the tianjin qin passenger special line of foundation p

2、it design and engineering practice. this project to adopt the cast-in-place pile and smwmixing pile two supporting scheme, groundwater control using high pressure jet grouting pile waterproof curtain for pit bottom and sides seal water at the sametime, to ensure the safety of the passenger special l

3、ine, tianjin qin, minimizes the influence of foundation pit surrounding environment. in this paper, the similar project is of certain reference.keywords: wear special passenger line under the tianjin qin； bored piles； smw mixing turn； waterproof curtain1 工程概况 近些年，随着我国高速铁路建设的蓬勃发展，很多新建铁路以高 架桥的形式设计，越来越

4、多的公铁立交工程（尤其是城市道路和铁 路的立交工程）以公路下穿铁路的形式通过，这就涉及到很多下穿 道路施工过程中对铁路桥桥墩安全的影响问题。由于天津市局部地质结构较复杂，地下水位较高，一般的支护措 施可能会对津秦客运专线的安全产生较大影响，采用何种支护措施 既安全又经济？本工程采用钻孔灌注桩（smW搅拌桩）加内支撑支 护结构，经实践证明，达到遇期的效果，对以后类似工程有一定的 借鉴作用。本工程分为两部分，机动车道和非机动车道分别以 u 型槽结构从 铁路桥两孔中间下穿通过。 其中机动车道部分， 铁路桥跨径 40.85m， 基坑宽度 15m，u 型槽结构外边缘距离桥梁承台最近距离为 3.39m，

5、基坑深度为6.46m。非机动车道部分，铁路桥跨径 20.7m,基坑宽 度5.2m，u型槽结构外边缘距离桥梁承台最近距离为1.89m,最不利断面处挖深为 3.36m。基坑安全等级为一级，要求最大地面沉降量w 0.1%h（ h为基坑深度，下同），围护结构最大水平位移w 0.14%h,且w 30mm2 工程地质及水文地质概况2.1 工程地质概况天津市属于华北冲击平原，由于受到河道常年淤积冲刷，所以地 质条件较为复杂，地表有较厚的软土层，下面是厚度不一的砂层， 而且地下水埋深较浅，所以深基坑的开挖，尤其是对土体沉降和位 移要求较高的基坑的开挖，必须充分考虑基坑的支护和防水措施，以保证工程安全。本工程范

6、围内地层主要为第四系全新统人工填土层（q4ml）、陆 相沉积层（q4al）沼泽相沉积层（q4h）和海相沉积层（q4m）及 上更新统的陆相沉积层（ q3al ）和海相沉积层（ q3m）。2.2 水文地质概况地下水位埋藏较浅，勘测期间水位埋深1.5m。潜水主要依靠大气 降水入渗和地表水体入渗补给，水位具有明显的丰、枯水期变化， 受季节影响明显。高水位期出现在雨季后期的 9 月份，低水位期出 现在干旱少雨的45月份。潜水位年变化幅度12m地下水对混 凝土结构具结晶类弱腐蚀性。3 基坑设计方案3.1 机动车道基坑设计3.1.1 基坑支护桩设计由于机动车道下穿津秦客运专线处 u 型槽结构外侧距离桥梁承台

7、 只有3.39m,基坑挖深达6.46m,采取的支护措施不仅要保证基坑 稳定，还要考虑支护工程本身和土方开挖时对桥墩的影响，以保证 铁路桥的安全。钻孔灌注桩的施工工艺较成熟,质量能得到保证,施工简便,成 桩快,另外,钻孔灌注桩施工过程中振动小,无挤土效应,能将施 工过程中对铁路桥的影响降到最低,所以,本工程机动车道部分采 取钻孔灌注桩进行支护。具体设计参数为：桩径1.25m,间距1.4m, 桩长如下表：基坑深度（ m） 桩长（ m） 8 207-8 187 163.1.2 基坑止水设计根据勘测资料，本工程地下水埋深越1.5m,基坑开挖时应该采取 止水措施。如果采用降水措施，引起基坑周围地下水位下

8、降，会导 致基坑周围土体沉降，从而威胁铁路桥梁的安全。本工程于基坑侧面采用高压旋喷桩止水帷幕止水，不采用降水措 施，为保证止水效果，于钻孔灌注桩外侧设置双排高压旋喷桩止水 帷幕，桩径0.6m，间距0.4m,咬合0.2m，桩底标高按基坑底面以 下6m控制。于基坑底部满布高压旋喷桩，桩径 0.6m，间距0.4m,咬合0.2m 同时起到封闭地下水以及改善基坑底土层的物理性质的作用,加固 深度为6m基坑底面高压旋喷桩于基坑开挖之前打设，成桩顶面为 基坑底面，原地面与成桩顶面之间采取空打不喷浆的措施，以避免 浪费。3.1.3 基坑内支撑设计 由于基坑深度较大，如果只靠钻孔灌注桩进行支护，基坑开挖过 程中

9、，外侧土体势必产生较大位移。这样，就会对铁路桥承台以及 下部桩基础产生侧向土压力，可能会使桥墩和基础产生位移甚至破 坏。为了减小基坑开挖过程中土体位移对桥墩的影响，在基坑内部 设置两道横向支撑，支撑采用 600钢管。随着基坑的开挖，将钻 孔灌注桩顶部1m范围内凿除，设置1mx 1m钢筋混凝土冠梁，第一 道横撑设置于冠梁上，基坑开挖至 4.0m深时，于钻孔灌注桩内侧 设置腰梁，第二道横撑设置于此腰梁上，两道支撑水平间距均为 3.0m。随着u型槽结构的浇筑，自下而上逐级拆除支撑，以保证工 程安全。3.2 非机动车道基坑设计3.2.1 基坑支护桩设计非机动车道下穿津秦客运专线处 u 型槽结构外侧距离

10、桥梁承台只 有1.89m,基坑挖深为3.36m,没有足够的空间施工钻孔灌注桩加 旋喷桩止水帷幕，这就需要一种工程措施，既能起到可靠的支护作 用,又要有良好的止水性能。考虑到非机动车道基坑宽度和深度都较小，本段基坑采用smw搅拌桩进行支护。smw工法是一种较新的施工工艺，是一种在互相搭接的水泥土桩 墙中插入型钢而形成的复合结构,这种结构充分利用了型钢的强度 和刚度,以及搅拌桩良好的止水性能,同时解决了基坑外侧土体的 侧压力以及止水的问题,无需在外侧打设旋喷桩止水帷幕,具有安 全、高效、经济的特点，也满足了 1.89m空间的要求。smw搅拌桩设计参数：桩径为 0.65m,间距0.45m,咬合0.2

11、m, 内插500X 300 x 11X 18h型钢，桩长均为10m水泥土强度0.8mpa, 搅拌桩渗透系数不大于1X 10-7 cm/s，建议水泥掺量不小于18%3.2.2 基坑止水设计本段基坑两侧采用smw搅拌桩支护，故基坑侧面无需另外设计止 水措施。于基坑底部满布高压旋喷桩，布置形式同机动车道基坑，因为本 段基坑深度较浅，固加固深度为 3m。3.2.3 基坑内支撑设计 本段基坑深度较浅，但是为了减小基坑周围土体的侧向位移，严 格保证铁路桥梁的安全，本段基坑内设置一道横向支撑。将 smw搅 拌桩顶部1m范围凿除，设置钢筋混凝图冠梁，以架设横撑。4 结论本工程大部分已经施工完成，根据详细的设计

12、计算分析，结合施 工过程中得到的数据结果，可以得出以下结论：在较深的基坑中，钻孔灌注桩的支护形式能起到良好的支护效果。在基坑中设置横撑结构，能够有效的减小桩顶的水平位移，保证 基坑周围建筑物的安全。采用外围止水帷幕加基坑底面全断面封水止水措施，可以有效的防止施工过程中的渗水漏水，同时，这种措施对基坑外侧潜水位影响很小，可以良好的控制基坑开挖过程中周围土体的沉降，另外， 基坑底面封水的高压旋喷桩，还可以改善基坑底土层的物理性质， 提高地基承载力，达到了既安全又经济的效果。从施工中的监测数据来看，smw工法用于基坑的支护和止水，能够有效的控制地面和周边建筑物的位移和沉降，型钢的可回收性也在成本核算上相对其他支护形式有着很大的优势。在天津地区复杂 的地质条件下