倒挂井法竖井在桥梁承台深基坑中的应用

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1、倒挂井法在桥梁承台深基坑中的应用崔红军'曾毅2熊旺2（1.北京城建集团冇限公司，北京，100088；2.上海市隧道工程轨道交通设计研究院，上海，200235）摘要倒挂井法施工竖井有技术成熟，工艺灵活，初期投入低效率高等优点，在地下隧道工程中已广泛运用，桥梁承台深基坑施工区域有限，穿越地层土性差、分布复杂，工后围护易拆除等特点，传统基坑围护形式难以满足要求，因此需要制定切实可行的支护方案，本文以轨道交通房山线跨永定河桥梁工程为例，介绍了倒挂井法施工竖井作为桥基础深基坑的方法和效果，供类似工程借鉴。关键词倒挂井法竖

2、井桥梁承台深基坑应用1引言一般高架桥墩柱的承台基坑，在没有地下水的情况下，开挖常采用放坡或土钉锚喷形式;对于基坑深度较深或开挖放坡宽度有限定的情况，常采用桩基围护来进行施工。而针对大江大河由于其泄洪时设计冲刷深度深、过水断面要求高，为保证桥梁结构安全，基础埋设需在泄洪冲刷线以下，因此桥梁基坑开挖较深，同时为保证泄洪时的过水断面，随着冲刷深度加深，基坑围护结构不能阻碍水流通过，围护结构在桥墩结构完工后需拆除。因此在围护形式选择上，如采用放坡或土钉锚喷混凝土支护形式，需要对既有河床进行大面积开挖施工，影响范围大，超

3、出规划所批准的施工区域面积，土方运输量也大，对河道内环境破坏严重；如采用桩基围护，其结构后期不便拆除，因此难以满足泄洪过水断面的要求。本工程在传统工法效果难以满足需要的情况下，设计需突破常规，探索一种新的围护形式以达到，安全可行、技术环保、经济高效的工程建设目的。考虑以上建设难点，本工程采用倒挂井法进行设计，倒挂井法竖井是一种基于新奥隧道施工法（TheNewAustrianTunellingMethod）原理在原位土休中打设注浆导管加固周边土休，铺设格栅钢架并喷射混凝土作为井壁结构从而使整体土工系统的力学性能得

4、以改善从而提高基坑开挖稳定性的支挡技术。由于矿山法初期支护施工技术具有技术成熟、施工机具轻便灵活、工艺简单、对场地周围建筑影响小、适用于狭窄施工场地及投资少等优点，因而受到岩土工程界的广泛重视。但此技术在北京从未在桥梁承台基坑围护中使用。本工程是第一次采用这种形式。此围护形式对开挖穿越各种复杂地层适应性强，竖井断面形式根据需要灵活可变，且围护结构工后拆除方便，取得了较好的效果，特别适用于桥梁承台深基坑施工作为临时围护结构。2工程概况北京轨道交通房山线工程线路全长约24.79km,沿线设车站11座，其屮高架站9座

5、，地下站2座，稻田站〜世界公园站（大葆台站）区间段，为全线最长的一段区间，长约6.4km,跨越氷定河区间长为3.6km。~学•八［Ja.*北京市轨道交通房山线工程线路走向示意图/郭公庄站稻田站长阳槓站Q-—世界公园站~ruwig站o二？菱庄大撕姑/东杨庄姑—■_.A・・图2・1竖井施工区域位置图在河中区段综合考虑永定河中桥墩布置对流水的影响和孔跨布置的经济性，本区间线路平面比较顺直，曲线半径较大，跨越永定河高架段以预应力钢筋混凝土单线简支箱型梁为主,局部采用钢筋混凝土双线箱梁、槽形梁或大跨度连续梁，基础采用钻孔

6、灌注桩及尺寸为7x7x2.5m的承台，为保证泄洪冲刷时结构的安全，要求承台顶面的埋深不小于规划河床底10m（即承台顶面标高为43.8m）,由于现状河床面的标高差异较大，基坑开挖最深达14.004mo需采用倒挂井法施工围护的桥墩位于稻田站〜世界公园站高架区间永定河既有河道区域内，分两段里程范围分布，分别为K18+059.737〜K18+339.737及K19+299.737〜K19+664.737,基坑底面埋深大于10m需围护的承台共计19个，承台平面位置如下图所示。=I”〃叫应「〔叶丫〃r^Xt872Bn後购

7、200&住/并《1憂8258mBl籾开ttW伽图2-2承台第一区段平面布置永定MUM*All*心左线I若线中心线uflftf噩:gm/^MlUOOVn/fJW0Z9"Uvi>图2-3承台第二区段平面布置B1Mf8«13.4O^Ml»<_,存EIJN菸3工程地质条件永定河河道内表层人工堆积层以下为厚度约7〜13m的新近沉积层，其浅部松散的砂土层力学性质较差，与相邻地质单元存在明显差异，其新近沉积层之下为厚度约8〜20m的第四纪沉积的砂卵石层，第四纪沉积层以下为第三纪岩层。人工填土层，土质不均，工程性质差。场区分布

8、的第三纪岩层属软岩〜极软岩，其成岩时间短、胶结较差。根据取样的室内力学试验和水理性状测试结果，均表明第三系岩样单轴抗压强度相对较低，为弱胶结软岩，干岩块浸水后快速完全崩解，但结合本工程实际工况和设计条件分析，地层还是适应倒挂井壁竖井围护施工。主耍应考虑，施工前做好土层注浆加固，在施工过程中，保证超前小导管注浆质量，并减少对地层原状结构的扰动，在开挖面形成后应及时支护并浇筑结构，以保持地