改建铁路顶进框架涵后背墙挖孔桩的设计与制作

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摘 要：本文结合工程实例，重点介绍了顶进框架涵施工中后背墙设计中挖孔桩作为顶进涵后背的位置、桩长、桩径的设计、制作以及施工步序等技术问题。

关键词：分配梁后背墙挖孔桩 设计 制作

中图分类号：S611文献标识码： A

1.1 工程概况

改建铁路集宁至通辽段扩能改造工程JTZQ-02标位于赤峰市巴林左旗境内,起点桩号K660+000，线路自查干哈达经乌力吉尔、达日其嘎和改建林东站相接，终点桩号K692+200，路线全长32.2km，管段内顶进框架涵1 座，DK689+692.5 跨度为1-5m 顶进框架涵，其结构形式为钢筋砼框架，与既有铁路方向交角为90 度，顶板厚度0.45m,底板厚度0.5m,墙身厚度0.5m,净高5.05m.涵距轨底高度为0.7m。该框架涵下穿集通线，既有集通线为普通铁路，每日通过客货列车48辆。顶进涵后背墙挖孔桩2014年7月15日开始实施，于2014年7月24日完成。

1.2 地形地貌

沿线地形为侵蚀堆积丘陵区，基底属大兴安岭余脉，丘顶呈浑圆状，有丘间谷地、风积沙丘和河谷阶地，地形波状起伏，地表大部分被第四系覆盖，局部基岩出露，绝对高程在一般450～800m之间。

1.3 工程地质

序号 层深（m） 工程地质情况说明 基本承载力（kpa)

1 2.5 中砂：褐色、松散、稍湿 150

2 4.1 细砂：黄褐色，松散、稍湿、局部夹粉土 100

3 7.6 中砂：黄褐色、松散、稍湿、局部含少量砾砂 330

4 10 细砂：黄褐色，稍密、稍湿、含少量黏性土，8-8.3m夹薄层粉土 230

1.4 水文地质

沿线经过处地表水不发育，地下水一般地段埋深9～20m。基岩裂隙潜水水量贫乏，水位埋深大于50m，主要靠大气降水补给，以地下迳流形式排泄，水位随地形变化高低起伏，水量因含水层性质及其裂隙发育程度而变化。

2. 施工步序

顶进涵挖孔桩后背是整个顶进涵顶进的关键位置，是顶进涵的重要顶进支撑结构物。它对顶进具有非常重要的作用。

分配梁与顶进涵底部滑板基础同步浇筑后背墙挖孔桩放样挖孔钢筋笼制作成孔验收吊装钢筋笼浇筑后背墙挖孔桩C30混凝土。

3 后背墙挖孔桩设计

3.1 原后背墙形式

后背墙采用M10浆砌片石，长度为6m,宽度为7m,分配梁顶面以上高度为4.1m，分配梁顶面以下高度为2.9m。

浆砌片石后背墙立面布置图

3.2顶进涵后背墙结构形式调整

顶进涵后背墙调整为采用混凝土分配梁与挖孔桩结合的形式。

3.3后背墙挖孔桩整体结构布置及简算过程

分配梁采用C30混凝土，高1.5m,宽1m,长度7m,露出滑板顶0.75m，其后挖孔桩作后背，桩基采用C30混凝土浇筑，长度8m,桩径1.25m，共布置4根，桩顶与分配混凝土梁顶齐平，最外侧桩边缘与滑板边缘平行，即两外侧桩中心距为5.75m,中间两根桩按等间距布置，桩后土体按1:1比例放坡。

附图

挖孔桩后背平面布置图

挖孔桩后背立面布置图

3.4、入仓方式

砼罐车运输，泵送浇筑混凝土。

3.5、人、机、料安排

挖孔人员5人，灌注人员2人，振捣2人，共计16人。投入设备见下表。

顶进框架涵后背墙挖孔桩施工设备一览表

名称 型号 产地 数量 备注

插入式振捣棒 2.5kw 2台

吹风机 2台

洋镐 4把

铁锹 4把

人工卷扬机 4台

发电机 15kw 中国 1台

吊车 16t 中国 1台

砼拌合站 HZS90 中国 1座

砼罐车 8m3 中国 2台

严格按照设计图纸要求和规范规定预先备料，确保砂、石、水泥、钢筋储量足够，当系统电力障碍时，以备用发电机提供电力。

4.几点体会

(1)采用M10浆砌片石作为顶进涵后背，经现场实测，后背土体高度不够，需回填土后，才能施工，从而土体抗推力较差，施工质量难以保证，优化为挖孔桩作为后背，施工质量能得到有效保障。

(2)采用挖孔桩作后背，减少对顶进涵工作坑的开挖量，少扰动基坑土体。且施工过程中正值雨季，可以有效减少施工安全隐患。

(3)采用挖孔桩作后背，顶进涵涵身预制与后背墙可以同时施工，工序互不干扰，可以有效的节约工期，加快施工进度。

(4)采用挖孔桩作后背，可更有效的加大了顶进后背墙的刚度和强度，顶进施工安全更加有保障。

(5)挖孔桩作为顶进涵后背，有效的减少了对既有集通线的路基本体干扰，减少了开挖量，降低了施工生产费用。