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1、京津城际轨道交通试验段工程上跨京蓟铁路桥基础施工及防护方案一、编制依据：1.京津城际轨道交通工程试验段设计文件及施工图纸.2.铁道部铁路营业线施工安全管理补充规定（铁办200561号文）。 3.铁道部铁路营业线施工安全管理规定（铁办200429号文）.二、工程概况京津城际轨道交通试验段工程起讫里程DK84+000DK94+000,线路自新建武清站东端(DK84+000）起，布设在G103、G104国道的联络线和既有京山铁路之间，沿既有京山线向前，跨越北运河，经既有杨村站后,跨机场专用线，穿过武清水泥厂跨京津公路，其中在武清农场附近(京津城际轨道交通试验段里程为DK91+095）跨越津蓟铁路（里
2、程为DK5+350），至试验段的终点DK94+000，线路全长为10。0km。津蓟铁路与京津客运专线平面位置见T11。(设计图平面、纵断面见附件1、2）.T11平面示意图三、影响津蓟铁路范围京津城际轨道交通试验段工程在DK91+095附近与津蓟铁路DK5+350位置交叉,其中212号墩中心里程为DK91+077.94，213号墩中心里程为DK91+110.7钻孔桩与承台施工时对既有津蓟铁路路基的稳定有一定影响，墩身外侧距京蓟铁路中心距离为212号墩15。53米，213号墩为14.17米,满足安全要求,施工不受影响。212、213号墩影响津蓟铁路范围详见T-12、T-13、T1-4图：T12 2
3、12号墩对京蓟铁路影响范围示意图T1-3 213号墩对京蓟铁路影响范围示意图T-14 212、213号墩与京蓟铁路立面示意图四、施工加固方案1、加固方案既有津蓟铁路为单线铁路,客货两用.工程所在处的路基土质为砂粘土，填土容重为18.5kN/m3(1。85g/cm3),路基边坡为1:1。5，路基高度为2。932m。新建京津客运专线桥梁的承台长度为11m，宽度为8m，厚度为3.5m。承台顶面距路基底部212号墩0。033m；213号墩1.08 m.采用钢筋混凝土挖孔桩进行防护，在进行路基防护前必须作好安全防护的准备工作，对施工人员进行安全教育，备一些工字钢以备急用。挖孔桩具体作法是用洛阳铲及钢筋混
4、凝土圆管成孔，孔深挖至设计高度后,内置钢筋笼，然后灌注C20混凝土至超出路基填土顶面0.5m.2、理论检算对于此种防护方式可按挡墙和防滑桩进行设计计算，关键是求出作用在支挡结构上的土压力的大小和方向。设计思路是首先按挡土墙考虑,而后换算成等强度的挖孔桩，按构造要求布置桩位,如直接按防滑桩计算更合理些，但需要采用编程计算,稍麻烦些，在保证边坡安全的前提下，采用本方法也是可行的.支挡结构承受的土压力为被动土压力，采用库仑理论计算列车和轨道荷载及路基土对防护桩的压力，求其大小、方向及作用点,算出土压力对桩的弯矩，然后采用平衡设计理论确定桩的断面尺寸并布置钢筋。通过理论检算，验证方案的可行性，为方案的
5、实施提供可靠的理论依据，从而指导施工顺利进行。2.1土压力计算桩是垂直的,其倾角=0;土的内摩擦角=35;ctg=1.428；考虑采用混凝土桩，取桩背摩擦角=1/3=1/335=11.67；（为主动土压力Ea与桩的法线之夹角）令=+ =35+11.67=46.67，tg=1.06土层为砂粘土，其土容重=18.5KN/m3。考虑津蓟铁路其标准低于级重型铁路，为安全起见按级重型铁路考虑，由铁路路基设计规范（TB1000199）附录A查得，级重型铁路的列车和轨道荷载换算土柱高度ha=3。2m，分布宽度la=5m。道碴肩宽30cm，道床高度50cm，道床坡度1：1.75。由铁路路基设计规范(TB100
6、0199）附录A注意事项第3条得知:活载分布于路基面上的宽度，自轨枕底两端向下按45扩散角计算。这里取K=1.2m；a=1。5m;b=2。25m, 考虑承台的深度为3.5m,防护位于路基半坡，则取H=6m。设破裂面交于荷载分布范围内 ，受力分析如T-41图所示，用库仑主动土压力公式计算如下：T-4-1图受力分析图取tg=0。53，所以=28(为破裂面与铅垂线的夹角，即破裂角）0.536=3.180.675+3.5=4.175 与假设相符，所以2。2用平衡设计理论确定桩的断面尺寸并布置钢筋假设填土宽度为1m，取桩宽1m，其弯矩M=127.1312。29=291。13KNm混凝土标号为C20，w=
7、7MPa，n=15，n为钢筋的弹性模量与混凝土的变形模量之比值，钢筋为A3钢,g=130MPa(1)计算受压区的相对高度aa=nw/nw+g=157（157130)=0。447(2）确定桩的断面尺寸bh02=2M/a（1a/3)w=2291。13106/(0.4470.8517）=218.67106mm3因假设桩宽b=1m，则h0=218.67106/1000=468mm桩的厚度h采用750mm,由于桩设计为单排钢筋,a为混凝土净保护层加钢筋半径，估计a=50mm，则h0=ha=700mm，取h0=700mm（3）确定钢筋的面积Ag=M/g(1a/3）h0=291.13106/130（10.4
8、47 /3)700 =3759mm2选用16的圆钢，其截面积s=201mm2，设选用钢筋根数nn=Ag/s=3759/201=18。7取n=20，则Ag供=20201=4020mm23759mm2(4）验算应力选用2016,Ag供=20201=4020mm2= Ag供/bh0=4020/（1000700)=0.00574，n=150。01429=0.0861=(n)2+2nn=0.3379g=M/Ag供(1/3）h0=291。13106/4020（10.3379/3)700=116.6pag=130Mpah=(g/n）x/（h0x）=116。6/150。3379/（10.3379）=3。97M
9、paw=7Mpa（式中x=h0）2。3挖孔桩的配筋及布置（1）桩的配筋检算中假设桩宽1m，厚0。75m，其桩内配置钢筋2016。圆形桩易于成型，因此施工采用圆桩,其直径为75cm，设桩内配筋n根,长方形与圆形进行等面积换算，来确定圆形桩配筋，计算式为(10075）/(3。147575/4）=20/n,得n=8。1，取n=9，每根桩配主筋916,每30cm设8mm箍筋一道.（2)桩的布置挖孔桩桩长（路肩标高承台基础底标高+1.5m）6+1.5=7。5m，即桩深入承台基础底面以下1。5m，直径为75cm，桩内环形布置16mm主筋9根，保护层为5cm，每30cm设8mm箍筋一道，灌注C20混凝土.因
10、考虑开挖后地下水位较高,所以适当加密桩间距为80cm,同时深入承台基础底面以下2m，在线路方向对应承台位置两侧各布置一排9根，如T42图所示。参考文献:1、路基工程 吴邦颖主编 西南交通大学出版社2、结构设计原理 黄棠、王效通主编 中国铁道出版社3、铁路路基设计规范(TB1000199）T4-2图 防护桩布置示意图四、主要施工方法1、 总体施工组织布置及规划1。1.施工组织布置规划总原则响应招标文件要求，按照“高起点准备、高标准管理、高质量要求、高速度建设、高效益回报”的总体原则，为全面实现“建设世界一流客运专线”的总体目标进行施工组织总体布置及规划。采用先进、成熟、经济、适用、可靠的施工技术
11、和施工工艺；合理布置施工平面图，减少施工用地；配备先进的机械化作业生产线，保障工序质量，提高生产效率通过试验段的设计和施工，完成试验段各项科研项目;严格工程质量管理,确保工程质量创优，狠抓施工安全和环境保护，确保安全，环境目标的实现。2.组织机构该段由中铁十七局集团德国博格公司中标施工，组织机构见T4-3。3、施工方案及施工方法：3.1施工方案在施工前首先要对既有京蓟铁路做好路基边坡防护工作，按前面计算的桩径、桩长及数量，采用旋挖钻机成孔，泥浆护壁；然后下钢筋笼，灌注混凝土。防护桩混凝土强度达到设计强度后，再施工京津铁路212及213号墩桩基，钢筋笼在钢筋加工厂内集中制作、现场分两段焊接而成，
12、用1台25t汽车吊分一次吊装就位，水下混凝土采用导管法连续灌注。混凝土采用输送车运输与灌筑。3.2钻孔桩主要施工方法3.2.1施工工艺3.2.1.1施工准备对设备进行组装及调试，并将桩位处整平、压实形成钻孔场地，使钻机安全、准确就位，导管在使用前做密封性试验，现场水、电线路安装调试完毕。3.2.1.2测量放样采用全站仪与钢尺相结合的方法进行桩位放样，根据设计桩位图，用全站仪在桥墩台位置，将每一根桩的两正交轴线测出在桩周外定设T4-3。钢筋桩，然后拉十字线确定桩头位置,钻机长根据桩位图及桩间距对桩位逐桩复核.3.2.1.3钻机就位钻机司机操作旋挖钻机移动到桩位置,并到指定桩位对中，将对中位置输入
13、钻机控制电脑中，这样钻机就可以准确的定位.3。2.1。4钻具选取钻具的选取直接影响钻孔的进尺、机械的使用寿命等，在钻孔前应根据地质情况，合理选取钻具。3.2.1。5安放护筒用插销将护筒与钻机上的护筒驱动器相连，下放动力头，使护筒底端与地面相接触，然后驱动动力头,同时加压，使护筒边旋转边受压挤入地层内.埋设护筒时应严格控制护筒的中心偏差，下放困难时，可以分次下放，边钻进边下放，护筒连接要牢固,以保证拔起时的顺利，避免断护筒现象的发生。3.2。1。6二次对中护筒埋设准确后，拉设十字线交出桩中心点，将钻头回转至护筒内，在指挥人员的指挥下，将钻头中心与十字交点重合。3。2.1.7钻进拆除护筒上的十字挂
14、线，将钻头慢慢下落至地面，然后再将钻头放入护筒内，正向旋转开始钻进。钻进至护筒底时停钻，继续下护筒，循环钻进,直至钻到设计标高。根据地层土质,选用旋挖斗钻头土钻，以钻头自重加液压力作为钻进压力，初入压力控制在80-90kPa。每次进尺最佳为0.5-0.8m，钻屑进入筒体，装满一斗后，将钻头提出孔外移至机侧,继续缓慢上提钻斗，利用动力头下的挡板将钻头上的顶压杆下压,通过与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖打开卸落钻渣,钻渣卸落完后，再将钻斗下落至地面，正旋关盖复位。3.2。1.8钢筋笼的制作与安装钢筋笼在厂内加工时首先在加强箍上等间距标出主筋位置，先将68根主筋依次逐根焊接在加强箍上,形成钢筋骨架,随后将其它主筋均匀焊接到钢筋骨架上，形成整个骨架，最后，将箍筋按设计图纸间距点焊在钢筋骨架上。根据钢筋笼的上下位置布置主筋的接头位置，绑扎时要求每个接头断面的接头数量不得多于主筋数量的50，钢筋笼严格按设计图纸制作,焊缝达到平整、光滑、密实、无气泡、无包渣。钢筋笼钢筋 骨架偏差见下B-4-1:B4-1 钢筋笼骨架偏差表序号项目允许偏差1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径103主钢筋间距104加强箍间距105箍筋间距或螺旋筋间距
