京津城際軌道交通試驗段工程上跨京薊鐵路橋
基礎施工及防護方案
1.京津城際軌道交通工程試驗段設計檔案及施工圖紙。
2.鐵道部《鐵路營業線施工安全管理補充規定》（鐵辦[2005]61號文）。
3.鐵道部《鐵路營業線施工安全管理規定》（鐵辦[2004]29號文）。
京津城際軌道交通試驗段工程起訖里程dk84+000～dk94+000，線路自新建武清站東端（dk84+000）起，布設在g103、g104國道的聯絡線和既有京山鐵路之間，沿既有京山線向前，跨越北運河，經既有楊村站後，跨機場專用線，穿過武清水泥廠跨京津公路，其中在武清農場附近（京津城際軌道交通試驗段里程為dk91+095）跨越津薊鐵路（里程為dk5+350），至試驗段的終點dk94+000，線路全長為10.0km。津薊鐵路與京津客運專線平面位置見t-1-1。
（設計圖平面、縱斷面見附件1、2）。
t-1-1平面示意圖
京津城際軌道交通試驗段工程在dk91+095附近與津薊鐵路dk5+350位置交叉，其中212號墩中心里程為dk91+077.94，213號墩中心里程為dk91+110.7鑽孔樁與承臺施工時對既有津薊鐵路路基的穩定有一定影響，墩身外側距京薊鐵路中心距離為212號墩15.
53公尺，213號墩為14.17公尺，滿足安全要求，施工不受影響。212、213號墩影響津薊鐵路範圍詳見t-1-2、t-1-3、t-1-4圖：
t-1-2 212號墩對京薊鐵路影響範圍示意圖
t-1-3 213號墩對京薊鐵路影響範圍示意圖
t-1-4 212、213號墩與京薊鐵路立面示意圖
既有津薊鐵路為單線鐵路，客貨兩用。工程所在處的路基土質為砂粘土，填土容重為18.5kn/m3（1.
85g/cm3），路基邊坡為1：1.5，路基高度為2.
932m。
新建京津客運專線橋梁的承臺長度為11m，寬度為8m，厚度為3.5m。
承臺頂面距路基底部212號墩0.033m；213號墩1.08 m。
採用鋼筋混凝土挖孔樁進行防護，在進行路基防護前必須作好安全防護的準備工作，對施工人員進行安全教育，備一些工字鋼以備急用。挖孔樁具體作法是用洛陽鏟及鋼筋混凝土圓管成孔，孔深挖至設計高度後，內建鋼筋籠，然後灌注c20混凝土至超出路基填土頂面0.5m。
對於此種防護方式可按擋牆和防滑樁進行設計計算，關鍵是求出作用在支擋結構上的土壓力的大小和方向。設計思路是首先按擋土牆考慮，而後換算成等強度的挖孔樁，按構造要求布置樁位，如直接按防滑樁計算更合理些，但需要採用程式設計計算，稍麻煩些，在保證邊坡安全的前提下，採用本方法也是可行的。
支擋結構承受的土壓力為被動土壓力，採用庫侖理論計算列車和軌道荷載及路基土對防護樁的壓力，求其大小、方向及作用點，算出土壓力對樁的彎矩，然後採用平衡設計理論確定樁的斷面尺寸並布置鋼筋。通過理論檢算，驗證方案的可行性，為方案的實施提供可靠的理論依據，從而指導施工順利進行。
樁是垂直的，其傾角α=0；
土的內摩擦角φ=35°；ctgφ=1.428；
考慮採用混凝土樁，取樁背摩擦角δ=1/3φ=1/3×35=11.67°；（δ為主動土壓力ea與樁的法線之夾角）
令ψ=φ+δ－α =35°+11.67°=46.67°，tgψ=1.06
土層為砂粘土，其土容重γ=18.5kn/m3。
考慮津薊鐵路其標準低於ⅰ級重型鐵路，為安全起見按ⅱ級重型鐵路考慮，由鐵路路基設計規範（tb10001—99）附錄a查得，ⅱ級重型鐵路的列車和軌道荷載換算土柱高度ha=3.2m，分布寬度la=5m。
道碴肩寬30cm，道床高度50cm，道床坡度1：1.75。
由鐵路路基設計規範（tb10001—99）附錄a注意事項第3條得知：活載分布於路基面上的寬度，自軌枕底兩端向下按45°擴散角計算。這裡取k=1.
2m；a=1.5m；b=2.25m，
考慮承臺的深度為3.5m，防護位於路基半坡，則取h=6m。
設破裂面交於荷載分布範圍內 ，受力分析如t-4-1圖所示，用庫侖主動土壓力公式計算如下：
t-4-1圖受力分析圖
取tgθ=0.53，所以θ=28°（θ為破裂面與鉛垂線的夾角，即破裂角）
0.53×6=3.18＜0.675+3.5=4.175 與假設相符，所以
假設填土寬度為1m，取樁寬1m，其彎矩m=127.13×1×2.29=291.13kn·m
混凝土標號為c20,［σw］=7mpa，n=15，n為鋼筋的彈性模量與混凝土的變形模量之比值，鋼筋為a3鋼,［σg］=130mpa
（1）計算受壓區的相對高度a
a=n［σw］/｛n［σw］+［σg］｝=15×7／（15×7＋130）=0.447
（2）確定樁的斷面尺寸
bh02=2m/｛a(1－a/3)［σw］｝=2×291.13×106/(0.447×0.851×7)=218.67×106mm3
因假設樁寬b=1m，則h0=√218.67×106/1000=468mm
樁的厚度h′採用750mm，由於樁設計為單排鋼筋，a′為混凝土淨保護層加鋼筋半徑，估計a′=50mm，則h0′=h′－a′=700mm，取h0=700mm
（3）確定鋼筋的面積
ag=m/｛［σg］（1－a/3）×h0｝=291.13×106/［130×（1－0.447 /3）×700］ =3759mm2
選用φ16的圓鋼，其截面積s=201mm2，設選用鋼筋根數n
n=ag/s=3759/201=18.7取n=20，則ag供=20×201=4020mm2＞3759mm2
（4）驗算應力
選用20φ16，ag供=20×201=4020mm2
μ= ag供/bh0=4020/（1000×700）=0.00574，nμ=15×0.01429=0.0861
α=√（nμ）2+2nμ－nμ=0.3379
σg=m/[ag供（1－α/3）h0]=291.13×106/[4020×（1－0.3379/3）×700]
=116.6pa＜[σg]=130mpa
σh=（σg/n）×[x/（h0－x）]=116.6/15×[0.3379/（1－0.3379）]
=3.97mpa＜[σw]=7mpa（式中x=αh0）
（1）樁的配筋
檢算中假設樁寬1m，厚0.75m，其樁內配置鋼筋20φ16。圓形樁易於成型，因此施工採用圓樁，其直徑為75cm，設樁內配筋n′根，長方形與圓形進行等面積換算，來確定圓形樁配筋，計算式為（100×75）/(3.
14×75×75/4)=20/n′，得n′=8.1，取n′=9，每根樁配主筋9φ16，每30cm設φ8mm箍筋一道。
（2）樁的布置
挖孔樁樁長（路肩標高－承臺基礎底標高+1.5m）≤6+1.5=7.
5m，即樁深入承臺基礎底面以下1.5m，直徑為75cm，樁內環形布置φ16mm主筋9根，保護層為5cm，每30cm設φ8mm箍筋一道，灌注c20混凝土。
因考慮開挖後地下水位較高，所以適當加密樁間距為80cm，同時深入承臺基礎底面以下2m，**路方向對應承臺位置兩側各布置一排9根，如t-4-2圖所示。
參考文獻：
1、路基工程吳邦穎主編西南交通大學出版社
2、結構設計原理黃棠、王效通主編中國鐵道出版社
3、鐵路路基設計規範（tb10001—99）
t-4-2圖防護樁布置示意圖
響應招標檔案要求，按照「高起點準備、高標準管理、高質量要求、高速度建設、高效益回報」的總體原則，為全面實現「建設世界一流客運專線」的總體目標進行施工組織總體布置及規劃。採用先進、成熟、經濟、適用、可靠的施工技術和施工工藝；合理布置施工平面圖，減少施工用地；配備先進的機械化作業生產線，保障工序質量，提高生產效率通過試驗段的設計和施工，完成試驗段各項科研專案；嚴格工程質量管理，確保工程質量創優，狠抓施工安全和環境保護，確保安全，環境目標的實現。
該段由中鐵十七局集團-德國博格公司中標施工，組織機構見t-4-3。
在施工前首先要對既有京薊鐵路做好路基邊坡防護工作,按前面計算的樁徑、樁長及數量，採用旋挖鑽機成孔，泥漿護壁；然後下鋼筋籠，灌注混凝土。
防護樁混凝土強度達到設計強度後，再施工京津鐵路212及213號墩樁基，鋼筋籠在鋼筋加工廠內集中製作、現場分兩段焊接而成，用1臺25t汽車吊分一次吊裝就位，水下混凝土採用導管法連續灌注。混凝土採用輸送車運輸與灌築。
3.2.1.1施工準備
對裝置進行組裝及除錯，並將樁位處整平、壓實形成鑽孔場地，使鑽機安全、準確就位，導管在使用前做密封性試驗，現場水、電線
路安裝除錯完畢。
3.2.1.2測量放樣
採用全站儀與鋼尺相結合的方法進行樁位放樣，根據設計樁點陣圖，用全站儀在橋墩臺位置，將每一根樁的兩正交軸線測出在樁週外定設
t-4-3。
鋼筋樁，然後拉十字線確定樁頭位置，鑽機長根據樁點陣圖及樁間距對樁位逐樁複核。
3.2.1.3鑽機就位
鑽機司機操作旋挖鑽機移動到樁位置，並到指定樁位對中，將對中位置輸入鑽機控制電腦中，這樣鑽機就可以準確的定位。
3.2.1.4鑽具選取
鑽具的選取直接影響鑽孔的進尺、機械的使用壽命等，在鑽孔前應根據地質情況，合理選取鑽具。
3.2.1.5安放護筒
用插銷將護筒與鑽機上的護筒驅動器相連，下放動力頭，使護筒底端與地面相接觸，然後驅動動力頭，同時加壓，使護筒邊旋轉邊受壓擠入地層內。埋設護筒時應嚴格控制護筒的中心偏差，下放困難時，可以分次下放，邊鑽進邊下放，護筒連線要牢固，以保證拔起時的順利，避免斷護筒現象的發生。
3.2.1.6二次對中
護筒埋設準確後，拉設十字線交出樁中心點，將鑽頭迴轉至護筒內，在指揮人員的指揮下，將鑽頭中心與十字交點重合。
3.2.1.7鑽進
拆除護筒上的十字掛線，將鑽頭慢慢下落至地面，然後再將鑽頭放入護筒內，正向旋轉開始鑽進。鑽進至護筒底時停鑽，繼續下護筒，迴圈鑽進，直至鑽到設計標高。根據地層土質，選用旋挖斗鑽頭土鑽，以鑽頭自重加液壓力作為鑽進壓力，初入壓力控制在80-90kpa。
每次進尺最佳為0.5--0.8m，鑽屑進入筒體，裝滿一斗後，將鑽頭提出孔外移至機側，繼續緩慢上提鑽鬥，利用動力頭下的擋板將鑽頭上的頂壓桿下壓，通過與頂壓桿相連的連線桿件將鑽鬥的底蓋開啟卸落鑽渣，鑽渣卸落完後，再將鑽鬥下落至地面，正旋關蓋復位。
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