姚赤峰

（中鐵十八局集團(tuán)軌道交通工程有限公司廣西南寧530022）

芻議橋梁深基坑施工技術(shù)

姚赤峰

（中鐵十八局集團(tuán)軌道交通工程有限公司廣西南寧530022）

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大環(huán)境之下，我國(guó)不斷地加大公路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的力度。本文主要就橋梁深基坑施工技術(shù)進(jìn)行介紹和分析，并結(jié)合筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行研究，提出加強(qiáng)橋梁深基坑施工技術(shù)的意見(jiàn)和措施，保證施工質(zhì)量和效率。

橋梁承臺(tái)；鋼板樁；施工技術(shù)

引言

近十幾年以來(lái)，交通行業(yè)的迅速發(fā)展，造就了一大批公路、橋梁工程的建設(shè)。橋梁深基坑施工是橋梁工程施工的重點(diǎn)，也是施工難點(diǎn)所在，如果施工技術(shù)措施不得當(dāng)，便可能引發(fā)塌方等工程事故，增加工程的成本造價(jià)，并對(duì)基礎(chǔ)施工質(zhì)量造成不利影響。本文結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行分析，提出實(shí)際的施工措施。

1　工程概況

某橋梁施工項(xiàng)目，橋跨的長(zhǎng)度為400m，設(shè)計(jì)為左右兩幅，單幅的寬度為26.5m，橋梁下部為U型橋臺(tái)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，橋墩是薄壁花瓶板式的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)樁位鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)。工程位置在Ⅲ級(jí)通航河道，凈高度為12m，凈寬度為120m，最高的地方的水位為4.744m，水流和線路法線之間的夾角9.8°。橋梁的橋墩位置處于河道中，水的深度為9m，每一個(gè)橋墩有12個(gè)樁，每個(gè)樁的長(zhǎng)度為65.5m，樁之間的距離為4.6m，樁徑為2.3m，承臺(tái)的大小為12.90×17.5×（5+3加臺(tái)）m。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料可知：工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件從上到下分為：9.553m淤泥質(zhì)粉砂、7.7m淤泥質(zhì)黏土、6.2m粗砂、32.7m全風(fēng)化巖帶、6.0m強(qiáng)風(fēng)化巖帶、10.3m弱風(fēng)化巖帶。

2　工程施工的設(shè)計(jì)原則

工程施工的鋼板樁具有較高的堵水性、強(qiáng)度、速度、緊密性、技術(shù)條件等，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的施工條件和特征確定了相應(yīng)的鋼板樁支護(hù)施工設(shè)計(jì)方案。

（1）使用分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)的表達(dá)式來(lái)表示工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。

（2）極限狀態(tài)主要有以下兩種類(lèi)型：①承載極限：當(dāng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到極限的承載力、變形、穩(wěn)定性等就會(huì)破壞基坑周?chē)沫h(huán)境；②正常使用的極限：基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形破壞地下工程的施工結(jié)構(gòu)或者影響正常情況下基坑支護(hù)的運(yùn)作。

（3）在設(shè)計(jì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)必須根據(jù)地下水位、結(jié)構(gòu)水平和豎向的變形、周?chē)h(huán)境條件等進(jìn)行考慮。如果基坑側(cè)壁限定了周?chē)h(huán)境的變形要求或者是安全等級(jí)為一級(jí)，那么要結(jié)合周?chē)h(huán)境、變形、土質(zhì)條件等確定相應(yīng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)下的水平變形值。

（4）如果施工場(chǎng)地有地下水，那么要根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)條件、水文條件等確定相應(yīng)的方法控制地下水；如果施工場(chǎng)地周?chē)嬖诘叵滤蛘叩乇硭臐B漏、匯流等那么要制定相應(yīng)的措施來(lái)保護(hù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。

（5）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)要根據(jù)相應(yīng)的極限狀態(tài)下的數(shù)據(jù)以及正常使用的極限數(shù)值等計(jì)算土體的穩(wěn)定性、受檢承載力、受彎和受壓承載力等；如果設(shè)計(jì)有支撐或者錨桿結(jié)構(gòu)那么要對(duì)其穩(wěn)定性、承載力等進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于地下水要對(duì)其抗?jié)B透性、穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，以及基坑底部的突涌計(jì)算等，從而也有效的制定相應(yīng)的措施控制地下水，避免影響基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的正常使用和施工。

3　支護(hù)方案

工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方案要使用長(zhǎng)度為5.4～13m的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型拉森鋼板樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后使用履帶式的挖掘機(jī)和液壓錘以及人工進(jìn)行施工。在施打施工之前要先了解施工現(xiàn)場(chǎng)周?chē)臉?gòu)筑物、地下管線等情況，并使用全站儀確定相應(yīng)的坐標(biāo)和樁中線。根據(jù)地質(zhì)條件和水文條件等選擇相應(yīng)的鋼板樁的長(zhǎng)度（注意鋼板樁入土的深度必須超過(guò)樁長(zhǎng)度的1/3倍），工程頂部支撐鋼板樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1　頂部支撐鋼板樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1工程施工準(zhǔn)備

在開(kāi)始施工之前要先將施工使用的鋼板樁運(yùn)送到施工場(chǎng)地，并對(duì)鋼板樁的類(lèi)型、編號(hào)等進(jìn)行檢查和測(cè)量，并在兩側(cè)的鎖口使用長(zhǎng)度為2～3m的相同類(lèi)型的短樁進(jìn)行試驗(yàn)，并利用卷?yè)P(yáng)機(jī)或者人工進(jìn)行拖拉，牽引力最大不能超過(guò)50kg，如果條件允許那么可以利用檢查小車(chē)來(lái)檢查鋼板樁。

如果鎖口存在彎曲或者無(wú)法通過(guò)等缺陷那么可以使用割除、熱敲、接長(zhǎng)、焊補(bǔ)等方式進(jìn)行修補(bǔ)，但是要注意接頭的強(qiáng)度要等于斷面強(qiáng)度，如果進(jìn)行接長(zhǎng)施工那么要先對(duì)焊，再焊接加固板，并使用堅(jiān)固夾具進(jìn)行夾平，避免出現(xiàn)變形，如果是新樁或者接長(zhǎng)樁那么在樁端要設(shè)計(jì)吊樁孔。

進(jìn)行組樁插打施工時(shí)要在間距4～5m的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)夾板，在進(jìn)行插打時(shí)再拆除，使用黃油混合物油膏涂抹在組樁和單樁的鎖口中，減少摩擦力。

3.2導(dǎo)框安裝和插打的施工方式

在進(jìn)行導(dǎo)框安裝施工之前要先進(jìn)行定位測(cè)量，如果水中的導(dǎo)框距離橋梁施工地點(diǎn)比較遠(yuǎn)那么要使用前方交會(huì)法進(jìn)行定位測(cè)量，在安裝時(shí)要先進(jìn)行定位樁的插打，然后設(shè)計(jì)臨時(shí)的施工平臺(tái)。制作導(dǎo)框要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作，在平臺(tái)上進(jìn)行組裝，然后將其固定在定位樁上，如果沒(méi)有定位樁那么要懸掛在浮臺(tái)上，等到鋼板樁插打之后再將其固定在鋼板樁上面。

3.3吊運(yùn)插打和合攏鋼板樁施工

施工使用的鋼板樁檢查合格之后要使用平車(chē)運(yùn)送到碼頭，然后按照插樁的順序進(jìn)行堆放（最多不能超過(guò)4層），每一層之間要使用墊木隔開(kāi)（隔開(kāi)高度小于等于10mm，上下層的墊木中線保持在同一垂直線之上，誤差不能超過(guò)20mm）。

在進(jìn)行鋼板樁安裝時(shí)要利用高架索道將其水平或者垂直運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的位置，然后使用吊鉤保證鋼板樁處于垂直，接著將其移動(dòng)到進(jìn)行安插的位置，最后插入到鎖口中。需要注意的是：鋼板樁起吊之前要現(xiàn)在鎖口中涂抹黃油瀝青混合料；使用弧度卡箍箍緊鋼板，等插入之后再解除；鋼板樁插打之后或者是全圍堰則進(jìn)行合攏，然后再進(jìn)行插打，如果是矩形圍堰那么可以先插打上游位置然后在下游位置進(jìn)行合攏，對(duì)于圓形的鋼板樁圍堰有以下三種插打的順序，如圖1所示。

圖1　圓形鋼板樁合攏方法

根據(jù)圖1所示可知：a和b都比c少了一個(gè)合攏點(diǎn)，所以b點(diǎn)的誤差可能會(huì)超過(guò)c，a和b都可能會(huì)在合攏施工之前因?yàn)榛亓髟黾雍蠑n施工的難度，回流對(duì)于c點(diǎn)的合攏施工影響比較小，如果合攏點(diǎn)的回流速度比較快那么可以利用c方式進(jìn)行插打施工。

如果使用a種方法進(jìn)行插打施工那么要按照兩側(cè)對(duì)稱(chēng)向下游按照順序進(jìn)行插打，然后在下游進(jìn)行合攏施工，如果兩側(cè)的增插數(shù)相同那么最多可以相差8組。如果保證鋼板樁較高的垂直度那么可以一次性的將鋼板樁插打到相應(yīng)的深度要求；如果垂直度達(dá)不到相應(yīng)的要求那么可以分為兩次進(jìn)行插打。

3.4抽水堵漏施工措施

插打施工結(jié)束之后要進(jìn)行抽水開(kāi)挖施工，如果設(shè)計(jì)的圍堰有支撐那么要先進(jìn)行支撐施工再進(jìn)行抽水施工，然后對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，保證板狀和導(dǎo)框之間的木鍥的緊密度。抽水施工時(shí)要注意抽水的速度，還要注意時(shí)刻觀察圍堰的變化，如果是因?yàn)殒i口不緊密導(dǎo)致出現(xiàn)的漏水問(wèn)題那么可以使用棉絮進(jìn)行堵漏，并使用木屑或者谷糠配合堵漏。如果樁腳出現(xiàn)漏水現(xiàn)象那么可以使用土袋、水下硂等方式進(jìn)行堵漏，如果是因?yàn)楹哟餐杆畬?dǎo)致的漏水那么可以利用向透水層壓注水泥砂漿、水下硂的方式進(jìn)行堵漏。

3.5拔樁施工

在進(jìn)行拔樁施工之前要先將圍堰內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)先拆除，然后一直灌水至超過(guò)圍堰外面水位的1～1.5m的高度為止，保證內(nèi)外水壓的平衡性。然后在下游選擇容易拆除的支撐先進(jìn)行拆除，拆除施工時(shí)要先進(jìn)行錘擊拔高1～2m左右，然后按順序?qū)⒅伟胃?，松?dòng)之后再?gòu)南掠伍_(kāi)始分為兩側(cè)向上游方向進(jìn)行支撐拆除，如果鋼板樁出現(xiàn)鎖口變形等問(wèn)題那么可以增加拆除設(shè)備的能力，然后共同拆除相鄰的支撐，如果實(shí)在難以拆除那么可以使用水下切割的方式進(jìn)行拆除施工。

3.6鋼板樁止水效果

鋼板樁施工結(jié)束之后要先使用C20的混凝土對(duì)基坑的底部進(jìn)行50cm厚的澆灌，凝固之后再對(duì)基坑的流水量進(jìn)行檢查，將基坑內(nèi)的水抽干來(lái)檢查止水的效果，其結(jié)果為：圍堰內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)表面漏水，但是因?yàn)榻宇^不緊密導(dǎo)致一些少數(shù)的鋼板樁出現(xiàn)漏水；同時(shí)沒(méi)有管涌和滲漏等問(wèn)題。根據(jù)檢查結(jié)果可知鋼板樁工程施工成功。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上，根據(jù)實(shí)際工程施工可知使用鋼板樁支護(hù)施工結(jié)構(gòu)不但可以有效的保證施工質(zhì)量、降低施工成本、增強(qiáng)施工效率，還可以有效的保證較高的堵水性、經(jīng)濟(jì)性等。結(jié)合上述實(shí)際施工過(guò)程筆者主要有以下三點(diǎn)感受：①鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工有效的結(jié)合鋼板的彎曲和拉伸剛度、地質(zhì)水文條件、周?chē)h(huán)境等對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行分析和研究，并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控，保證施工質(zhì)量和效率；②計(jì)算結(jié)構(gòu)指標(biāo)時(shí)因?yàn)殇摪鍢墩w的穩(wěn)定性不具有一定的充分性，所以還必須連接鋼板樁橫向、縱向、內(nèi)支撐，檢查各個(gè)焊接點(diǎn)；③鋼板樁支護(hù)施工結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工中具有較高的質(zhì)量和效益，可以有效的避免出現(xiàn)地下滲水、坍塌、滑坡等問(wèn)題。

[1]聶淼，鄭玉元.貴陽(yáng)某深基坑土釘支護(hù)設(shè)計(jì)研究[J].山西建筑，2009.

[2]李鐘.深基坑支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].巖土工程界，2004.

[3]袁均康.高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)分析[J].科技與生活，2010.

U445.55

A

1673-0038（2015）16-0185-02

2015-4-5

姚赤峰（1988-），男，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事工程管理工作。