桥梁基坑工程施工探析
2014-03-29李晓明
李晓明
(枣庄学院 城市与建筑工程学院,山东 枣庄 230009)
基坑工程设计是任何建筑施工都不可避免的,随着交通事业的迅速发展,对于基坑工程施工质量要求越来越高,这在桥梁的基坑施工中最为明显,基坑工程具有综合性与实践性,属于岩石工程类,这也就决定了其具有很强的地域性特点,受气候影响与环境水文影响比较明显,在进行桥梁基坑施工时既需要经验又需要技术,两者的结合才能保证施工的科学与合理.
1 基坑工程概述及工程简介
1.1 基坑工程概述
桥梁基坑工程施工能够保证桥梁主体的地下结构保持安全与稳定,通过采用支护结构、地基加固技术等技术实现土方正常开挖与土料的回填,是一项综合性与前期性的工程[1].
桥梁的基坑工程受多种因素的制约,常见的有自然地质情况、自然环境条件、主体基础性结构等.可以说桥梁的基坑施工要涉及多方面的技术性知识,需要施工者具有一定的岩石力学、结构力学理论知识与丰富的施工经验,在具有理论与实践双项技能的基础上才能保证桥梁基坑施工的准确、科学、安全、稳定.
1.2 工程简介
某大桥位于长江三角洲主骨架线路规划区域,整座桥呈南北走向,2012年11月开建,在工程施工过程中,桥梁基坑施工是整个工程的重点内容,该桥梁地质中含有黏土、粉砂、粉土、铁锰结核黏土等,施工有一定难度[2].为确保桥梁基坑工程施工顺利进行,首先对涉及基坑施工的各项限制因素进行分析,并提出了相应的施工技术措施,以保证桥梁施工质量的提升.
2 桥梁基坑工程施工的限制因素分析
大桥基坑工程施工主要涉及地基、环境条件、施工现场等因素,这些因素的影响会对基坑工程的顺利施工产生制约.
2.1 地质条件
地质条件在桥梁基坑施工的确定与实施中有着最为重要的影响,在桥梁基坑施工时要根据地质条件确定具体的支护方法与开挖方式,同时确定地质层的构成、土层的土质分类、土壤的具体参数、地质情况的剖面图,以确保施工时的稳定性,建议在进行施工之前做土工试验,主要测量坑底的压缩性能与回弹性能,在获取的这些数据后进行支护与防水的考虑.
2.2 施工现场周边环境
周围环境条件也是影响桥梁基坑施工的因素,主要包括基坑施工周围的建筑物与构筑物[3].此外,地下的管线与管道、地下探明的障碍物,周边的交通情况、周围的堤坝情况也属于周围环境影响因素.
2.3 施工现场作业环境
在进行桥梁的基坑施工时还需要了解当地的现场施工环境,主要涉及到当地的商业发展情况、行政分布情况、道路交通情况等.桥梁基坑施工产生的噪音建筑污染物对当地的正常生活往往产生一定的影响,进行施工现场情况的分析可以针对噪音与污染物进行针对性的处理,适当降低噪音分贝、合理排放建筑垃圾等等,确保施工条件的现实可行性.
3 桥梁基坑工程施工措施分析
桥梁基坑支护施工分析是在获取施工地形相关信息之后,依据桥梁基坑的施工要求,主要是基坑施工的平面尺寸与基坑深度,施工场地的具体地质条件、施工现场的水文条件、以及施工场地的周边环境等因素,对影响基坑支护体系安全性的相关因素进行量化分析,在进行量化分析的基础上制定具体的基坑支护方案设计[4].基坑降水施工分析主要针对在施工中要面临的各种自然天气及施工环境的水文条件与河流堤坝进行量化分析,从而为桥梁基坑施工防水性准备提供一定的前期数据参考.对于桥梁这样独特的建筑来说,需对基坑施工的支护与降水加强分析,以确保桥梁基坑施工的顺利进行与桥梁施工的质量安全.
3.1 桥梁基坑施工降水分析
常见的桥梁基坑土层都普遍存在渗水性差的特点,因此在实际施工的过程中会出现泥沙堆积、管道水量外涌,普通的基坑施工面临的降水困难相对要小,而桥梁施工降水处理难度较大,在实际基坑开挖的过程中也往往会产生边坡塌陷的建筑事故,进而影响到基坑边坡的稳定性,阻碍基坑的正常施工.
3.2 在施工中首先要做好降水工程
为了保持基坑不受水渗透,正常完成桥梁基坑工程的施工,在施工过程中采取明沟排水,在明沟排水的基础上结合轻型井点降水.前者主要针对于河道两侧的渗水现象,后者主要针对性解决地下水位的上涌情况,用到的材料是硬钢管与硬塑料管,分别对硬钢管与硬塑料管进行成孔与成井改进,顺着桥梁基坑的四周顺势布置大约6米深的井点,间隔距离一般保持10米左右.一般情况下布置十个井点即可,在设置好的井点进行挖掘机操作下的钢管成孔,将之前准备好的带孔眼的硬塑料管经过滤布包扎后放入成孔的钢管内,在成井的硬塑管四周进行碎石的填埋,确保整体降水性能的提高[5].在遇到降水比较多的情况,就可以先用抽水泵将井水抽到事先设置好的基坑两侧的人工排水沟内,保证基坑内没有太多的积水,保证桥梁基坑施工排水问题的彻底解决.
3.3 桥梁基坑施工的支护处理
在进行桥梁基坑工程施工时除了做好降水外还要做好支护,通常采用的支护方式是木桩支护,常规的支护木桩长度在6米左右,在基坑的潜入深度是5米左右,木桩间距控制在半米即可,在木桩的布置上十分讲究,一般布置形状呈梅花状,但是在实际的开挖中往往会出现基坑边坡开裂甚至出现下滑的迹象,这说明单纯依靠木桩进行支护与井点排水是很难实现桥梁基坑整体稳定的[6].在这样的情况下我们可以采用槽钢支护截水方案,具体操作是在原有双排木桩附近设置槽钢,间距在一米左右,在形状的布置上采用的是双排的梅花形,与木桩同样的5米潜入深度,在木桩中按照垂直于槽钢的方向铺设竹排,一方面有效起到支护作用,也兼顾了防水性能.
3..4 桥梁基坑开挖的技术性分析
基坑的开挖是桥梁基坑工程施工的关键部分,在基坑开挖之初,整个基坑工程就变静为动,随着基坑开挖深度的增加,基坑支护结构的受力情况与土层的位移变形都随着改变,基坑暴露的时间越长,支护稳定性就越差,随时都可能引发施工事故.在基坑开挖时我们常用放坡开挖与支护结构挡土开挖,前者较为常用,主要针对土质比较好的施工现场,工程造价比较低,实际施工也比较简单.基坑的开挖要兼顾时空效应,根据现有的基坑面积大小、基坑的实际开挖深度、前期的支护结构形式等多方面因素最终确定采用哪种开挖方式,可以结合分层开挖、分道开挖、盆式开挖与中心道式开挖等开挖方式的优缺点及适用条件进行灵活选择.桥梁基坑开挖一般建议采用分层与分道开挖相结合的方式,一方面便于基坑开挖,另一方面能一定程度上缓解基坑开挖造成的不稳定影响[7].在整体分层开挖比较困难的情况下可以选择采用阶梯式的分层开挖,每一个阶梯都充当机械作业的平台,阶梯高度控制在1.5米到2米之间.在桥梁的基坑工程开挖中可以在正式开挖之前在支护结构的前面设置一定的被动土,在进行基坑开挖完成之后去除这些多余的被动土,这些土层的作用主要是帮助减小基坑开挖时对支护结构稳定性造成的不利影响.
4 桥梁基坑施工的安全监测与质量检查
国家明确规定在进行桥梁基坑施工的过程中要定期监测周围的环境状况与支护稳定性.随时关注基坑施工降水、基坑开挖、基坑支护稳定性,针对出现的异常情况进行及时的反馈,在对反馈数据分析的基础上制定措施解决问题[8].桥梁基坑施工的有效监测主要包括在施工前期充分了解当地的施工环境,施工土层情况,施工自然影响因素等等,在进行数据获取的基础上进行施工信息的反馈,从而制定出最合理的施工方案.在进行基坑开挖的过程中,要随时关注基坑开挖对于支护结构稳定性产生的不良影响,针对开挖深度的增加产生的支护下移与边坡塌陷情况进行检测,并采取措施进行减压处理,通过检测预测将要发生的基坑施工故障,在不得已的情况下要停止施工,进行土层回填与卸载减压处理,保证基坑施工的安全性.
桥梁基坑工程施工的质量要求主要体现在工程施工的基坑开挖阶段要同步开展基础性的垫层,在开挖之后进行垫层施工确保基坑的整体稳定性.在支护结构的顶部与坡顶周围进行一定的硬化处理,防止水流深入影响基坑施工.在桥梁基坑工程施工的过程中要严格遵守国家施工的规范要求,确保基坑施工完成后的质量验收[9].在进行质量检查时要重点分析检查基坑的防水性与稳定性,这是基坑验收最为关键的部分.只有确保桥梁基坑施工的可靠性,才能进行接下来的桥梁施工建设.
5 结束语
桥梁是建筑施工中常见的施工项目,桥梁施工中最基础也是最关键的施工部分就是桥梁基坑工程的施工,在桥梁基坑工程的施工中要着力做好基坑的稳定性与防水性,这是检验基坑施工效果的两大评判因素,本文针对这两大施工注意因素进行了详细的施工技术讲解与分析,为安全的桥梁基坑施工奠定了基础,在今后的桥梁施工中,应严格遵循桥梁基坑施工要求,加强各项限制因素的应对,确保整个桥梁施工的顺利进行.
〔1〕何玉婷.浅议桥梁工程施工技术[J].科技资讯,2010(18).
〔2〕徐宜和.基坑工程技术现状分析[J].四川建筑科学研究,2012(06).
〔3〕魏安君.深度探讨建筑基坑工程设计要素与施工技术[J].科技资讯,2011(23).
〔4〕刁月轩,岳福永,杜冰.浅议桥梁基坑工程施工[J].河北工程技术高等专科学校学报,2010(02).
〔5〕于洋,李永金,徐广野,杨国良.超长深基坑土方开挖技术讨论[J].西部探矿工程,2009(08).
〔6〕裘宝华,张文健,裘洪明,张荣灿,章国荣.超大深基坑施工监测技术[J].施工技术,2011(06).
〔7〕徐宜和.基坑工程技术现状分析[J].四川建筑科学研究,2012(06).
〔8〕魏安君.深度探讨建筑基坑工程设计要素与施工技术[J].科技资讯,2011(23).
〔9〕孙志华,邓义龙,田红梅,敖晨霞.超长深基坑土方开挖方法[J].城市勘测,2008(06).