浅谈深开挖低桩承台基坑开挖支护工艺

2015-05-30高学文

华夏地理中文版 2015年8期

关键词：基坑

高学文

摘要：本研究以某公路大桥为例，探讨深开挖地桩承台基坑开挖支护工艺，该桥属于浅滩区，主要特点包括承台埋深大、地下水丰富以及承台底不为粉砂层等，本研究通过对比分析，选择钢管桩围堰支护开挖方案，对承台开挖支护难题予以有效解决，为顺利实施承台基坑开挖施工打下良好基础。

关键词：深开挖；基坑；低桩承台；支护工艺

低桩承台基坑施工时水下基础施工的一部分，施工难度极大、工程整体复杂。基于大量实施成功的钢围堰支护、放坡大开挖以及钢板桩支护方案等，相关技术工作者从该桥特点出发，不放坡联合钢板桩支护、放坡联合钢板桩支护、钢板桩联合旋喷桩支护、连续墙支护以及锁扣钢管桩支护等诸多支护方案进行全面对比，通过对比最终选择锁扣钢管桩支护，该支护工艺一方面节省了工期，另一方面也具有较高经济效益，能够实现有效地深开挖地桩承台基坑支护。本研究以某公路大桥为例，探讨深开挖地桩承台基坑开挖支护工艺，该桥属于浅滩区，主要特点包括承台埋深大、地下水丰富以及承台底不为粉砂层等，本研究通过对比分析，选择钢管桩围堰支护开挖方案，对承台开挖支护难题予以有效解决，为顺利实施承台基坑开挖施工打下良好基础。

一、工程概况

该公路大桥长度为36km，主桥为三塔两跨悬索桥，跨径长度为1080×2m，南塔在浅滩区，9km左右的中心里程，河床标高在6.8～7.1m，该公路大桥承台属于带切角矩形，69.6m×32.1m的平面尺寸，7m的顶标高标高，承台厚度为6m，干环境下通过承台混凝土与C35混凝土施工完成。

二、工程地质与水文情况

该工程稳定地下水位在2.95m～4.85m，通过试开挖得出，开挖到大约2m时，基底发生土层崩塌与涌水情况，对开挖极为不利。除了汛期，承台浅滩区通常在长江水位线以上或者与其持平。深开挖地桩承台基坑开挖底层属于回填砂、粉质粘土、种植土以及粉砂层等，如表1所示。

表1 地质工程勘测孔位地质參数表

地层编号分层厚度/m 层底标高/m 岩土名称摩擦力/kPa 承载力容许值/kPa

①2

②2-1

②1

②4

②3-2

③4 3.22

0.8

2.2

5.2

3.3

10.7

5.5 6.77

5.99

3.79

-1.43

-4.73

-15.43

-20.93 回填砂

种植土

粉质粘土

淤泥质粉质粘土

粉砂

粉质粘土

粉砂

250

120

100

三、深开挖地桩承台基坑支护方案的确定

（一）确定基坑支护原则。首先，依照相关详勘地质资料，对与施工现场相符合的支护机制予以确定；其次，保证支护方案刚度与强度足够，同时确保施工与基坑开挖过程中不会发生土体沉陷、变形以及坍塌等，从而对施工现场安全进行有效保护；再次，根据“分层支撑分层开挖，先支撑后开挖”原则开展基坑土方开挖支护；第四，如果施工区域存有地下水，那么应该考虑选择截水、排水以及降水等相关措施，保证施工过程中基坑在水位之上；最后，要求支护方案尽可能实现简单、经济及易行。

（二）比选深基坑支护方案。基坑支护方案的选择应该对水文地质、工程地质、开挖深度、基础类型、施工季节、基坑周边荷载、支护回收和开挖时间段等因素加以综合考虑，因地制宜，选择相关材料严格监控与有效设计。如果基坑开挖尺寸在34m×72m，深度大约为10m，那么该基坑则为大面积深基坑，现阶段我国比较常用的主要深基坑开挖支护包括：地下连续墙法、挡土灌注排桩法、排桩内支撑支护、逆作拱墙支护、钢板桩支护、喷锚支护、放坡开挖法及灌注桩与水泥旋喷桩吸纳结合的支护方法。因为矩形基坑开挖对筑岛平台加以充分利用，场地不够宽敞，不应该实行多层放坡，而且土层松软，也不应该对土层锚杆进行设置；矩形基坑深度与面积都比较大，土层属于淤泥质粉砂土，所以不应该逆作拱墙支护，此外，基坑开挖深度大约为10m，二级的支护安全等级，土体属于具有较高含水量的流沙与淤泥，具有较差自稳性，所以不应实施水泥土墙支护、整体放坡开挖与喷锚支护。

依照该公路大桥承台基坑开挖基坑深、面积大、地下水丰富以及土层松软等特点，对与该区域条件相适合的集中支护方式，像排桩内支撑支护、土灌注排桩法、水泥土桩结合灌注桩、水泥土桩结合钢管桩、钻孔咬合桩等，根据经济合理性、技术可靠性以及施工可行性等对最佳方案进行选择。

（三）比选结果。表2为基坑支护比选结果，通过对比，决定选用锁扣钢管桩围堰当作该工程开挖低桩承台基坑开挖支护工艺。

四、结语

本次建设的大桥工程位于某城市中轴线景观带核心位置，是这一城市规划中轴线景观带的核心位置，直接影响这一现代化建筑技术与视觉艺术相结合产生的效果。钢管桩围堰作为整个工程施工的关键点，围堰的设计更加复杂，钢板桩围堰展现出施工速度快、节约工期的优点，因施工中使用钢板桩围堰止水效果好，在广大业主、监理单位获得一致好评。锁口钢管桩围堰属于一种比较新型的围水、支护结构，同时具有钢板桩围堰结构简单、便于施工以及能够回收利用等优势，可以缩减内支撑层数、具有较大双壁钢围堰刚度，而且方便取土，在浅深开挖地桩承台基坑支护中较为适用。

表2 综合比选基坑支护结果

支护方法支护费用/元支护

耗时技术

难度设备

要求综合排序

排桩内支撑

挡土灌注排桩

钢板桩

钻孔咬合桩

水泥土桩结合灌注桩

钢板桩与钢管桩

锁口钢管桩