谈河漫滩桥梁基坑开挖施工技术

王 国 青

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000)

谈河漫滩桥梁基坑开挖施工技术

王 国 青

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000)

结合河漫滩桥梁基坑工程，介绍了基坑开挖的总体方案，对施工准备、台阶基坑开挖、钢板桩打入、防渗漏及横撑设置等施工要点进行了阐述，并说明了基坑的监测措施，为工程的顺利施工奠定了基础。

桥梁，基坑开挖，施工，监测

1 工程概况

本工程汾河大桥全长396 m，上部结构采用13孔30 m先简支后连续预应力混凝土箱梁，下部结构采用柱式墩、肋板台、钻孔灌注桩基础，全桥平面位于平面曲线上，汾河主河道宽约50 m，其中3号墩～10号墩均处于汾河河漫滩中，每个墩布置4根φ1.5 m钻孔灌注桩及两个系梁。河漫滩经整平后高程平均为412.5 m，河流水位约为410 m，在洪水季节平均达411.5 m，系梁基底高程为406 m，基坑开挖深度达6.5 m。

2 施工方案的选择

为了保证工程施工的顺利进行并确保安全，我项目部根据实际情况经过研究，决定采用以下施工方案进行施工。

基坑开挖土方总体按“竖向分层、挖掘机挖掘、坑内归堆、挖掘机台阶接力装载、汽车外运”的方法进行施工。

由于基坑深度达6.5 m，考虑到基坑开挖时需要放坡，因此左右幅系梁基坑合并开挖，由于原地面2 m以下为砂土，且处于汾河水位以下，在开挖过程极易坍塌，开挖时拟分两级台阶(台阶宽度2.5 m)进行开挖，并在开挖至距系梁底面高程2 m时施打钢板桩围护后再进行内部土层开挖，开挖完成后采用碎石对基底进行换填，根据系梁设计尺寸及放坡系数(1∶1)，并考虑四周各1.5 m的施工作业面后，确定单个桥墩系梁基坑的开挖宽度为42.25 m×24 m，钢板桩围护范围为23.25 m×5 m，采用H20×20型钢作为钢板桩，根据钻孔时的地层情况，在系梁底面以下2 m处为卵石土，因此确定钢板桩桩长为5.3 m，基坑开挖完成后的钢板桩入土深度为3 m，其中进入卵石层1 m。

3 基坑开挖支护施工

3.1 施工准备

基坑开挖前必须做好施工测量，根据施工设计图，测定桥墩的中心桩、基础纵横边和中线。同时还必须做好断面测量，放出基坑开挖边线，沿中轴线每隔5 m设置标记桩，并用线绳或石灰划线，经验收无误后，方可进行基坑的开挖。

为保证工程能快速及时的完成，项目部投入挖掘机2台，打桩机1台、装载机1台、吊车1台、H20×20型钢50 t、泥浆泵4台、电焊机2台、管理人员6人、工人15人进行该工程的施工。

3.2 一级台阶基坑开挖

基坑的开挖采用人工配合机械，首先采用挖掘机对一级台阶深度范围的土层进行开挖，挖出的土方及时运走，不要堆放在基坑四周，开挖时基坑四周坡率按1∶1进行控制，保证土体的相对稳定。

3.3 二级台阶基坑开挖

基坑开挖2 m深后，留出2.5 m宽的台阶供挖掘机作业，由于该层工程地质以软泥砂层为主，极易坍塌、流动，且地基松软，为防止挖掘机作业时沉陷，开挖时在挖掘机履带下采用钢板进行铺垫，确保挖掘机的稳定，开挖的同时为防止工作面积水，影响土方开挖的顺利进行，在基坑四周先开挖集水坑采用污水泵不间断抽水，每一集水坑设一台管径100 mm的污水泵，及时把水抽至基坑外，保证水位始终处于开挖工作面以下，开挖至4.5 m深后，再进行测量放出钢板桩施打边线，然后进行钢板桩的打入。

3.4 钢板桩的打入

在二级台阶上放出钢板桩施打边线后，用白灰划线，然后根据施打边线在横桥向插打钢管作为定位钢管桩，钢管桩四角及桥中心线处布置，内外侧共12根，在定位钢管上安放定位横梁，定位横梁采用与钢板桩同型号的H20×20型钢，四角设两道斜撑，斜撑与横梁呈45°夹角，采用焊接固结连接，定位横梁的位置高出二级台阶平面30 cm即钢板桩施工顶面，在施工时必须严格布置，以保证打出的钢板桩处于同一水平面上，并提高工效。在定位横梁安装完成后即可开始进行钢板桩的插打施工。

钢板桩的插打从河上游一侧中心开始进行第一片钢板桩的插打，然后向两侧逐片施打，最后在下游合龙。第一片钢板桩是插打的关键，为了确保其插打的位置准确，以作为其他钢板桩插打的样板，在插打时以导梁进行定位，一边插打，一边进行测量校正，发现偏移，及时调整，确保桩身垂直，直到钢板桩顶面与定位横梁基本持平，插打完成后及时将钢板桩与横梁进行焊接牢固。

然后以插打好的第一片钢板桩为准，从两侧进行其余钢板桩的插打，用吊车将钢板桩吊起后，人工帮扶按设计的钢板桩间距插入定位横梁，再用振动锤振动下沉。在插打过程中，控制好每片桩的垂直度，发现倾斜，及时调整，每根钢板桩施打完毕后，及时与定位横梁焊接牢固。

钢板桩插打至下游合龙段时，提前对剩余的长度进行测量，合龙段的调整空间留出3 m左右，并根据剩余长度计算合龙段所需的钢板桩数量，合龙段的钢板桩数量控制在8根～10根，可适当调整钢板桩间距。根据计算结果，先将剩余的钢板桩按调整后的间距逐片插入，若合龙段缝隙过大，及时调整，直至满足要求后，再逐片打至设计高度。

3.5 剩余基坑土方的开挖

钢板桩打完后，采用两台挖掘机进行剩余土层的开挖，一台挖掘机在二级台阶上开挖将土方挖至一级台阶上，另一台挖掘机从一级台阶上将土挖至基坑外，开挖过程中用水准仪随时控制标高，以防超挖。由于基底地基松软，开挖至系梁基底标高后再超挖1 m进行换填碎石，以保证后续作业的施工，并在四角挖集水坑，用水泵进行排水。

3.6 防渗漏及横撑设置

基坑开挖完成后，为防止渗水造成四周淤泥或流沙从钢板桩渗漏入基坑中，及时在基坑四周沿钢板桩内侧打入5 mm厚的钢板。

另外，为避免四周土体坍塌对钢板桩挤压造成偏移，横向设置两道内支撑，内支撑分上下两道，竖向间距1 m，采用与钢板桩同型号的H型钢，为了防止支撑影响系梁、墩身的施工，支撑设置在左右幅墩身之间。

3.7 基底换填、桩头凿除及封底

基坑开挖完成后，及时采用碎石进行回填，回填深度为1 m，回填完成后及时进行桩头的凿除，凿除完成后采用10 cm厚C20混凝土进行封底，然后即可再进行系梁的施工。

3.8 系梁、墩柱施工

基底处理完成后，及时进行系梁及墩柱的施工，在进行钢板桩围护并用泥浆泵抽水后，系梁、墩柱即转为旱地作业，与普通墩台施工工艺相同。

3.9 钢板桩的拔除

待系梁及墩柱施工完成后，即可对钢板桩进行拔除，拔除前首先拆除横撑及内侧钢板，然后逐根割断钢板桩与定位横梁的连接，再采用吊车进行拔桩，拔桩时按与打板桩顺序相反的次序拔桩，钢板桩拔除一根，及时清除土砂，涂以油脂。变形较大的钢板桩需调直，完整的钢板桩要及时运出工地，堆置在平整的场地上。

4 基坑监测

为了确保安全，在施工过程中，由专职安全员对基坑的稳定情况进行全过程监测。

4.1 监测内容

做好钢板桩及横撑的位移监测。钢板桩支撑体最大侧向位移警戒值为30 mm，每天发展不超过5 mm且连续3 d位移不得大于3 mm。周边环境监测：周边道路的路面沉降、裂缝的产生和发展等；钢板桩支撑顶的水平和垂直位移。

做好水位监测：水位变化超过0.80 m时应向有关各方报警。

4.2 监测要求

为做好基坑开挖过程中的位移监测，施工前在基坑四周设置全站仪位移观测点，在施工过程中用全站仪跟踪观测，钢板桩插打完成合龙后，每天定期对钢板桩桩顶的位移观测2次，上午、下午各1次，在内部支撑施工完成后，每天观测1次，监测桩顶向基坑内外的偏移量，如遇位移、沉降及其变化速率较大时，则应增加观测的次数。挖土至坑底期间应增加监测次数。同时及时对观测数据进行总结分析，如发现观测数据大于警戒值时，及时报告相关部门，以便及时采取措施，以保证施工的安全，直至钢板桩内部支撑全部拆除后，方可停止观测。

5 结语

在河漫滩中进行基坑开挖时，对地质情况的了解及基坑围护方案的选择，施工技术控制到位是保证深基坑顺利施工的必要前提。实践证明本工程汾河大桥河漫滩中深基坑采用钢板桩围护支撑的施工方案是可行的，确保了施工工期,且对于河漫滩软弱地层深基坑施工具有较好的指导意义。

[1] JTJ 041—2000，公路桥涵施工技术规范[S].

[2] 杨文元，徐 犇.桥梁施工工程师手册[M].北京：人民交通出版社，1997.

[3] 田克平.公路桥涵施工技术规范实施手册[M].北京：人民交通出版社，2011.

[4] JTG D63—2007,公路桥涵地基与基础设计规范[S].

Discussion on foundation pit excavation construction technolgy of river Mantan bridge

Wang Guoqing

(ShanxiRoad&BridgeSecondEngineeringLimitedCompany,Linfen041000,China)

Combining with the river Mantan bridge foundation pit engineering, this paper introduced the overall scheme of foundation pit excavation, elaborated the construction preparation, step foundation pit excavation, steel sheet pile invasion, anti leakage and cross braces setting and other construction key points, and described the monitoring measures of foundation pit, laid foundation for the smooth construction of project.

bridge, foundation pit excavation, construction, monitoring

2015-01-21

王国青(1979- )，男，工程师

1009-6825(2015)10-0163-02

U443.1

A