浅谈桥梁深基坑挡土墙防护施工方案

王保山（中铁十五局集团第三工程有限公司，四川 成都 610097）

1 工程概况

郑州至万州铁路站前工程河南段7标段方城框架中桥位于方城车站内，桥址里程DK228+965.90，桥身总长为46.80m。该铁路桥涵主要用于车辆通行，雨季作为地表水排水通道，跨越规划道路，桥址地势平坦开阔，附近为农田，沿线村村通公路发达，交通便利。该桥孔跨布置为（14+16+14）m，净高4.80m。全桥为钢筋混凝土框架结构。原地面距桥基础底面最大高程差为7.7m，线路左侧为施工主便道，重载车辆行驶频繁。基坑范围内表层覆盖粉质黏土，表层下为细砂和细圆砾石层，下层主要为含砾粉质黏土。地下水丰富，主要为第四孔隙潜水和弱承压水，受地表河流及大气降水补给，水量随季节变化。基坑开挖时需针对基坑边坡采用混凝土挡土墙作为临时支护，满足建设施工要求，同时保障施工安全。

2 基坑开挖稳定性分析

根据现场调查情况，本工程雨季施工，降水量较大，地下水丰富，基坑土质具有膨胀性，遇水宜发生坍塌，基坑左侧为施工主便道，活荷载较大，存在极大的安全隐患[1]。工作面开阔，基坑开挖深达7.7m，拟采用分级放坡开挖。根据土质情况，进行定量计算后，采用重力式挡土墙支护的防护方案。在定量计算中，根据试验结果并结合反算参数及经验，参数选取分别为：浮容重γ=19kN/m³，摩擦角φ=22.5°，黏聚力c=25kPa，活荷载q=59.3kPa，安全系数k=1.35。计算结果满足挡土墙的抗倾覆稳定性要求。

3 深基坑防护施工

3.1 施工准备

对施工现场实地地下管线现状进行探查，对地上和地下的妨碍施工线路进行整改。在施工区域开挖线外1.0m宽位置，设置1.2m高的防护栅栏，确保施工区域施工安全。按施工计划安排施工人员和施工机械进入施工现场，进行技术、安全交底。

3.2 测量放线

利用全站仪放出桥址平面位置和基础开挖边界线，每侧比框架中桥基础襟边宽出4.5m，用白灰撒线，每层开挖前由固定的测量人员用全站仪精确测量，定出开挖边桩并撒出开挖边线。

3.3 基坑开挖

采用“分层台阶接力法”， 按坡率1:0.25放坡开挖成型的施工方法。开挖顺序为：先挖中槽再挖两边。开挖深度分为3层开挖，第1层开挖深2.3m，为保证机械在开挖下层土方的施工安全和边坡坡面稳定，留置好台阶位置，台阶宽度不得小于1m。开挖中槽要按照先左后右的顺序依次开挖。挖掘机直接开挖并装车外运，基底开挖面以上0.3m的土方采用人工开挖，严格控制超挖并防止对基底扰动。基坑开挖完成后，在基坑的四周分别设置20cm×20cm矩形混凝土排水沟，在排水沟的汇水点设置50cm×50cm×80cm混凝土集水井，利用水泵将基坑内的积水排出坑外，在基坑以外设混凝土截水沟，将地表水引至指定位置。

3.4 挡土墙施工

挡土墙坡率采用1:0.25，一级挡土墙厚度0.8m，二级挡土墙厚0.5m，台阶厚0.3m。一级挡土墙中配置φ10cm泄水孔，泄水孔间距为3.0m，后置无纺布反滤层。挡土墙沿长度方向每隔15m设置一道缝宽2cm的贯通缝，缝内用沥青麻筋填充。

4 基坑监测

1）本基坑开挖深度最大为7.7m，观测频率按照二级基坑考虑，挡土墙支护结构顶部水平位移预警值为：累计值55mm，变化速率12mm·d-1；顶部竖向位移预警值：累计值60mm，变化速率8mm·d-1；当监控值达到或超过预警值后，缩短监测周期，增加监测次数。

2）及时向设计人员提供监测数据及最终测试评价成果，以便进行分析及采取相应的防范措施。

3）变形监测网的网点，设置基准点、工作基点和变形观测点。基准点应选在变形影响区域外稳固可靠的位置设置3个基准点，选用挡土墙附近一级控制点作为基准点，他们的编号分别为JD1、JD2、JD3。工作基点的点位选在比较稳定、同时条件较好且方便使用的位置，基准点埋石制作，水平位移及垂直位移基准点采用φ12钢筋，水平位移基准点在钢筋顶用钢锯锯出十字线、垂直位移基准点采取将钢筋头打磨成圆弧形，造好标石到现场选点埋设，检测期间，应定期检查工作基点的稳定性。变形观测点设置在每级挡土墙的墙顶位置及距挡土墙外边缘1.0m的位置，对应设置，沿挡土墙支护方向，每隔5m于墙顶及挡墙外原地面分别设置一个观测点，观测标采用φ12钢筋，并将钢筋头打磨成圆弧形，在圆弧位置上锯十字线，此观测点作为水平位移观测点和垂直位移观测点。在第一段挡土墙浇注拆模后，用电锤在挡墙顶钻孔10cm深，将制作好的观测点插入钻孔内，并将其固定。

4）水平方向位移采用坐标测量，用全站仪进行观测，监测点坐标中误差根据挡土墙顶部水平位移报警值确定，坐标中误差＜3.0。垂直位移采用水准测量方法，监测点测站高差中误差根据挡土墙竖向位移精度报警值确定，监测点测站高差中误差＜1.0[2]。

5 安全防护

桥涵深基坑防护施工过程中，对施工人员进行相关培训和安全教育，各工种熟悉操作规程及安全注意事项，必须佩戴安全防护用品保证安全生产，建立相关的安全管理制度以及应急预案，在现场配备专职安全管理人员。

6 结 语

郑州至万州铁路河南段铁路路段的桥涵深基坑防护施工方案的设计，不仅从技术层面保障桥涵的深基坑施工的安全进行，而且还从施工人员安全教育和安全施工制度上进行相应的方案设计，提出实际施工要求，有效解决了水文和地质对深基坑的影响，为今后深基坑防护工程施工提供相应的技术指导。