承台深基坑支护施工技术

陈高杰 孙伟

本文以鄂州市新旭光大桥工程为案例，详细介绍了承台深基坑拉森钢板桩支护施工技术，为类似工程提供参考。

一、工程概况

新建旭光大桥长172m，跨越长港河，桥跨组合为45+75+45m，全宽12m；大桥上部结构为预应力混凝土变截面连续箱梁；主桥主墩（1#、2#墩）为平面尺寸6.5×2.5m的矩形实体桥墩，承台为平面尺寸8.9×8.2m、厚3.0m的矩形承台，基础为4根φ2.0m钻孔灌注桩；桥台为肋板台，盖梁宽2.0m、厚1.4m，承台为框架式混凝土承台，厚1.5m，基础为4根φ1.2m钻孔灌注桩。

二、深基坑施工关键技术

考虑远期大桥所跨之长港河河道拓宽、拓深需要，按照施工图设计要求，旭光大桥主墩—1#、2#墩桩头、承台需埋入既有地面线以下2.8m（既有地面线——承台顶），承台厚3m，且施工作业面临河，施工水位与既有地面线基本持平，故需考虑封底混凝土厚度。则承台施工时，基坑开挖深度6.8m，属于Ⅲ级基坑。为确保施工安全，需采取措施对开挖基坑予以支护，以确保施工安全。

1.基坑支护方案

综合考虑水文地质条件、围堰尺寸、技术难度、工程成本等因素，确定选用钢板桩围堰，壁板选用拉森Ⅳ型（SKSP-Ⅳ）钢板桩，围堰面积确定综合考虑承台及施工塔吊基座需要。围堰平面尺寸为14.28×11.07m（钢板桩外边线），设计桩长12m，入土深度4.7m。施工水位15.5m，设计C30混凝土垫层厚度100cm，基坑深6.8m。基坑开挖过程中设2道支撑，支撑底标高分别为13.7m和11.2m。围檩及内支撑均采用双拼HN600×200×11×17型钢。围堰结构平面图、立面图、围堰内支撑布置如下。

2.总体施工顺序

施工准备→地面清表至15.5m位置→搭设钢板桩导梁→插打钢板桩→基坑向下开挖1.8m→安装第一层围檩及内撑→基坑继续向下开挖2.5m（累计4.3m）→安装第二层围檩及内撑→基坑继续下挖2.5m（累计6.8m）→浇筑封底混凝土→施作集水井→拆除第二层围檩及内撑→承台、塔吊底座施工→桥墩施工至原地面线以上→回填土方至第一层内撑底→拆除第一层围檩及内撑→回填土方至原地面线→拔桩。

图1 围堰结构平面、立面布置图（单位：cm，标高以m计）

3.主要施工方法

（1）清表至15.5m标高

采用220挖掘机清除地面砖渣层，将施工范围内的现有地面标高降低至15.5m位置，并将施工区地表面予以整平。

（2）搭设钢板桩导梁

为确保钢板桩插打位置准确，需设置相应定位导向梁，将工12.6的型钢焊接成两个内外边框，内外边框净距440mm，2片拉森钢板桩宽340mm(单片170mm)，钢板桩定位时，内外侧分别留有5mm富余空间。

（3）插打钢板桩

在钢板桩围堰外轮廓线外围3m范围内铺设1cm厚铁板，形成钢板桩围堰施工平台，方便打桩设备行走与操作，单个打桩平台面积为186.79m2，采用打桩机配个人工单桩连续施打的方式进行施工，打桩机将钢板桩吊起，人工扶正就位，振动锤将土体振动“液化”匀速压入，如此反复施工，完成钢板桩的插打作业。

（4）基坑向下开挖1.8m

采用挖掘机将钢板桩围堰范围内的土方进行开挖，挖出土方堆放位置距离基坑边缘3m外，土方开挖时，挖斗应与钢板桩内壁保持一定安全距离，以防挖斗损伤钢板桩导致变形，未挖净土方随着开挖深度的增大任其自然（可人工采取小型工具助铲）坍塌入坑即可，采用5m塔尺量测开挖深度，下挖1.8m后，停止开挖，并用挖斗整平泥面，以便下道工序施工。

（5）安装第一层围檩及内撑

采用25t吊车将HN600型钢（提前下料）按方案设计图要求吊入基坑内，人工配合手拉葫芦，通过木枋支垫调整内撑位置，精准定位后，沿桩壁进行满焊连接。

（6）基坑继续向下开挖2.5m

继续利用挖掘机下挖基坑，施工方式及注意事项同4.2.5节，此处不再赘述。

（7）安装第二层围檩及内撑

施工方式同4.2.6节，此处不再赘述。

（8）基坑继续向下开挖2.5m

继续利用挖掘机下挖基坑至基坑设计底标高以上20cm位置，剩余20cm采用人工开挖的方式进行，以免扰动原状土。此时基坑深度已达到设计要求，基面整平后，利用人工在基坑2角（对角线布置）分别开挖1个面积50*50cm、深40cm的集水井，然后作业人员进行二次整平，地表呈约2%的坡度（集水井处于坡度最低点处）。

（9）浇筑封底混凝土

封底混凝土标号为C30，单个基坑用量为168m3（考虑12%损耗），采用泵车、导管将C30混凝土于基坑四角及中心点处（均分，每个点泵入30 m3）依次泵入基坑底部，完成封底混凝土的浇筑，为保证封底工作能一次完成，且混凝土板顶面平整，混凝土和易性、流动性适当加大。

注意：封底混凝土浇筑完成后（基面完全浇平），混凝土初凝前，在集水井所处位置，采用木模配合人工，施作面积50*50cm、深40cm的集水井，这样就可保证整个基面的每个部位均有1m的封底厚度；表面收面时，注意表面平整且具有朝向集水井的约2%的横坡。

（10）承台、塔吊底座施工

基坑支护工程施工完成后，即可开展承台、塔吊基础、桥墩的施工。

（11）拆除围檩土方回填

在25t吊车预提的情况下，采用氧割方式将围檩、内撑分块依次拆除吊出，拆除顺序为：短内撑→长内撑→围檩。至此，基坑支护工程已全部完成。坑内建筑物施工完毕并经验收合格后，采用挖掘机将开挖基坑时挖出的土方回填入坑。

（12）拔桩

先用打桩机夹住钢板桩头持续振动1-2分钟，使周边土方松动 “液化”，以减少桩土间摩擦力，再匀速缓慢上拔。当遇到拔桩困难的情况时，应停止拔桩，先振动1-2分钟，再往下锤0.5~1m，然后再向上振拔，如此反复即可将钢板桩顺利拔出。

三、安全保证措施

（1）禁止患有高血压、心脏病或恐高症的施工人员进行高空作业，所有施工人员必须接收详细安全交底后，方可承担基坑施工任务；

（2）施工期间，基坑周边搭设临时防护栏杆，栏杆高度不得低于1.2m，防推能力不得低于1000N，无关人员禁止靠近，专职安全员全程值守现场进行安全维护，重点防高空坠物落入进坑，砸伤坑内施工人员；

（3）非本工点作业人员，不得在本工点施工范围内逗留，坑内外施工人员配备对讲机进行沟通；

（4）坑口3m范围内禁止堆载；

（5）雨天禁止施工，并及时撤离人员；

（6）施工过程加强地表裂缝观察、结构变形、桩壁渗水检查，出现地表开裂时，及时撤离坑内人员，并通过坑内回灌水、回填土等方式进行应急处理；桩壁渗水时，采用阻水材料局部阻水应急；

（7）持续观测基坑变形情况，当发现变形异常时，应立即停止施工，撤离人员，待查明原因，并采取有效处理措施后方可继续施工；

（8）加强坑口防护，防止高空坠物或人员高空坠落事故发生；

（9）孔口设置钢筋（爬梯采用HPB300的光圆钢筋制作）爬梯，形成人员上下通道；

（10）施工人员作业时，安全帽、安全带、安全手套及防滑鞋、紧口衣服穿戴整齐。

（11）每日施工前，现场管理人员应确认基坑安全无误后，方可下发指令，允许作业人员入坑作业。

四、结语

深基坑一直是建筑行业施工管控的重难点，多年来因深基坑垮塌等引发安全事故的案例屡见不鲜。深基坑施工本身是一项技术与现场管理均很复杂的工作，根据现场实际情况制定有针对性的、行之有效的、合理的专项施工方案非常重要，本工程采用钢板桩围堰的支护措施进行基坑施工，全过程安全可控，工期也达到预期，证明本次承台深基坑支护施工技术的应用是成功的，业内同行遇到类似工程可参考一二。