桥梁基础深基坑施工技术总结

2022-05-17于天

科技创新与应用 2022年13期

于天

（南京市公共工程建设中心，江苏南京 210000）

根据JTG F90-2015《公路工程施工安全技术规范》，深度不小于5 m的基坑（槽）的土（石）方开挖、支护、降水，或开挖深度虽小于5 m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建（构）筑物安全，或存在有毒有害气体分布的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程，属于危险性较大的工程，需编制专项施工方案并需专家论证、审查。

桥梁钻孔灌注桩施工完成后，承台的开挖深度大于或等于5 m的基坑开挖、支护、降水的施工属于以上情形，如图1所示。

图1 基坑平面及剖面示意图

1 工程重难点分析及施工对策

为保证桥梁承台基坑施工钢筋绑扎、模板安装以及混凝土浇筑顺利进行，要针对地下水位高、地表水丰富的施工地质条件，采取措施进行承台基坑开挖，降低地下水位，排除地表水，并在此基础上规划施工机械、人员操作、建筑材料的作业空间。因此，基坑支护、开挖及降水是承台基坑施工的重点。

2 主要施工方案

主要施工方案包括井点降水方案、基坑支护方案、基坑开挖方案。采用轻型井点降水系统，于基坑开挖前布置井点，观测水位，达到降水要求后进行基坑开挖。基坑开挖采取钢板桩支护开挖方式，保持基坑稳定，创造作业空间。

3 桥梁承台施工作业流程

桥梁承台施工作业流程图如图2所示。

图2 桥梁承台施工作业流程图

3.1 基坑降排水

为创造施工无水作业平台，基坑开挖与基坑降水配合施工，除降水外，开挖前在基坑外设置截水沟与排水沟，开挖后于基底设置排水沟与集水井，每个基坑设置至少2处集水井且为对角钻取，集水井外口直径200 mm，深度为6~7 m，每个集水井均采用1台1.5 kW的水泵不定时地进行降水，确保基坑内无积水现象。

3.2 基坑支护

现场采用钢板桩支护方式，配合使用钢围檩以及角支撑、对口支撑加固。

钢围檩和角支撑采用双榀HW400型钢，角支撑设在围檩拐角处且横纵向2 m。水平支撑采用内径500 mm、壁厚10 mm的钢管，设置在承台中心顶部且支撑基坑长边位置。进行支护结构设计，钢板桩单根长度12 m，入土深度5.5～7 m，采用单层钢围檩，钢管对口撑距承台顶面1 m，如图3所示。

图3 基坑支护布置图

3.3 钢板桩插打

采用履带式液压打桩机施打拉森钢板桩，施打前探明地下管线情况，放出准确的支护桩中线。测量定位钢板桩位置，在钢板桩位置挖沟槽，然后施打钢板桩。

具体步骤如下：

（1）钢板桩材质和外观质量检验。

（2）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

（3）钢板桩施打采用屏风式打入法施工，施工时，将10~20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。

3.4 基坑开挖及钢围檩支撑

基坑采取分层开挖，严禁掏空、深挖。开挖过程，严格做到先撑后挖、先换撑后拆撑，先开挖至支撑底标高，安装内支撑体系并在平面内形成整体平面支撑后，方可开始下一层土方开挖，不得在仅形成局部支撑的情况下开挖局部土方。

（1）使用挖机开挖至钢板桩顶面以下1.5 m位置，在高度1 m的位置沿钢板桩内侧每3 m安装一道牛腿支撑，与钢板桩密贴后满焊。采用25 t吊车逐根安放HW400型钢围檩，拐角处采用角板焊接。四角分别设置型钢角撑，自钢板桩角点纵横向距离2 m。沿钢围檩长边中间位置纵桥向安装内径500 mm、壁厚10 mm的钢管支撑，如图4、图5所示。

图4 第一层围檩安装

图5 角撑安装

（2）第一层围檩及支撑安装完成后，继续进行第2次开挖，底部预留20 cm厚泥土采用人工开挖，避免超挖扰动基底原状土。

（3）支撑安装的容许偏差应符合规范要求。

3.5 支护体系拆除

拆撑时需基坑回填至支撑底部，回填土固结后进行该道支撑拆除，回填一层，拆除一层支撑。

（1）基坑回填

承台浇筑拆模后，及时用中粗砂回填，回填应分层冲水振捣密实。为避免拔桩困难，钢板桩与封底混凝土及回填混凝土之间应采用彩条布隔离，并在钢板桩上抹涂润滑油，以减少拔桩阻力。

（2）支撑体系拆除顺序为：底层围檩四角支撑→钢管直撑→HW400型钢围檩→牛腿支撑→顶层支护体系→钢板桩拔除。

4 基坑变形监测

4.1 竖向、水平位移监测

建立平面控制网，采用全站仪测水平角、水平距，按解析坐标法进行计算，通过坐标的变化从而了解各测点的水平位移的情况；竖向位移通过水准仪测高程，进行数据比对，了解各测点竖向位移的情况。竖向、水平位移监测点分别设在四周围檩上及基坑外侧2 m的位置，监测点均采用HRB400Ф25 mm短钢筋，顶面刻出十字线，如图6所示。