探讨大方互通桥梁深基坑施工控制措施

2022-08-15贺富强

人民交通 2022年6期

关键词：拉森新城围堰

文/ 贺富强

工程概况

宁马高速大方互通改扩建项目在南京市雨花台区板桥新城范围内，位于现状板霞线与宁马高速交叉处，在原有的1/4半苜蓿叶＋半菱形互通的基础上原位扩建为全枢纽互通，采用变异苜蓿叶形式。

板桥河为跨区的市级重要河道，不通航，河道全长20.21km，河道底高程4～6m，底宽4～15m，设计流量150m3/s。本项目段河道底宽约8m～17m，局部不足8m。

施工时河道水位标高为+5.2m，根据现场勘查，深基坑工程施工主要有主线桥7#墩、G匝道1#墩在现状河道内的下部结构工程，主线桥8#墩、G匝道2#墩、A匝道2#、3#、4#、5#、6#墩在规划河道内（现状为陆地）的下部结构工程。

根据地质勘察报告，自上而下为素填土、粉质黏土、黏土层，各土层的性质分别为：

1-2层素填土:为近10年堆填,极不均质；2-1层粉质黏土:黄灰色、灰黄色,可塑；3-1层粉质黏土:灰黄色～黄褐色,可硬塑；3-2层粉质黏土:灰黄色～黄灰色,可塑为主；3-3层黏土:黄褐色～褐黄色,硬塑。

现场施工准备

施工前对原地面标高进行了测量，根据测量结果和设计图纸，对基坑开挖深度进行了测算，并根据基坑开挖深度以及周边环境进行了支护结构设计，虽然新城7#墩、1#墩开挖实际深度为4.8米，未超过5米，但由于周边环境较为复杂且在现状河道中施工，因此将其纳入超过一定规模的危大工程进行管理，具体设计如下：

1.新城7#墩、1#墩，承台标高/承台底标高为+5.8/+1.5，开挖深度4.8m,采用“钢板桩+一道围檩支撑”支护方式；钢板桩均采用拉森Ⅳ型12m钢板桩，钢板桩宽40cm；钢支撑及钢围檩均采用HM48.8×30cm型钢，支护长边40.8m，宽9.25m。

2.新城8#墩、2#墩,承台标高/承台底标高为+8.5/+1.5,开挖深度7.5m,采用“钢板桩+两道围檩支撑”支护方式；钢板桩均采用拉森Ⅳ型18m钢板桩，钢板桩宽60cm；钢支撑及钢围檩均采用HM48.8×30cm型钢，支护长边40.8m，宽9.25m。

3.2-6#墩,承台标高/承台底标高为+11.2/+2,开挖深度9.5m，采用“钢板桩+三道围檩支撑”支护方式；钢板桩均采用拉森Ⅳ型18m钢板桩,钢板桩宽60cm；钢支撑及钢围檩均采用HM48.8×30cm型钢，正方形边长8.2m。

上述基坑排水均为钢板桩形成封闭止水帷幕，坑内集水明排。

基坑控制措施

钢板桩质量检查

1.拉森钢板桩锁口检查

锁口质量直接关系到围护结构的整体稳定性和水密性。钢板桩进场后需对其进行检查，清理锁口内杂物，整修缺陷部位。要用长2m的同规格、同类型的钢板桩作标准，对进场的钢板桩进行锁口通过检查。

2.拉森钢板桩宽度检查

将每块钢板桩分上、中、下3处测量其宽度，使钢板桩的宽度基本相同，每块之间偏差值小于10mm。发现钢板桩局部变形的需要增加测量部位，使得每块钢板桩的两侧锁口平行，偏差超标的钢板桩应予以退场。

3.拉森钢板桩锁口防渗和润滑措施

为确保钢板桩在施工过程中能顺利插拔和实现防渗性能应将每块钢板桩锁口多次、均匀涂以高质量的混合油。

钢板桩打设控制

1.位桩的打设

在打设钢板桩前先打设定位桩，定位桩采用相同长度钢板桩，定位桩打设深度与钢板桩深度相同。

2.钢板桩的起插及过程控制

各项准备工作就绪后，按设计桩位采用打桩机将钢板桩依次施工到设计标高。

3.钢板桩插打施工

插打时，首先一边施工插入一边将打桩锤缓慢下放，用锤球在水平和竖向两个方向进行实时观测和调整，使得钢板桩插正和插直；其次以第1根钢板桩为参照和基准，沿钢板桩插打方向插打后续的其他钢板桩到设计位置，在施工期间，垂直度要用锤球经常控制，发现问题应及时调整。打桩过程中，重视角桩的施工，锁扣从上在紧闭垂直的状态下，缓慢均匀插打，直到进入设计标高，确保锁扣闭合。

4.防渗和堵漏控制措施

钢板桩施工过程中防渗和堵漏至关重要，要从一开始高度重视，因此钢板桩在检查合格打入前应在锁口内涂以木屑和黄油等混合物，起到密封的作用。如果锁口经检查存在漏水，应在内侧用棉絮等嵌塞，在外侧包裹一层防水彩条布；如果桩脚位置渗漏水，应渗漏位置采用水下混凝土封底应急。

如果渗水量大难以堵漏时，应在钢板桩外侧补打木桩，并在木桩围堰内侧铺设彩条布，在木桩与钢板桩围堰之间填筑粘土。如继续渗漏，则应采用补水措施，使内外水压平衡。

5.钢板桩施打质量控制

对施工完成的桩进行测量，按照桩垂直度＜1%，桩身弯曲度＜2%L进行控制。

内支撑系统安装

以新城大街7#墩及G匝道1#墩（一道围檩支撑系统）为例，12m钢板桩插打施工完毕即进行内围檩施工，钢围檩及支撑设置在板桩顶以下2m处，水平撑杆采用φ609×16mm钢管，角撑采用HM48.8×30cmH型钢，最外侧角撑采用3*3m间距角撑焊接，中管角撑采用1.5*1.5m间距角撑焊接。

在钢板桩内壁上焊围檩托架。每3m设置一道托架，每道钢板托架采用两块50*30*1cm钢板，双面满焊。边角用5号角钢设置一道限位挡块，防止围檩变形脱落。工作面挖出、围檩安装完成后，定出横撑两端中心点位置，确保横撑轴心受力。其他基坑内支撑系统同上述要求安装。

施工监测

监测工作是围堰工程的一个重要组成部分，必须贯穿整个施工过程。围堰监测的主要目的是确保围堰本身、内支撑的安全,以及临近桥梁的安全。

监测范围与对象

监测分为围檩顶部和坑底监测，具体为：

围檩顶部监测：新城7#墩、1#墩和8#墩、2#墩监测点布设在第一道围檩HM400*300mm型钢上，长边每10m设置一个点，短边中间设置一点，总计8个点；A匝道正方形围檩每边中间设置4个监测点。

基坑底部监测：基坑底部监测在封底砼浇筑的同时，新城大街7、8#墩、A匝道基坑预埋监测点作为位移及高程变化观测点。设置的位置与围堰顶部一致。基坑底部位移及高程观测每天早晚各一次，每天早晨观测完成数据在可控值内方可下基坑作业。24h内超过4mm时预警，需采取加固措施，加密围檩支撑。

监测频率

支护桩顶水平竖向位移、支撑轴力：

1.基坑开挖初期（挖深小于3.0米），每隔1～2天监测一次。如出现异常现象加密监测。

2.基坑挖深超过3m时，应每2天监测一次。如果出现异常情况应每天监测一次。

3.基坑开挖快到坑底及挖到底设计标高后7天内，每天监测一次。如果出现异常情况应加密监测，现场情况严重甚至24小时连续监测。

4.基础底板浇筑完毕后，每天监测一次。

5.支撑拆除前监测一次，拆除过程中每天测一次。当监测值超过报警值时，必须根据现场实际情况及时缩短监测时间间隔，加密监测次数。

监测内容

监测项目包含仪器监测（围堰顶部水平位移监测及竖向位移监测、钢支撑轴力监测）及巡视检查（钢板桩、围檩、钢支撑是否有较大变形，水位，渗漏情况等）。

监控允许值及报警值

桩顶最大变形最大值水平40mm、竖向60mm，变化速率不得超过4mm/d，累计允许值不超过80%；支撑内力不超过2000KN，累计允许值不超过80%。

监测结果及分析

通过严格按照上述施工方案和监测方案进行施工，结果显示总的来说围护结构在施工完成前基坑过程中变形较小，在基坑开挖阶段基坑变形上升较大，变化速率快，阶段累计变形值最大，封底后围护结构拆除后变形较小，变化速率小。从基坑的形状来说，新城7#墩、1#墩等长条形的基坑变形量大，在受力薄弱点要重点关注，加强监测。从基坑深度来说，虽然新城7#墩、1#墩深度浅，但是变形值大，应该予以重视，这也佐证了纳入超过一定规模危大工程管理的必要性。