桥梁深基坑支护施工存在的问题和处治措施分析

文／王旭 安徽省交通科学研究院 安徽合肥 230031

引言：

桥梁、深基坑和支护结构是工程建设中的三大重要组成部分，它们各自具有独特的技术要求和施工难点。然而，在实际工程中，它们之间又存在着密切的联系。本文将深入探讨这三大组成部分在施工中可能遇到的问题，并提出相应的处理方法，采取一系列的措施来确保施工安全和质量。

1.基础理论分析

1.1 深基坑支护施工

支护施工是一项复杂的工程，需要综合考虑多种因素，包括土质、地下水位、周边环境等。在施工过程中，必须采取有效的支护措施，以确保施工安全和周边环境不受影响。

首先，深基坑支护施工前需要进行详细的地质勘察和设计。地质勘察是深基坑支护施工的基础，通过勘察可以了解土质、地下水位等情况，为设计提供依据。设计需要根据地质勘察结果，综合考虑施工安全、经济性、环保等因素，制定出科学合理的支护方案[1]。

其次，深基坑支护施工需要采用合适的支护结构。常见的支护结构包括桩基支护、土钉墙支护、钢板桩支护等。不同的支护结构适用于不同的土质和施工条件，需要根据实际情况选择合适的支护结构，以确保施工安全和质量。

此外，深基坑支护施工还需要采取有效的排水措施。地下水是影响深基坑施工的重要因素之一，如果不能有效排水，会造成基坑塌陷、滑坡等安全事故。因此，需要根据实际情况采取相应的排水措施，如设置排水沟、集水井等，以保证施工顺利进行。

最后，深基坑支护施工需要加强监测和信息化管理。在施工过程中，需要对支护结构、土体变形等进行实时监测，及时发现和处理安全隐患。同时，还需要采用信息化管理技术，对施工过程进行全面监控和管理，提高施工效率和质量。

1.2 桥梁深基坑支护的特点

桥梁深基坑支护是桥梁施工中的重要环节，其特点主要表现在以下几个方面。首先，深基坑支护结构必须具有足够的强度和稳定性，以确保在施工过程中能够承受来自土压力和水压力的作用，防止发生坍塌和变形。其次，深基坑支护结构必须具有良好的挡土、挡水、挡砂的性能，以防止周围土体的位移和变形，保证施工安全。此外，深基坑支护结构还需要具有良好的耐久性和稳定性，以确保在桥梁使用过程中能够长期保持安全和稳定。

1.3 软土环境下桥梁深基坑支护难点

在桥梁工程中，软土地基是一种常见的地质条件，其特点是土质松软、含水量高、压缩性大、承载能力差。在软土地基上进行桥梁深基坑施工，面临着诸多难点。

首先，软土地基的土质稳定性差，容易发生变形。在深基坑施工过程中，容易引起土体滑坡、塌陷等事故，对施工安全和工程质量造成严重影响。

其次，软土地基的含水量高，使得土体容易产生流动，影响基坑的稳定性。同时，高含水量还会降低土体的承载能力，使得支护结构的负荷增大，增加了施工难度。

再次，软土地基的压缩性大，容易产生较大变形。在深基坑施工过程中，由于土体开挖深度大，支护结构需要承受较大的侧压力，容易发生变形和破坏。

此外，在软土地基上进行桥梁深基坑施工，往往面临着复杂的施工条件。例如，施工现场可能存在地下管线、周边建筑物等障碍物，需要进行保护或拆迁，增加了施工难度和成本。

2.软土环境下桥梁深基坑支护施工存在的问题

在软土环境下进行桥梁深基坑支护施工，存在着一系列的问题。这些问题不仅影响了施工的顺利进行，还可能对工程质量造成潜在的威胁。

2.1 环境勘察存在疏漏

在软土环境下，地质条件复杂多变，对施工提出了更高的要求。地质条件的复杂性不仅表现在土壤的物理性质上，还涉及到地下水文、岩层分布等多种因素。这就要求施工方在制定施工方案前，必须进行详细的环境勘察，全面了解地质情况。

然而，在实际施工过程中，环境勘察的疏漏却时有发生。这可能是由于勘察设备不足、技术水平有限，或是工期紧张、成本考虑等多种原因所致。这种疏漏可能导致对地质情况了解不足，从而影响施工方案的制定和实施[2]。例如，在某桥梁深基坑支护施工中，由于未充分勘察地质情况，导致施工方案不合理，出现了严重的基坑塌陷事故。这不仅延误了工期，增加了成本，还对施工人员的生命安全构成了威胁。

2.2 地基改造不完善

软土环境的地基通常较为松软，难以承受桥梁的重量和压力。因此，地基改造的目的是通过加固、夯实等方法，提高地基的承载力和稳定性，从而确保桥梁的安全和稳定。

然而，在实际施工过程中，地基改造的问题常常被忽视或处理不当。这可能导致支护结构稳定性不足，从而对整个桥梁的稳定性构成威胁。例如，某地的一座桥梁在深基坑支护施工中，由于地基改造不当，导致支护结构出现裂缝。随着时间的推移，裂缝逐渐扩大，最终影响了桥梁的稳定性，造成了安全隐患。

2.3 施工现场管理不善

施工现场管理是建筑施工过程中的核心环节，它不仅关乎到建筑的质量，更直接影响到施工的安全。然而，在实际的施工过程中，我们常常会发现施工现场管理存在诸多问题。这些问题如果不能得到及时有效的解决，不仅会降低施工的质量，更可能引发一系列的安全事故。

例如，在某桥梁深基坑支护的施工中，由于施工现场的管理不善，导致了施工人员的操作不规范，使用的材料质量也不过关。这些问题最终导致了施工质量的严重下降，甚至可能对桥梁的安全性构成威胁。这样的例子并不罕见，它时刻提醒着我们，施工现场的管理不能有丝毫的松懈。

3.软土环境下桥梁深基坑支护工程的规划细节

在桥梁建设中，深基坑支护工程是至关重要的环节，它直接关系到施工安全和质量。特别是在软土环境下，由于土质松软、含水量高，深基坑支护工程的设计和施工难度显著增加。

3.1 工程地质勘察及优化

3.1.1 落实好施工现场勘察

在规划阶段，进行详细的地质勘察是至关重要的。通过这一步骤，我们可以全面了解软土的分布、厚度以及物理力学性质等情况。这些信息对于评估软土的稳定性、变形特性以及对施工的影响具有决定性意义[3]。精确的勘察数据不仅有助于我们预测潜在的风险，还可以为后续的支护结构设计提供科学依据。这样，我们就能设计出更符合实际需求的支护结构，确保施工的安全与顺利进行。为了满足目前绝大部分桥梁深基坑支护施工的需求，前期的工程地质勘查需要从多个方面展开。

首先，我们需要对施工区域进行全面的地表调查，了解地形地貌、水文地质等情况。这有助于我们判断软土的分布和性质，为后续的勘察提供指导。

其次，采用适当的勘察方法获取软土的详细参数，如土层厚度、承载力、压缩性等。这些参数对于评估软土的稳定性、变形特性以及确定支护结构的形式和尺寸至关重要。

此外，我们还需要考虑地质勘察的精度和深度。精度决定了勘察数据的准确性，而深度则影响到支护结构的设计与施工。在勘察过程中，应选择合适的勘察手段，如钻探、原位测试等，以确保获取的数据具有足够的精度和代表性。同时，根据工程需求和地质条件，合理确定勘察深度，以满足支护结构设计的要求。

3.1.2 实现软土地基改造

桥梁深基坑施工中的软土地基改造是桥梁建设中一项极其重要的任务，对于桥梁的稳定性和安全性起着至关重要的作用。软土地基改造的方法有很多种，包括排水固结法、注浆法、置换法等。这些方法的应用取决于具体的工程条件和地质情况。

排水固结法是一种常用的软土地基改造方法。通过在软土地基中设置排水通道，将土壤中的水分排出，从而使土壤固结硬化。这种方法可以有效提高地基的承载力和稳定性，防止地基沉降和变形。在施工过程中，需要合理设置排水通道的位置和数量，以确保排水效果达到最佳。

注浆法也是一种常用的软土地基改造方法。通过在软土地基中注入水泥、石灰等浆液，通过浆液的凝固作用提高地基的承载力。这种方法可以有效改善地基的物理性质，提高地基的强度和稳定性。在施工过程中，需要严格控制注浆的配比和注入压力，确保注浆效果达到最佳。

置换法是一种通过将软土地基中的软土置换为砂石、砾石等硬质材料的方法，以提高地基的承载力和稳定性。这种方法可以有效改善地基的力学性质，提高地基的承载力和稳定性。在施工过程中，需要合理选择置换材料，并严格控制施工工艺，确保置换效果达到最佳。

然而，桥梁深基坑施工中软土地基改造也面临着一些挑战。首先，软土地基的成分和结构较为复杂，需要采取不同的方法进行加固和改造。在施工过程中，需要根据具体情况选择最合适的方法进行施工，以达到最佳的地基改造效果。其次，施工过程中需要严格控制施工质量，确保地基的稳定性和安全性。最后，软土地基改造需要综合考虑环境、经济、技术等多方面因素，选择最合适的方案进行施工。在施工过程中，需要充分考虑环境保护和资源利用等因素，尽可能减少对环境的负面影响。同时，也需要考虑施工成本和技术可行性等因素，以确保施工的顺利进行和工程质量的可靠保障。

3.2 支护结构选择

支护结构主要分为围护结构和支撑结构两部分。常见的围护结构包括钢板桩、混凝土灌注桩、地下连续墙等。这些结构的主要功能是挡土，防止土体坍塌，同时起到一定的止水作用。而支撑结构则是用来支撑围护结构，防止其变形，保证基坑稳定。结合深基坑支护结构的施工需求，可以针对性的选择不同的方案，也可以选择复合性支护结构，以此来提升施工的稳定性和安全性，那么了解不同支护结构的整体特点，有助于提升施工效果。例如，钢板桩具有较高的刚度和抗弯能力，施工速度快，但容易受到腐蚀，需要定期维护；混凝土灌注桩的强度高，稳定性好，适用于各种地质条件，但施工周期较长，成本较高；地下连续墙具备较高的整体性，刚度大，防渗性能优异，适用于深基坑工程，但施工难度较大，成本较高[4]。

在软土环境下，由于土体的强度较低，容易发生变形，因此需要选择刚度大、抗变形能力强的支护结构。例如地下连续墙（图1）和混凝土灌注桩等结构形式能够提供更好的支撑和止水效果，确保在复杂的地质条件下仍能保持结构的稳定性和安全性。

图1 地下连续墙支撑结构

在选择了支护结构之后，还需要做好基础设施建设，才可以提升深基坑施工的安全性和稳定性。首先，做好止水设计。在基坑施工过程中，止水设计至关重要。通过合理的止水措施，可以有效地防止地下水渗入基坑，保证施工安全和质量。

其次，落实基底防隆起设计。在软土环境下，基底容易发生隆起现象。因此，基底防隆起设计也是支护结构的重要组成部分。通过合理的基底防隆起措施，可以有效地防止基底隆起，保证施工安全和质量；最后，完成封底设计。封底设计的主要目的是防止基坑底部出现涌土现象。通过合理的封底措施，可以有效地提高基坑的稳定性，保证施工安全和质量[5]。

3.3 降水与排水措施

在土木工程建设中，软土的处理是一个不可忽视的环节。由于软土的含水量较高，其工程性质较为特殊，因此，合理的降水与排水措施对工程的成功实施至关重要。在工程设计阶段，设计师应充分考虑地下水对基坑稳定性的影响，并采取有效的措施来降低地下水位，防止基坑内积水。

首先，设置排水系统是降低地下水位的必要手段。排水系统的设计应充分考虑地质条件、水文气象等因素，确保系统能够有效运行。在实际操作中，可以采用盲沟、集水井等设施，利用水泵将地下水抽出，从而达到降低水位的目的。此外，为了防止排水系统出现故障，应设置备用泵和备用电源，以确保在紧急情况下能够及时排水。

其次，采取适当的降水措施也是至关重要的。降水措施的目的是减小土体中的水压力，提高土体的稳定性。常见的降水方法有管井降水、轻型井点降水等。这些方法可以根据工程的具体情况选择使用，以达到最佳的降水效果。在实施降水措施时，应注意控制降水的深度和范围，避免对周围环境造成不良影响。

3.4 施工现场管理及优化

首先，为了确保桥梁深基坑支护施工的顺利进行，我们必须重视施工现场的秩序和施工质量管理。一个有序、规范的施工现场可以提高工作效率，减少安全事故的发生。加强质量监督和检测工作，对发现的质量问题及时进行处理和整改。例如，可以采用抽检、巡检等方式对施工质量进行监督和检测，确保每一道工序都符合质量标准；建立健全施工现场管理制度，明确各工种、各岗位的职责和要求。同时，应加强施工现场的安全管理，确保各项安全措施得到有效落实。例如，可以定期进行安全检查、安全培训和演练等活动，提高员工的安全意识和应对能力。此外，应加强施工现场的环境保护工作，减少施工对周边环境的影响。例如，可以采取降噪、降尘、废水处理等措施，减少施工对周边环境的干扰和污染。

其次，做好深基坑支护施工监测。为了确保施工安全，必须实时监测支护结构的变形和位移情况。通过采用先进的监测设备和技术手段，可以及时发现异常情况，如支护结构的变形、位移过大或突然变化等，从而迅速采取相应的加固措施，防止事故发生[6]。例如，可以采用智能化的监测系统，通过安装传感器和数据采集设备，对支护结构的位移和变形进行实时监测，并将数据传输到计算机进行分析和处理。一旦发现异常情况，系统会自动发出警报，通知相关人员进行处理。

除了加强监测工作外，质量验收也是桥梁深基坑支护施工中的关键环节。首先，可以采用目视检查法，通过肉眼观察和简易工具测量，检查支护结构的外观质量、尺寸和位置是否符合要求。这种方法虽然简单直观，但对于一些细微的缺陷和隐蔽工程，需要配合其他检测方法进行深入检查；其次，可以采用钻孔取芯法，通过钻孔取样，对支护结构的材料性能、内部结构和施工工艺进行检测。这种方法可以直观地了解支护结构的内部情况，对于发现潜在的施工质量问题非常有效。但是，钻孔取芯会对支护结构造成一定程度的破坏，需要在检测后进行相应的修复工作；此外，还可以采用载荷试验法，通过对支护结构施加一定程度的载荷，检测其承载能力和稳定性。这种方法可以模拟实际使用情况，对于评估支护结构的承载能力非常具有参考价值。

结语：

综上所述，桥梁深基坑支护施工是桥梁建设中的重要环节，必须高度重视其存在的问题和隐患。针对这些问题和隐患，应采取切实有效的措施进行处治。具体来说，应优化施工方案、加强施工质量监管、强化施工现场管理和提高施工人员素质等方面着手。只有这样，才能确保桥梁深基坑支护施工的质量和安全，为桥梁建设的顺利完成奠定坚实基础。