談河漫灘橋梁基坑開挖施工技術(shù)

王 國 青

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

談河漫灘橋梁基坑開挖施工技術(shù)

王 國 青

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

結(jié)合河漫灘橋梁基坑工程，介紹了基坑開挖的總體方案，對施工準備、臺階基坑開挖、鋼板樁打入、防滲漏及橫撐設(shè)置等施工要點進行了闡述，并說明了基坑的監(jiān)測措施，為工程的順利施工奠定了基礎(chǔ)。

橋梁，基坑開挖，施工，監(jiān)測

1 工程概況

本工程汾河大橋全長396 m，上部結(jié)構(gòu)采用13孔30 m先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、肋板臺、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，全橋平面位于平面曲線上，汾河主河道寬約50 m，其中3號墩～10號墩均處于汾河河漫灘中，每個墩布置4根φ1.5 m鉆孔灌注樁及兩個系梁。河漫灘經(jīng)整平后高程平均為412.5 m，河流水位約為410 m，在洪水季節(jié)平均達411.5 m，系梁基底高程為406 m，基坑開挖深度達6.5 m。

2 施工方案的選擇

為了保證工程施工的順利進行并確保安全，我項目部根據(jù)實際情況經(jīng)過研究，決定采用以下施工方案進行施工。

基坑開挖土方總體按“豎向分層、挖掘機挖掘、坑內(nèi)歸堆、挖掘機臺階接力裝載、汽車外運”的方法進行施工。

由于基坑深度達6.5 m，考慮到基坑開挖時需要放坡，因此左右幅系梁基坑合并開挖，由于原地面2 m以下為砂土，且處于汾河水位以下，在開挖過程極易坍塌，開挖時擬分兩級臺階(臺階寬度2.5 m)進行開挖，并在開挖至距系梁底面高程2 m時施打鋼板樁圍護后再進行內(nèi)部土層開挖，開挖完成后采用碎石對基底進行換填，根據(jù)系梁設(shè)計尺寸及放坡系數(shù)(1∶1)，并考慮四周各1.5 m的施工作業(yè)面后，確定單個橋墩系梁基坑的開挖寬度為42.25 m×24 m，鋼板樁圍護范圍為23.25 m×5 m，采用H20×20型鋼作為鋼板樁，根據(jù)鉆孔時的地層情況，在系梁底面以下2 m處為卵石土，因此確定鋼板樁樁長為5.3 m，基坑開挖完成后的鋼板樁入土深度為3 m，其中進入卵石層1 m。

3 基坑開挖支護施工

3.1 施工準備

基坑開挖前必須做好施工測量，根據(jù)施工設(shè)計圖，測定橋墩的中心樁、基礎(chǔ)縱橫邊和中線。同時還必須做好斷面測量，放出基坑開挖邊線，沿中軸線每隔5 m設(shè)置標(biāo)記樁，并用線繩或石灰劃線，經(jīng)驗收無誤后，方可進行基坑的開挖。

為保證工程能快速及時的完成，項目部投入挖掘機2臺，打樁機1臺、裝載機1臺、吊車1臺、H20×20型鋼50 t、泥漿泵4臺、電焊機2臺、管理人員6人、工人15人進行該工程的施工。

3.2 一級臺階基坑開挖

基坑的開挖采用人工配合機械，首先采用挖掘機對一級臺階深度范圍的土層進行開挖，挖出的土方及時運走，不要堆放在基坑四周，開挖時基坑四周坡率按1∶1進行控制，保證土體的相對穩(wěn)定。

3.3 二級臺階基坑開挖

基坑開挖2 m深后，留出2.5 m寬的臺階供挖掘機作業(yè)，由于該層工程地質(zhì)以軟泥砂層為主，極易坍塌、流動，且地基松軟，為防止挖掘機作業(yè)時沉陷，開挖時在挖掘機履帶下采用鋼板進行鋪墊，確保挖掘機的穩(wěn)定，開挖的同時為防止工作面積水，影響土方開挖的順利進行，在基坑四周先開挖集水坑采用污水泵不間斷抽水，每一集水坑設(shè)一臺管徑100 mm的污水泵，及時把水抽至基坑外，保證水位始終處于開挖工作面以下，開挖至4.5 m深后，再進行測量放出鋼板樁施打邊線，然后進行鋼板樁的打入。

3.4 鋼板樁的打入

在二級臺階上放出鋼板樁施打邊線后，用白灰劃線，然后根據(jù)施打邊線在橫橋向插打鋼管作為定位鋼管樁，鋼管樁四角及橋中心線處布置，內(nèi)外側(cè)共12根，在定位鋼管上安放定位橫梁，定位橫梁采用與鋼板樁同型號的H20×20型鋼，四角設(shè)兩道斜撐，斜撐與橫梁呈45°夾角，采用焊接固結(jié)連接，定位橫梁的位置高出二級臺階平面30 cm即鋼板樁施工頂面，在施工時必須嚴格布置，以保證打出的鋼板樁處于同一水平面上，并提高工效。在定位橫梁安裝完成后即可開始進行鋼板樁的插打施工。

鋼板樁的插打從河上游一側(cè)中心開始進行第一片鋼板樁的插打，然后向兩側(cè)逐片施打，最后在下游合龍。第一片鋼板樁是插打的關(guān)鍵，為了確保其插打的位置準確，以作為其他鋼板樁插打的樣板，在插打時以導(dǎo)梁進行定位，一邊插打，一邊進行測量校正，發(fā)現(xiàn)偏移，及時調(diào)整，確保樁身垂直，直到鋼板樁頂面與定位橫梁基本持平，插打完成后及時將鋼板樁與橫梁進行焊接牢固。

然后以插打好的第一片鋼板樁為準，從兩側(cè)進行其余鋼板樁的插打，用吊車將鋼板樁吊起后，人工幫扶按設(shè)計的鋼板樁間距插入定位橫梁，再用振動錘振動下沉。在插打過程中，控制好每片樁的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜，及時調(diào)整，每根鋼板樁施打完畢后，及時與定位橫梁焊接牢固。

鋼板樁插打至下游合龍段時，提前對剩余的長度進行測量，合龍段的調(diào)整空間留出3 m左右，并根據(jù)剩余長度計算合龍段所需的鋼板樁數(shù)量，合龍段的鋼板樁數(shù)量控制在8根～10根，可適當(dāng)調(diào)整鋼板樁間距。根據(jù)計算結(jié)果，先將剩余的鋼板樁按調(diào)整后的間距逐片插入，若合龍段縫隙過大，及時調(diào)整，直至滿足要求后，再逐片打至設(shè)計高度。

3.5 剩余基坑土方的開挖

鋼板樁打完后，采用兩臺挖掘機進行剩余土層的開挖，一臺挖掘機在二級臺階上開挖將土方挖至一級臺階上，另一臺挖掘機從一級臺階上將土挖至基坑外，開挖過程中用水準儀隨時控制標(biāo)高，以防超挖。由于基底地基松軟，開挖至系梁基底標(biāo)高后再超挖1 m進行換填碎石，以保證后續(xù)作業(yè)的施工，并在四角挖集水坑，用水泵進行排水。

3.6 防滲漏及橫撐設(shè)置

基坑開挖完成后，為防止?jié)B水造成四周淤泥或流沙從鋼板樁滲漏入基坑中，及時在基坑四周沿鋼板樁內(nèi)側(cè)打入5 mm厚的鋼板。

另外，為避免四周土體坍塌對鋼板樁擠壓造成偏移，橫向設(shè)置兩道內(nèi)支撐，內(nèi)支撐分上下兩道，豎向間距1 m，采用與鋼板樁同型號的H型鋼，為了防止支撐影響系梁、墩身的施工，支撐設(shè)置在左右幅墩身之間。

3.7 基底換填、樁頭鑿除及封底

基坑開挖完成后，及時采用碎石進行回填，回填深度為1 m，回填完成后及時進行樁頭的鑿除，鑿除完成后采用10 cm厚C20混凝土進行封底，然后即可再進行系梁的施工。

3.8 系梁、墩柱施工

基底處理完成后，及時進行系梁及墩柱的施工，在進行鋼板樁圍護并用泥漿泵抽水后，系梁、墩柱即轉(zhuǎn)為旱地作業(yè)，與普通墩臺施工工藝相同。

3.9 鋼板樁的拔除

待系梁及墩柱施工完成后，即可對鋼板樁進行拔除，拔除前首先拆除橫撐及內(nèi)側(cè)鋼板，然后逐根割斷鋼板樁與定位橫梁的連接，再采用吊車進行拔樁，拔樁時按與打板樁順序相反的次序拔樁，鋼板樁拔除一根，及時清除土砂，涂以油脂。變形較大的鋼板樁需調(diào)直，完整的鋼板樁要及時運出工地，堆置在平整的場地上。

4 基坑監(jiān)測

為了確保安全，在施工過程中，由專職安全員對基坑的穩(wěn)定情況進行全過程監(jiān)測。

4.1 監(jiān)測內(nèi)容

做好鋼板樁及橫撐的位移監(jiān)測。鋼板樁支撐體最大側(cè)向位移警戒值為30 mm，每天發(fā)展不超過5 mm且連續(xù)3 d位移不得大于3 mm。周邊環(huán)境監(jiān)測：周邊道路的路面沉降、裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展等；鋼板樁支撐頂?shù)乃胶痛怪蔽灰啤?/p>

做好水位監(jiān)測：水位變化超過0.80 m時應(yīng)向有關(guān)各方報警。

4.2 監(jiān)測要求

為做好基坑開挖過程中的位移監(jiān)測，施工前在基坑四周設(shè)置全站儀位移觀測點，在施工過程中用全站儀跟蹤觀測，鋼板樁插打完成合龍后，每天定期對鋼板樁樁頂?shù)奈灰朴^測2次，上午、下午各1次，在內(nèi)部支撐施工完成后，每天觀測1次，監(jiān)測樁頂向基坑內(nèi)外的偏移量，如遇位移、沉降及其變化速率較大時，則應(yīng)增加觀測的次數(shù)。挖土至坑底期間應(yīng)增加監(jiān)測次數(shù)。同時及時對觀測數(shù)據(jù)進行總結(jié)分析，如發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)大于警戒值時，及時報告相關(guān)部門，以便及時采取措施，以保證施工的安全，直至鋼板樁內(nèi)部支撐全部拆除后，方可停止觀測。

5 結(jié)語

在河漫灘中進行基坑開挖時，對地質(zhì)情況的了解及基坑圍護方案的選擇，施工技術(shù)控制到位是保證深基坑順利施工的必要前提。實踐證明本工程汾河大橋河漫灘中深基坑采用鋼板樁圍護支撐的施工方案是可行的，確保了施工工期,且對于河漫灘軟弱地層深基坑施工具有較好的指導(dǎo)意義。

[1] JTJ 041—2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 楊文元，徐 犇.橋梁施工工程師手冊[M].北京：人民交通出版社，1997.

[3] 田克平.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實施手冊[M].北京：人民交通出版社，2011.

[4] JTG D63—2007,公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

Discussion on foundation pit excavation construction technolgy of river Mantan bridge

Wang Guoqing

(ShanxiRoad&BridgeSecondEngineeringLimitedCompany,Linfen041000,China)

Combining with the river Mantan bridge foundation pit engineering, this paper introduced the overall scheme of foundation pit excavation, elaborated the construction preparation, step foundation pit excavation, steel sheet pile invasion, anti leakage and cross braces setting and other construction key points, and described the monitoring measures of foundation pit, laid foundation for the smooth construction of project.

bridge, foundation pit excavation, construction, monitoring

2015-01-21

王國青(1979- )，男，工程師

1009-6825(2015)10-0163-02

U443.1

A