淺談深水基坑安全施工的保障措施

鄭如濱

摘 要：在本文中主要通過對(duì)深水基坑施工情況進(jìn)行分析，闡述實(shí)際工程上施工生產(chǎn)中安全方面的注意事項(xiàng)，探討深水基坑施工中設(shè)計(jì)方案在實(shí)操過程中安全方面的保障措施，從而為相似或相近的工程提供切實(shí)可行的參考經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：深水基坑；拉森樁圍堰；封底施工

1 工程概況

水陽江特大橋跨楊村水電站連續(xù)梁位于宣城市宣州區(qū)楊村水電站蓄水庫深水區(qū)，是一座1-（60+100+60）m的水上連續(xù)梁。本連續(xù)梁的兩座主墩為180#和181#，均位于蓄水庫深水區(qū)中，樁基礎(chǔ)采用10根直徑2m的鉆孔樁，承臺(tái)尺寸為19.2*12.8*5.5m，拆除鉆孔平臺(tái)后制作拉森樁防水圍堰進(jìn)行承臺(tái)施工，墩身施工完成后拆除拉森樁防水圍堰進(jìn)行連續(xù)梁0#托架法現(xiàn)澆施工。其中，施工最危險(xiǎn)的階段為深水基坑施工，棧橋面高程為19m，正常水面高程為16.2m，河底一般沖刷線高程為12m，承臺(tái)底高程為6.681m，基坑開挖完成后深度達(dá)到12m。深基坑、高水壓、快流速，給施工帶來巨大的困難，使施工存在巨大的危險(xiǎn)。

2 基坑圍堰設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式

基坑平面尺寸15.8m×22.2m，開挖深度以較大值181#進(jìn)行計(jì)算，取值為13.4m。采用15m長的SP-IV型鋼板樁，在挖深1.5m、6.5m和9m處設(shè)置三道水平鋼管內(nèi)撐，內(nèi)撐位置鋼管型號(hào)為Φ630×10mm，設(shè)I56b雙拼工字鋼腰梁。

3 施工流程及過程控制要點(diǎn)

3.1 施工流程

鉆孔鋼平臺(tái)拆除→插打拉森樁→抽水制作第一道圍檁及內(nèi)支撐→抽水開挖制作第二道圍檁及內(nèi)支撐→抽水開挖制作第三道圍檁及內(nèi)支撐→抽水開挖進(jìn)行封底混凝土施工→一步承臺(tái)施工→回填、拆除第三道內(nèi)支撐、二步承臺(tái)施工→拆除第三道圍檁和第二道內(nèi)支撐、回填→墩身施工→圍堰拆除。

3.2 拉森樁施工及安全控制要點(diǎn)

鉆孔樁施工完成后，拆除水上鉆孔平臺(tái)，拉森樁采用SP-Ⅳ型拉森樁，寬400mm，高310mm，重77Kg/m。拉森樁施工關(guān)系到基坑止水和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，施打前一定要準(zhǔn)確放出中線。打樁前，對(duì)拉森樁逐根檢查，剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴(yán)重的拉森樁，防止打入后滲水嚴(yán)重。在插打過程中，對(duì)拉森樁的鎖口進(jìn)行內(nèi)涂油脂，以方便打入和拔出。同時(shí)，監(jiān)控每塊樁的斜度不超過2%，當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，應(yīng)拔起重打。拉森樁插打形成閉合后，進(jìn)行圍堰外側(cè)水面至河床底部位的立面封堵，封堵采用塑料薄膜，安排潛水員在水下進(jìn)行，并安排一名盯控人員隨時(shí)做好應(yīng)急準(zhǔn)備。

3.3 圍檁施工及安全控制要點(diǎn)

根據(jù)基坑理論深度共設(shè)置3道圍檁，圍檁采用2根56b型雙拼工字鋼錯(cuò)開截面焊接接長。設(shè)置Φ630×10mm鋼管柱作為橫撐，四角設(shè)置斜撐，斜撐與橫撐夾角45°。施工時(shí)，首先在拉森樁上焊接三角形托架，然后將預(yù)制圍檁吊裝并在四角處焊接牢固，最后將鋼管柱斜撐和橫撐頂在圍檁上并焊接牢固。托架間距兩米設(shè)置一個(gè)，施工時(shí)進(jìn)行測量定位，保證托架處于同一水平面。吊裝完圍檁后，檢查每一個(gè)托架是否與圍檁貼緊，發(fā)現(xiàn)有空隙的地方采用鋼板進(jìn)行支墊。同時(shí)檢查圍檁與拉森樁凸面是否密貼，在不密貼處塞滿木楔子，在圍檁與拉森樁凹面焊接適當(dāng)長度的I28工字鋼，增大圍檁與拉森樁的接觸面積，使圍檁受力均勻分布。安裝鋼管柱橫撐和斜撐時(shí)，在鋼管柱與圍檁接觸的地方，設(shè)置加強(qiáng)鋼板，防止接頭處受力變形，使橫撐和斜撐發(fā)生扭曲。

3.4 基坑開挖施工及安全控制要點(diǎn)

3.4.1 抽水施工

深水基坑鋼圍堰施工完成后，安排潛水員對(duì)水下拉森樁外側(cè)進(jìn)行堵縫，保證圍堰的防水能力。然后進(jìn)行圍堰內(nèi)抽水工作，抽水采用4臺(tái)200m3/h離心泵進(jìn)行，抽水開始即開始圍堰的沉降位移觀測，如發(fā)現(xiàn)圍堰沉降位移累計(jì)值達(dá)到預(yù)警值時(shí)，立即采取加固等有效措施進(jìn)行處理，待加固措施完成后，基坑的沉降位移趨于穩(wěn)定時(shí)才能繼續(xù)進(jìn)行抽水。抽水至圍檁設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.5m，停止抽水進(jìn)行圍檁施工。第一道圍檁施工完畢后繼續(xù)抽水，直至第二道圍檁下0.5m。在圍檁施工過程中，需要有專職人員盯控基坑內(nèi)水位情況，圍堰縫隙滲水量過多時(shí)，開啟離心泵進(jìn)行抽水。

3.4.2 基坑開挖施工

第二道圍檁安裝完后，采用小型挖掘機(jī)配合長臂挖掘機(jī)共同進(jìn)行基坑土方開挖施工。首先將小型挖掘機(jī)吊至基坑內(nèi)，將圍堰與樁頭狹小空間處的土或石堆積至長臂挖掘機(jī)可作業(yè)的區(qū)域，由長臂挖掘機(jī)裝入自卸汽車內(nèi)運(yùn)出場內(nèi)。開挖至第三道圍檁位置，進(jìn)行基坑的沉降位移觀測并進(jìn)行最后一道圍檁的安裝施工。第三道圍檁安裝完畢后，繼續(xù)基坑開挖施工。隨著深度的增加，基坑存在的安全隱患越大，從第三道圍檁位置開挖至封底混凝土層的過程中，需要安排專職安全員，24小時(shí)輪班盯控基坑的滲水情況和圍堰的變形情況，并且此次開挖過程控制在24小時(shí)內(nèi)最佳。封底混凝土澆筑厚度為0.5m，澆筑至承臺(tái)底的高程位置，圍堰內(nèi)部受力趨于穩(wěn)定期間需要定期對(duì)圍堰進(jìn)行沉降位移觀測，直至圍堰拆除。

3.5 拆除圍堰施工及安全控制要點(diǎn)

一步承臺(tái)施工完畢后，為保證基坑結(jié)構(gòu)安全，進(jìn)行承臺(tái)邊至圍堰區(qū)域的回填施工?；靥盍喜捎煤勇咽图?xì)沙，沉淀后在表層澆筑300mm厚混凝土作為轉(zhuǎn)換支撐。拆除第三道圍檁的鋼管柱橫撐和斜撐，進(jìn)行二步承臺(tái)施工，為進(jìn)一步保證基坑底部安全，二步承臺(tái)施工完成后進(jìn)行承臺(tái)邊至圍堰區(qū)域的回填。墩身施工完畢后，進(jìn)行基坑內(nèi)充水，待基坑內(nèi)外水位一致時(shí)，拆除所有支撐、圍檁和圍堰。

4 位移觀測控制要點(diǎn)及措施

深水基坑監(jiān)測以勘察院給定標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)為起始工作基準(zhǔn)點(diǎn)，在安裝完內(nèi)支撐后的拉森樁上焊接沉降位移觀測標(biāo)。在基坑開挖前應(yīng)測得穩(wěn)定初始值，且不應(yīng)少于2次，從基坑土方開挖期間，每1～3天觀測1次，穩(wěn)定后每5～7天觀測1次，并作觀測記錄。水平位移累計(jì)值超過40mm，垂直沉降累計(jì)值超過50mm時(shí)，進(jìn)行紅色預(yù)警。當(dāng)結(jié)構(gòu)變形超過累計(jì)值或基坑外部受力環(huán)境變化較大時(shí)，應(yīng)加密觀測并進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。監(jiān)測工作以全站儀測量為主，并與日常的巡視工作相結(jié)合，施工期間，做好現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)的保護(hù)工作，每次監(jiān)測前，對(duì)所使用的控制點(diǎn)進(jìn)行校核，如若發(fā)現(xiàn)有位移，需要按布網(wǎng)時(shí)的測量精度恢復(fù)。

5 安全機(jī)制、安全教育、安全檢查

5.1 落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制

建立以崗位責(zé)任制為中心的安全生產(chǎn)責(zé)任制，必須制度明確，責(zé)任到人，對(duì)施工生產(chǎn)中注重安全生產(chǎn)的個(gè)人和班組給予重獎(jiǎng)，對(duì)忽視安全的施工行為給予重罰，對(duì)造成安全事故者視其情節(jié)輕重進(jìn)行處理。

5.2 進(jìn)行安全教育

開工前，結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況，針對(duì)每道工序做出詳細(xì)的施工安全工作的交底，分發(fā)至操作人員手中，組織逐條學(xué)習(xí)、落實(shí)，并應(yīng)在施工過程中檢查督促，嚴(yán)格執(zhí)行。嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度，堅(jiān)持工前講安全、工中查安全、工后評(píng)安全的“三工制”活動(dòng)。定期進(jìn)行安全檢查制度，項(xiàng)目部每周檢查一次，工班每天檢查一次，發(fā)現(xiàn)不安全因素，立即指定專人限期整改。

5.3 開展安全檢查

在日常工作中，對(duì)每道工序安全技術(shù)交底的落實(shí)情況進(jìn)行檢查；對(duì)所有施工人員所需的安全用品使用情況進(jìn)行檢查；對(duì)所有施工人員實(shí)際操作行為進(jìn)行檢查；對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械狀態(tài)和操作行為進(jìn)行檢查。檢查施工現(xiàn)場防洪、防火、用電的配套設(shè)施，檢查場內(nèi)危險(xiǎn)地方的警告標(biāo)志是否齊全。加強(qiáng)大型機(jī)械養(yǎng)護(hù)與維修工作，搞好各種大型機(jī)械的管理。

6 結(jié)束語

隨著我國高鐵事業(yè)的飛速發(fā)展，動(dòng)車組列車成為中短途出行的快捷交通工具，建設(shè)橋梁工程將在城市間逐步展開。為適應(yīng)各種地形地貌，橋梁工程的基礎(chǔ)施工需要采用不同種類的結(jié)構(gòu)形式。深水基坑施工作為橋梁基礎(chǔ)施工中技術(shù)上的難點(diǎn)和安全上重點(diǎn)，值得我們深入的進(jìn)行分析研究，總結(jié)并創(chuàng)新出更加安全、更加快捷的施工方法和安全保障措施。

參考文獻(xiàn)：

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[2] GB 50497-2009.建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JGJ 311-2013.建筑深基坑施工安全技術(shù)規(guī)范[S].