深基坑圍護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用

劉光輝

(貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

0 前 言

橋梁是構(gòu)成整個交通體系的關(guān)鍵部分，但因施工環(huán)境復雜而存在諸多工序，必須全面控制橋梁質(zhì)量。深基坑圍護是一種典型的技術(shù)形式，能夠提升基坑側(cè)壁的穩(wěn)定性，具備支擋、加固等多重功能，但對各環(huán)節(jié)質(zhì)量提出較高要求，必須將其應(yīng)用到位，保證施工時的安全性。

在圍護結(jié)構(gòu)選擇過程中還要慮到多方面因素，很多圍護結(jié)構(gòu)形式的施工工藝均對地質(zhì)條件有一定的要求[1]，因此，在選擇圍護結(jié)構(gòu)形式時必須考慮工程所處位置的地質(zhì)情況，因其結(jié)構(gòu)剛度較小、變形較大，不適合兼作主體結(jié)構(gòu)，施工進度較慢，故基坑圍護結(jié)構(gòu)只適用于軟黏土、砂類土或基坑深度≤15 m及軟弱地層，在山區(qū)地方不適用。

1 工程概況

基于某橋梁工程勘察資料得知，區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)與水文條件不利于施工作業(yè)，以地質(zhì)情況為準，經(jīng)抗傾、抗滑等方面的分析后，確定了錨旋基礎(chǔ)的設(shè)置方式，即置于巖基上并設(shè)計為深50 m的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。基坑部分采用地下連續(xù)墻，各處規(guī)格一致，墻厚1.2 m，為滿足施工現(xiàn)場穩(wěn)定性要求，整個圍護的尺寸為72 m×48 m。該結(jié)構(gòu)墻頂標高1.50 m，以基巖分布特性為準確定合適的墻底標高，普遍介于-40.00～56.00 m，但要充分考慮到巖面情況，在此基礎(chǔ)上對標高做合適的調(diào)整。設(shè)置地連墻后采取深井降水措施，隨后遵循分層的方式進行開挖作業(yè)，在此過程中兼顧向坑內(nèi)展開澆筑施工，確保內(nèi)框架支撐的穩(wěn)定性。鉆孔灌注樁是坑內(nèi)的重要結(jié)構(gòu)，具體規(guī)格均為Φ1 200 mm，總量14根。

2 深基坑圍護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)特點

1)危險性。本工程中設(shè)置的支護體系較為特殊，作為一種臨時結(jié)構(gòu)，當結(jié)束橋梁建設(shè)施工后不再具備使用價值，因而要隨即拆除[2]。各個施工環(huán)節(jié)都存在不同程度的安全隱患，在缺乏保障措施的前提下容易加大施工風險。

2)區(qū)域性。施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境是重要影響因素，依據(jù)實際情況的不同，對應(yīng)的施工技術(shù)也隨之發(fā)生改變。

3)基于大量深基坑工程得知，其具備極為明顯的時空效應(yīng)。深基坑整體性能主要體現(xiàn)在深度與平面形式兩個層面，二者會對支護結(jié)構(gòu)體系造成直接影響。對此，在展開支護體系的設(shè)計工作時需充分考慮到空間效應(yīng)，現(xiàn)場的土體表現(xiàn)出一定程度的蠕變性，因此支護結(jié)構(gòu)上的土壓力并非完全相同，在各階段存在一定的差異。圖1為深基坑圍護結(jié)構(gòu)圖。

圖1 深基坑圍護結(jié)構(gòu)

3 深基坑圍護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

3.1 成槽施工

不同區(qū)域的基巖分布狀況不盡相同，因此，各槽段施工要求也隨之發(fā)生變化，使得地連墻底高程表現(xiàn)出明顯的波動性。依據(jù)設(shè)計要求，若強弱風化厚度達到3.0 m就必須滿足平均嵌巖深度4 m的要求。伴隨地質(zhì)環(huán)境的變化，需在此基礎(chǔ)上針對槽段底標高靈活調(diào)整。立足于本工程實際情況，地連墻劃分為兩大部分，具體為兩期槽段與拐角槽段施工。為確保施工質(zhì)量與效率，需做好各環(huán)節(jié)施工作業(yè)，確保各道工序質(zhì)量，諸如機械開挖槽段、安接頭管等。

3.2 支撐體系

依據(jù)本深基坑實際特點，使用到了鋼筋混凝土水平撐，所用總量為12道，支撐施工作業(yè)為就地澆筑法。考慮到工期較緊的特點，由于淤泥質(zhì)土層穩(wěn)定性欠佳，為之采取地基加固措施，但在隨后不久便展開了土方開挖作業(yè)，加之施工階段雨水較多，明顯加大了淤泥質(zhì)土的破壞力，不利于基坑支撐作業(yè)?；趯Χ喾N方案的對比，加之進一步分析壓載試驗，最終設(shè)置的是1.5倍支撐荷載，針對軟土地基采取處理措施，設(shè)置土工布與竹柵板，經(jīng)觀測后得知地基最大沉降1.8 cm，集中發(fā)生于初期階段，相較之下后續(xù)沉降極為微弱。通過過壓載試驗得知基于就地澆筑方法展開施工作業(yè)有助于提升軟土加固效果，實際施工中經(jīng)加固處理后地基應(yīng)發(fā)揮出重要作用，即承受支撐荷載，考慮到這一問題，鋪底模施工時采取預留措施，設(shè)置了2 cm預降量。

基于實際沉降觀測結(jié)果得知，各項指標都與壓載試驗內(nèi)容保持一致?？傮w上此方法可有效控制工作量，無需投入過多的成本，但軟土地基沉降現(xiàn)象尤為復雜，加之自然降雨的干擾，不利于工作面的穩(wěn)定性?？紤]到基坑時效性的特點，采取的是分塊施工的方式，盡可能做到“快挖快撐”。土方開挖速度應(yīng)得到合理控制，若偏快則會出現(xiàn)基坑面長時間暴露的情況；若速度過慢又無法滿足工期要求。合理控制支撐施工速度尤為關(guān)鍵，甚至會對后續(xù)土方開挖效率帶來根本影響。

3.3 土方開挖

根據(jù)工程實際情況，開挖量約16.0萬m3，工程量相對較大，采取的是15層開挖的方式，要滿足對稱開挖的要求且不可出現(xiàn)基坑暴露時間過長的情況。各層開挖作業(yè)時優(yōu)先處理中間區(qū)域的土方，隨后在該處設(shè)置水平支撐體系，與此同時兼顧展開兩側(cè)開挖作業(yè)，在此基礎(chǔ)上設(shè)置支撐梁，此時又可兼并展開下一層土方開挖，通過上述循環(huán)作業(yè)的方式有助于提升施工效率。較為特殊的是對撐區(qū)域的開挖作業(yè)應(yīng)優(yōu)先處理中部土方；而在斜撐區(qū)域開挖作業(yè)環(huán)節(jié)則要先處理臨近地連墻的土方。無論哪一層土方開挖都要遵循一次到底的原則，并采取1∶1坡度放坡的方式，持續(xù)開挖若快到達底部需合理控制開挖力度，有必要預留10～20 cm，針對該部分開挖整平，若此項工作不到位，易出現(xiàn)回填土找平現(xiàn)象。開挖過程中要兼顧完成排水坡施工作業(yè)，具體位置視實際需求而定。

首層土方開挖作業(yè)時，有必要設(shè)置斜坡道，施工現(xiàn)場安排12 t自卸車配合作業(yè)；土方開挖過程中，部分情況下遇到的地連墻狀態(tài)較為特殊，其頂部存在劣質(zhì)混凝土，因此，要將該部分鑿除，在有效處理對撐區(qū)域的基礎(chǔ)上綁扎水平支撐筋，合理設(shè)置模板確保其具有足夠的穩(wěn)定性，優(yōu)先處理對撐區(qū)中間土方，安排自卸車裝土；結(jié)束對撐區(qū)的開挖作業(yè)后需做進一步的處理，做好對水平支撐筋的綁扎作業(yè)，采取措施以便提升模板穩(wěn)定性。隨后處理兩側(cè)斜撐區(qū)，此時通過反鏟的方式開挖該區(qū)域的土方，安排自卸車裝土；若該區(qū)域地連墻頂部存在不達標的混凝土將該部分鑿除并設(shè)置支撐等結(jié)構(gòu)，完成水平支撐鋼筋綁扎作業(yè)，合理設(shè)置模板并確保其穩(wěn)定性，隨后澆筑施工。進入到下一層施工作業(yè)，優(yōu)先開挖中間對撐區(qū)土方，結(jié)束之后對該區(qū)域采取處理措施，在此基礎(chǔ)上做好水平支撐鋼筋綁扎作業(yè)，要求設(shè)置的模板具有足夠的穩(wěn)定性。圖2為土方開挖作業(yè)圖。

圖2 土方開挖

3.4 混凝土澆筑

此環(huán)節(jié)基于導管法展開，控制好導管規(guī)格，選擇的是圓形螺旋快速接頭，具體為D=250 mm，為給澆筑施工創(chuàng)設(shè)良好的條件，在此之前應(yīng)辦理各類驗收單。在提升機的輔助下調(diào)節(jié)導管位置，使其能夠到達槽段指定區(qū)域，并在導管上方設(shè)置方形漏斗。應(yīng)當注意的是，導管下放時必須足夠小心，不可碰撞插筋等構(gòu)件。經(jīng)測試后確定坍落度并制作標準試塊。本次施工中強度等級為C40，要求坍落度在18～22 cm，具有足夠的緩凝時間，滿足不低于18 h的要求。

3.5 壓頂連梁施工技術(shù)

壓頂連梁工藝流程具體為：清導墻槽→鑿除浮漿至設(shè)計標高→綁扎鋼筋→模板支立→澆筑混凝土→養(yǎng)護。

施工中使用C40混凝土材料，控制好地連墻斷面尺寸，即必須滿足800 mm×1 400 mm的要求，充分考慮錨桿位置并預留鋼板。導墻鑿除施工采取的是分段方式，需要有效去除墻頂浮漿，控制好墻頂鋼筋位置，要求該結(jié)構(gòu)插入壓頂梁的深度至少達到750mm。結(jié)束澆筑施工后采取合適的振搗措施，形成的帽梁應(yīng)具備平整、順直的效果。

4 注意事項

4.1 做好安全措施

深基坑圍護結(jié)構(gòu)的順利完工必須建立在足夠安全的前提下，因此安全措施必不可少[3]。施工人員作為重要的主體，進入現(xiàn)場后必須佩戴勞保用品。腳手架是重要的施工平臺，需確保綁扎穩(wěn)定性，在施工之前面向所有員工做好技術(shù)交底工作，尤其要注意的是特種作業(yè)人員，為之展開安全技術(shù)培訓必不可少，需要有計劃地展開施工作業(yè)，盡可能避免違章操作行為。施工中常使用到各類工具不可隨意亂丟，必須將其放入工具袋中。各類材料的使用必須足夠合理，應(yīng)滿足平穩(wěn)堆放的原則，否則易發(fā)生掉落現(xiàn)象，甚至對現(xiàn)場人員的安全造成威脅。實際施工中需形成便捷的人行通道，不允許攀登模板；若工期較緊需在夜間施工作業(yè)時，則要確保照明效果，輔以合適的安全措施。

4.2 制定完善的應(yīng)急措施

伴隨施工作業(yè)的持續(xù)推進，若基坑頂部出現(xiàn)明顯的位移現(xiàn)象，應(yīng)從實際情況出發(fā)控制好開挖速度。當然深基坑圍護施工復雜度高，還需注重如下事項。

1)若遇雨天施工環(huán)境需安排專員監(jiān)督，分析邊坡穩(wěn)定狀況，通過持續(xù)性監(jiān)測掌握基坑情況。

2)為避免中途斷電現(xiàn)象，需適配1臺發(fā)電機，將其作為備用電源。

3)一旦出現(xiàn)安全事故要在第一時間處理。

4)拆除作業(yè)時必須嚴格遵循施工方案而展開，采取可行的安全措施。值得注意的是，深基坑圍護結(jié)構(gòu)是整個橋梁工程的關(guān)鍵，需做好對質(zhì)量與安全的雙重把控，發(fā)揮出工程項目的效益性。

5 結(jié)束語

橋梁施工環(huán)境較為復雜，深基坑圍護結(jié)構(gòu)是推動工程順利開展的關(guān)鍵，但此環(huán)節(jié)施工難度較大，對技術(shù)水平提出較高要求。對此，施工單位需要立足于實際情況選擇合適的技術(shù)，正確認知安全與質(zhì)量問題，對現(xiàn)有工藝做出優(yōu)化，以創(chuàng)建安全施工環(huán)境為基本前提，確保施工質(zhì)量與效率。

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