承臺(tái)深基坑支護(hù)施工技術(shù)

陳高杰 孫偉

本文以鄂州市新旭光大橋工程為案例，詳細(xì)介紹了承臺(tái)深基坑拉森鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)，為類似工程提供參考。

一、工程概況

新建旭光大橋長(zhǎng)172m，跨越長(zhǎng)港河，橋跨組合為45+75+45m，全寬12m；大橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁；主橋主墩（1#、2#墩）為平面尺寸6.5×2.5m的矩形實(shí)體橋墩，承臺(tái)為平面尺寸8.9×8.2m、厚3.0m的矩形承臺(tái)，基礎(chǔ)為4根φ2.0m鉆孔灌注樁；橋臺(tái)為肋板臺(tái)，蓋梁寬2.0m、厚1.4m，承臺(tái)為框架式混凝土承臺(tái)，厚1.5m，基礎(chǔ)為4根φ1.2m鉆孔灌注樁。

二、深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)

考慮遠(yuǎn)期大橋所跨之長(zhǎng)港河河道拓寬、拓深需要，按照施工圖設(shè)計(jì)要求，旭光大橋主墩—1#、2#墩樁頭、承臺(tái)需埋入既有地面線以下2.8m（既有地面線——承臺(tái)頂），承臺(tái)厚3m，且施工作業(yè)面臨河，施工水位與既有地面線基本持平，故需考慮封底混凝土厚度。則承臺(tái)施工時(shí)，基坑開挖深度6.8m，屬于Ⅲ級(jí)基坑。為確保施工安全，需采取措施對(duì)開挖基坑予以支護(hù)，以確保施工安全。

1.基坑支護(hù)方案

綜合考慮水文地質(zhì)條件、圍堰尺寸、技術(shù)難度、工程成本等因素，確定選用鋼板樁圍堰，壁板選用拉森Ⅳ型（SKSP-Ⅳ）鋼板樁，圍堰面積確定綜合考慮承臺(tái)及施工塔吊基座需要。圍堰平面尺寸為14.28×11.07m（鋼板樁外邊線），設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)12m，入土深度4.7m。施工水位15.5m，設(shè)計(jì)C30混凝土墊層厚度100cm，基坑深6.8m。基坑開挖過程中設(shè)2道支撐，支撐底標(biāo)高分別為13.7m和11.2m。圍檁及內(nèi)支撐均采用雙拼HN600×200×11×17型鋼。圍堰結(jié)構(gòu)平面圖、立面圖、圍堰內(nèi)支撐布置如下。

2.總體施工順序

施工準(zhǔn)備→地面清表至15.5m位置→搭設(shè)鋼板樁導(dǎo)梁→插打鋼板樁→基坑向下開挖1.8m→安裝第一層圍檁及內(nèi)撐→基坑繼續(xù)向下開挖2.5m（累計(jì)4.3m）→安裝第二層圍檁及內(nèi)撐→基坑繼續(xù)下挖2.5m（累計(jì)6.8m）→澆筑封底混凝土→施作集水井→拆除第二層圍檁及內(nèi)撐→承臺(tái)、塔吊底座施工→橋墩施工至原地面線以上→回填土方至第一層內(nèi)撐底→拆除第一層圍檁及內(nèi)撐→回填土方至原地面線→拔樁。

圖1 圍堰結(jié)構(gòu)平面、立面布置圖（單位：cm，標(biāo)高以m計(jì)）

3.主要施工方法

（1）清表至15.5m標(biāo)高

采用220挖掘機(jī)清除地面磚渣層，將施工范圍內(nèi)的現(xiàn)有地面標(biāo)高降低至15.5m位置，并將施工區(qū)地表面予以整平。

（2）搭設(shè)鋼板樁導(dǎo)梁

為確保鋼板樁插打位置準(zhǔn)確，需設(shè)置相應(yīng)定位導(dǎo)向梁，將工12.6的型鋼焊接成兩個(gè)內(nèi)外邊框，內(nèi)外邊框凈距440mm，2片拉森鋼板樁寬340mm(單片170mm)，鋼板樁定位時(shí)，內(nèi)外側(cè)分別留有5mm富余空間。

（3）插打鋼板樁

在鋼板樁圍堰外輪廓線外圍3m范圍內(nèi)鋪設(shè)1cm厚鐵板，形成鋼板樁圍堰施工平臺(tái)，方便打樁設(shè)備行走與操作，單個(gè)打樁平臺(tái)面積為186.79m2，采用打樁機(jī)配個(gè)人工單樁連續(xù)施打的方式進(jìn)行施工，打樁機(jī)將鋼板樁吊起，人工扶正就位，振動(dòng)錘將土體振動(dòng)“液化”勻速壓入，如此反復(fù)施工，完成鋼板樁的插打作業(yè)。

（4）基坑向下開挖1.8m

采用挖掘機(jī)將鋼板樁圍堰范圍內(nèi)的土方進(jìn)行開挖，挖出土方堆放位置距離基坑邊緣3m外，土方開挖時(shí)，挖斗應(yīng)與鋼板樁內(nèi)壁保持一定安全距離，以防挖斗損傷鋼板樁導(dǎo)致變形，未挖凈土方隨著開挖深度的增大任其自然（可人工采取小型工具助鏟）坍塌入坑即可，采用5m塔尺量測(cè)開挖深度，下挖1.8m后，停止開挖，并用挖斗整平泥面，以便下道工序施工。

（5）安裝第一層圍檁及內(nèi)撐

采用25t吊車將HN600型鋼（提前下料）按方案設(shè)計(jì)圖要求吊入基坑內(nèi)，人工配合手拉葫蘆，通過木枋支墊調(diào)整內(nèi)撐位置，精準(zhǔn)定位后，沿樁壁進(jìn)行滿焊連接。

（6）基坑繼續(xù)向下開挖2.5m

繼續(xù)利用挖掘機(jī)下挖基坑，施工方式及注意事項(xiàng)同4.2.5節(jié)，此處不再贅述。

（7）安裝第二層圍檁及內(nèi)撐

施工方式同4.2.6節(jié)，此處不再贅述。

（8）基坑繼續(xù)向下開挖2.5m

繼續(xù)利用挖掘機(jī)下挖基坑至基坑設(shè)計(jì)底標(biāo)高以上20cm位置，剩余20cm采用人工開挖的方式進(jìn)行，以免擾動(dòng)原狀土。此時(shí)基坑深度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，基面整平后，利用人工在基坑2角（對(duì)角線布置）分別開挖1個(gè)面積50*50cm、深40cm的集水井，然后作業(yè)人員進(jìn)行二次整平，地表呈約2%的坡度（集水井處于坡度最低點(diǎn)處）。

（9）澆筑封底混凝土

封底混凝土標(biāo)號(hào)為C30，單個(gè)基坑用量為168m3（考慮12%損耗），采用泵車、導(dǎo)管將C30混凝土于基坑四角及中心點(diǎn)處（均分，每個(gè)點(diǎn)泵入30 m3）依次泵入基坑底部，完成封底混凝土的澆筑，為保證封底工作能一次完成，且混凝土板頂面平整，混凝土和易性、流動(dòng)性適當(dāng)加大。

注意：封底混凝土澆筑完成后（基面完全澆平），混凝土初凝前，在集水井所處位置，采用木模配合人工，施作面積50*50cm、深40cm的集水井，這樣就可保證整個(gè)基面的每個(gè)部位均有1m的封底厚度；表面收面時(shí)，注意表面平整且具有朝向集水井的約2%的橫坡。

（10）承臺(tái)、塔吊底座施工

基坑支護(hù)工程施工完成后，即可開展承臺(tái)、塔吊基礎(chǔ)、橋墩的施工。

（11）拆除圍檁土方回填

在25t吊車預(yù)提的情況下，采用氧割方式將圍檁、內(nèi)撐分塊依次拆除吊出，拆除順序?yàn)椋憾虄?nèi)撐→長(zhǎng)內(nèi)撐→圍檁。至此，基坑支護(hù)工程已全部完成。坑內(nèi)建筑物施工完畢并經(jīng)驗(yàn)收合格后，采用挖掘機(jī)將開挖基坑時(shí)挖出的土方回填入坑。

（12）拔樁

先用打樁機(jī)夾住鋼板樁頭持續(xù)振動(dòng)1-2分鐘，使周邊土方松動(dòng) “液化”，以減少樁土間摩擦力，再勻速緩慢上拔。當(dāng)遇到拔樁困難的情況時(shí)，應(yīng)停止拔樁，先振動(dòng)1-2分鐘，再往下錘0.5~1m，然后再向上振拔，如此反復(fù)即可將鋼板樁順利拔出。

三、安全保證措施

（1）禁止患有高血壓、心臟病或恐高癥的施工人員進(jìn)行高空作業(yè)，所有施工人員必須接收詳細(xì)安全交底后，方可承擔(dān)基坑施工任務(wù)；

（2）施工期間，基坑周邊搭設(shè)臨時(shí)防護(hù)欄桿，欄桿高度不得低于1.2m，防推能力不得低于1000N，無關(guān)人員禁止靠近，專職安全員全程值守現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全維護(hù)，重點(diǎn)防高空墜物落入進(jìn)坑，砸傷坑內(nèi)施工人員；

（3）非本工點(diǎn)作業(yè)人員，不得在本工點(diǎn)施工范圍內(nèi)逗留，坑內(nèi)外施工人員配備對(duì)講機(jī)進(jìn)行溝通；

（4）坑口3m范圍內(nèi)禁止堆載；

（5）雨天禁止施工，并及時(shí)撤離人員；

（6）施工過程加強(qiáng)地表裂縫觀察、結(jié)構(gòu)變形、樁壁滲水檢查，出現(xiàn)地表開裂時(shí)，及時(shí)撤離坑內(nèi)人員，并通過坑內(nèi)回灌水、回填土等方式進(jìn)行應(yīng)急處理；樁壁滲水時(shí)，采用阻水材料局部阻水應(yīng)急；

（7）持續(xù)觀測(cè)基坑變形情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)變形異常時(shí)，應(yīng)立即停止施工，撤離人員，待查明原因，并采取有效處理措施后方可繼續(xù)施工；

（8）加強(qiáng)坑口防護(hù)，防止高空墜物或人員高空墜落事故發(fā)生；

（9）孔口設(shè)置鋼筋（爬梯采用HPB300的光圓鋼筋制作）爬梯，形成人員上下通道；

（10）施工人員作業(yè)時(shí)，安全帽、安全帶、安全手套及防滑鞋、緊口衣服穿戴整齊。

（11）每日施工前，現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)確認(rèn)基坑安全無誤后，方可下發(fā)指令，允許作業(yè)人員入坑作業(yè)。

四、結(jié)語

深基坑一直是建筑行業(yè)施工管控的重難點(diǎn)，多年來因深基坑垮塌等引發(fā)安全事故的案例屢見不鮮。深基坑施工本身是一項(xiàng)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)管理均很復(fù)雜的工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定有針對(duì)性的、行之有效的、合理的專項(xiàng)施工方案非常重要，本工程采用鋼板樁圍堰的支護(hù)措施進(jìn)行基坑施工，全過程安全可控，工期也達(dá)到預(yù)期，證明本次承臺(tái)深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用是成功的，業(yè)內(nèi)同行遇到類似工程可參考一二。