大型擋墻水下基礎施工工藝

成治綱

(山西交通建設監(jiān)理總公司，山西太原 030012)

1 工程概況

某高速公路一標段線路穿過山高谷深的V形河谷底部，山體陡峻，皺褶及構造裂隙發(fā)育，巖體破碎、風化強烈。線路緊沿岷江水系的漁子溪自下往上行進，河水、地下裂隙水滲透性比較嚴重，對施工造成很大困難。為保證路基成型，在線路左側分段設置高達9 m的大型擋土墻，長度達1.64 km。

2 傳統(tǒng)施工方法存在的問題

基坑開挖到河流水位線以后，河流水就開始不斷的滲入到基坑內(nèi)。開挖到原河床時，河水滲入量更大。基底整體的大石塊比較多，且不宜挖除，無法阻止地表裂隙的水滲入。采用圍堰后，減少了河水從側面的直接滲入，但是河水從基底裂隙處不斷涌入基坑內(nèi)形成流動水。施工區(qū)主要以砂性土為主，在抽排基坑水的過程中形成更大的坑洞，河水通過砂性土繼續(xù)滲入基坑，無法進行干處作業(yè)。如采用傳統(tǒng)的降水圍堰等施工方法就目前工地已有的施工機具及圍堰材料來說遠遠不能滿足施工需要，為保證施工工期，項目部請教有關工程專家，征得業(yè)主及監(jiān)理工程師同意，最終選定采用靜水“水下混凝土”施工工藝進行該大型擋土墻基礎施工。

3 靜水“水下混凝土”施工工藝

靜水“水下混凝土”施工流程圖見圖1。

圖1 靜水“水下混凝土”施工工藝流程圖

4 基坑開挖

1)根據(jù)圖紙將定位線、基礎開挖邊線控制樁測設出來，用石灰撒出開挖線，并做好水準點的引測工作。根據(jù)測量放出的開挖線，清除施工區(qū)域內(nèi)的樹木、草皮、樹根等雜物、障礙物，然后用挖掘機開挖基礎土石方，對于大的孤石采用人工鉆孔放炮，挖機配合清渣的方法進行施工，開挖過程中密切關注邊坡的穩(wěn)定性，如發(fā)現(xiàn)邊坡頂面有裂紋情況出現(xiàn)，應及時予以可靠的支撐，若裂紋情況繼續(xù)擴大，應及時用挖掘機進行清除。2)基坑開挖完畢后因基坑內(nèi)為流動水，普通混凝土澆筑無法達到設計要求。施工現(xiàn)場采用圍堰的方法使基坑內(nèi)保持靜水灌注水下混凝土，并改變原設計的C30混凝土，提高混凝土強度采用C35水下混凝土灌注。

5 確保基坑靜水的施工方法(相對靜水)

1)開挖后，對基礎邊線進行重新放線。

2)筑河床。因基坑兩側地質情況復雜，大部分是由山體崩塌的大塊石頭堆積形成。擋墻臨近河邊，為保證基礎開挖時保持良好的地面排水，在開挖的整個施工期間都不致遭受水沖的危害，將挖方的泥土、沙石對原河道進行填筑，并采用大石塊堆碼在填筑土外側防止河水的沖刷。開挖至原河床密實層。

3)編織袋圍堰。河流、山體水通過石塊縫隙水不斷滲入基坑，造成基坑內(nèi)有流動水;遇到河流坡度較大或河水湍急時基坑內(nèi)滲入的河水對基坑的沖刷更為嚴重。采用圍堰的辦法，根據(jù)施工現(xiàn)場條件，將編織袋內(nèi)裝入粘性土，按照設計要求把編織袋堆碼整齊直至水平面以上0.5 m左右，基坑按照4 m～6 m對基坑進行分段圍堰，然后抽排基坑內(nèi)的水，使圍堰的內(nèi)外水壓相同，保證圍堰內(nèi)的積水基本保持靜止。在編織袋外側設置排水溝便于基坑內(nèi)的水和上游流下的水及時排走。對堆碼好的編織袋進行加固，保持較好的泌水性。

4)二道圍堰。如果河道坡度比較大，河水沖擊力較大，并且基坑內(nèi)的水無法保持靜水時，在河道較寬、挖方量較少的段落可以將基坑擴大，外側用挖方的泥土、沙石填筑，阻擋河水的沖刷。測量出基礎邊線，在基礎外側約1 m的位置進行第一道圍堰，并在圍堰的外側用彩條布覆蓋，更大程度上減少河水的滲入。然后按照基礎邊線進行第二道圍堰，每段圍堰的長度按4 m～6 m，保持基坑內(nèi)基本靜水。在第一道和第二道圍堰之間放置抽水泵，將滲入的水排出。

5)圍堰圍好之后，將基坑內(nèi)的泥沙、雜物清理干凈。

6 混凝土澆筑

1)為了保證混凝土水下澆筑質量，混凝土設計成水下不分散混凝土，配合比委托具有相關資質等級的試驗檢測中心進行設計。水下不分散混凝土配合比見表1。

表1 水下不分散混凝土配合比

通過試驗室現(xiàn)場試拌，混凝土具有較好的和易性、粘稠度及流動性。其坍落度為180 mm，200 mm，200 mm，可以滿足水下泵送混凝土的需要。

2)混凝土施工前，項目部技術人員對施工一線人員必須進行技術交底，混凝土在澆筑過程中不能因任何原因中斷。計算出每一段基坑所需混凝土量，保證混凝土攪拌與運輸?shù)倪B續(xù)性。我部要求作業(yè)隊采用JS500型強制攪拌機2臺，保證混凝土的攪拌質量與出料速度。對各種機械進行檢修，在混凝土澆筑時配備交通管制員，進行交通管制，避免因交通堵塞造成混凝土澆筑中斷的現(xiàn)象。對基坑進行分段，計算出每段基坑的體積，用12 m3的混凝土罐車運輸混凝土，保證能一次性連續(xù)的澆筑到基坑中。

3)因便道與基坑高差較大，用溜槽澆筑時混凝土遇水后會離析。所以采用混凝土泵車澆筑，混凝土泵車澆筑能連續(xù)，對下層混凝土有沖力，保證混凝土的密實性。

4)混凝土澆筑選擇從基坑上游開始，混凝土泵車輸送管插入水中，泵車連續(xù)出料，待混凝土澆筑出水面后，輸送管抽離混凝土50 cm高連續(xù)出料，將混凝土向基坑下游擠壓，依次將此段基坑澆筑完畢。在澆筑過程中擠壓出基坑的水，通過排水溝及時排走，以免造成積水過多沖刷混凝土表面。混凝土澆筑完畢后進行人工找平。在混凝土表面墻身的位置安置連接石。連接石的抗壓強度應不小于30 MPa，并不得低于混凝土強度，片石應清掃、沖洗干凈，均勻放置于剛澆筑的混凝土上，埋置深度為片石的1/3。

7 混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑完畢之后，露出水面混凝土必須及時進行養(yǎng)護，養(yǎng)護方法與普通混凝土養(yǎng)護方法相同。

8 混凝土整修

混凝土澆筑完畢之后，待混凝土終凝后，方可拆除下游圍堰，并按照設計要求設置沉降縫。待混凝土澆筑24 h后由人工鑿除基礎表面的浮渣及松散層，保證混凝土強度全部達到設計要求。

9 試驗檢測

澆筑水下混凝土時，實驗室進行現(xiàn)場制取混凝土試件。混凝土7 d抗壓強度達到設計強度的90%，28 d抗壓強度均能達到設計強度的130%。采用鉆芯取樣方法對水下混凝土密實度和28 d強度進行檢測均能滿足規(guī)范標準要求。經(jīng)圍堰澆筑的水下基礎均能達到設計要求。

10 施工注意事項

1)因本施工區(qū)域山體、邊坡等都有松散層，隨時都有掉落石塊和塌方的危險。施工前必須編寫上報安全專項施工方案，進行層層安全交底，最終交底到每一位施工人員。施工過程中設置安全員對施工區(qū)域進行觀察，保證施工人員和機械的安全。

2)基坑開挖前，做好對控制樁的引測。開挖過程中，對開挖邊坡進行加固和放坡，保證基坑成型后不至于被毀壞。

3)圍堰形成后，清理圍堰外側的排水溝，利于滲入的河水和混凝土澆筑時擠壓出的水及時排走。

4)混凝土澆筑時，對施工便道進行交通管制，保證混凝土運輸車的暢通。

5)混凝土澆筑完成后，對基礎表面的松散混凝土進行鑿除，保證基礎整體的強度。

11 結語

通過對水下基礎的成功澆筑，本工程不僅加快了工程進度，提高了工程質量，而且創(chuàng)造了新的施工方法，節(jié)約了材料，積累了豐富的經(jīng)驗，為完成總體工期目標奠定了基礎，同時得到了業(yè)主及有關專家的一致好評。

[1] JTG F/80-2004，公路工程質量檢驗評定標準[S].

[2] JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[3] 擋土墻專項施工方案[Z].