簡析深基坑開挖支護(hù)施工

李飛　張中強(qiáng)　孫航

一、工程概況

步云特大橋全長14.7公里，是新建上海至杭州鐵路客運(yùn)專線控制性工程之一。此橋在DK75+715處跨越平湖塘，跨越處設(shè)置為36.1+72+43.9米雙線變截面單箱單室連續(xù)梁。主墩承臺均已侵入河道，為了保證通航凈寬，承臺頂設(shè)計(jì)深度在通航水位下5.5米，承臺底開挖深度為10米，為深基坑。基坑開挖支護(hù)需要制定專項(xiàng)施工措施。

二、施工準(zhǔn)備

新舊鋼板樁運(yùn)到工地后，均應(yīng)詳加檢查、丈量、分類、編號；鋼板樁如需拼接時(shí)，鋼板樁兩端要對正，可先在一端上面焊接一塊限位板然后將另一端緩緩放下并進(jìn)行對焊，再焊接加強(qiáng)板。焊接時(shí)必須保證焊接面平整且焊縫有足夠厚度。

三、施工方法

1.鋼板樁支護(hù)。①根據(jù)測量放樣距承臺邊向外1.5m開始插打拉森Ⅳ鋼板樁，每根拉森Ⅳ鋼板樁長度為15米，采用90履帶吊打樁錘進(jìn)行插打鋼板樁，在開始插打前要對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，符合要求后才可以進(jìn)行施工。②先打好定位鋼板樁，然后與導(dǎo)框固定，導(dǎo)框也就是鋼板樁圍堰的上層圍欞，沿著圍欞進(jìn)行插打鋼板樁，待插入一定深度，站立穩(wěn)定后，方可加以錘擊。③鋼板樁插打過程中隨時(shí)糾正歪斜。歪斜過甚不能用拉擠辦法整直者，要拔起重插。④鋼板樁插打完畢，檢查圍欞是否與鋼板樁焊接牢靠，檢查無問題后即可開挖基坑。⑤防護(hù)鋼板樁采用拉森Ⅳ鋼板樁，圍欞采用400*400規(guī)格H型鋼，圍欞四角設(shè)置同型號斜撐于豎撐，斜撐與圍欞成45度夾角，采用焊接固結(jié)連接。⑥拔樁。鋼板樁拔出前，應(yīng)先將圍堰內(nèi)的支撐及其他設(shè)施從上到下陸續(xù)拆除，拔出的鋼板樁清刷干凈、修整、涂刷防銹油。在運(yùn)輸時(shí)，不使碰撞，防止彎曲變形，堆放場地應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整，堆放時(shí)應(yīng)按板樁類型、長度分別編號、登記、堆放整齊。

2.基坑開挖。基坑土方開挖隨開挖隨支撐，即每進(jìn)行一層土方開挖，按設(shè)計(jì)要求即進(jìn)行坑壁支撐。基坑土方開挖采用挖掘機(jī)開挖，當(dāng)基坑開挖到一定深度后，土方采用長臂挖掘機(jī)開挖，并采用自卸汽車外運(yùn)。基坑支撐采用工字鋼和鋼管進(jìn)行支撐，整個(gè)基坑支護(hù)從上到下總共設(shè)計(jì)為2道。當(dāng)開挖距基底300mm時(shí)，應(yīng)采用人工開挖，并進(jìn)行基底找平施打墊層。①第一次土方開挖：挖掘機(jī)直接在地面上向下開挖，挖至地面以下一米處進(jìn)行圍欞施工。②第二次土方開挖：圍欞加固牢固后長臂挖掘機(jī)站在基坑外平臺上向下開挖，開挖方式為從基坑的一側(cè)挖向另一側(cè)，挖至4米深處進(jìn)行第二道內(nèi)支撐施工，第二道內(nèi)支撐中間增加600無縫鋼管進(jìn)行支護(hù)。③人行爬梯施工：為方便施工中人員上下，在圍檁軸線鋼管支護(hù)兩側(cè)設(shè)置人行爬梯兩處，采用16鋼筋加12槽鋼組合制成。④施工注意事項(xiàng)：基坑開挖前應(yīng)做好場地的地面排水措施；在基坑開挖過程中，應(yīng)對樁間滲漏水進(jìn)行封堵，避免造成地下水的大量流失而危及周邊建（構(gòu)）筑物的安全，必要時(shí)采用橡膠止水帶堵水；基坑開挖過程中嚴(yán)禁大鍋底開挖，并做好基坑內(nèi)的排水工作，如在雨季施工必須準(zhǔn)備足夠的抽水設(shè)備。

3.豎井基坑施工監(jiān)測方案。在深基坑的設(shè)計(jì)施工過程中，由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界其他條件的影響，以及當(dāng)前土壓力計(jì)算理論和邊坡模型的局限性，很難單純從理論上預(yù)測工程中可能遇到的問題。所以需對基坑開挖施工中及主體結(jié)構(gòu)施工中對支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍土體等在理論分析指導(dǎo)下有計(jì)劃地進(jìn)行必要的監(jiān)測。① 監(jiān)測的目的。解基坑開挖引起地表水平位移及沉降變形情況；止基坑四周土體破壞或發(fā)生極限狀態(tài)，造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形；止圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐不當(dāng)導(dǎo)致土體喪失靜力平衡，造成基底隆起；通過了解孔隙水壓力及地下水位，決定進(jìn)一步需采取的措施。了解基坑開挖過程中鄰近建設(shè)物的沉降及傾斜。②監(jiān)測的基本要求。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求制定的監(jiān)測方案，監(jiān)測所使用的儀器、監(jiān)測方法、監(jiān)測精度、測點(diǎn)布置、觀測周期，上報(bào)監(jiān)理審批后實(shí)施；觀測工作應(yīng)及時(shí)，數(shù)據(jù)必須可靠；對于觀測的項(xiàng)目，按照工程具體情況預(yù)先設(shè)定預(yù)警值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測值超過預(yù)警值的異常情況，立即采取補(bǔ)救措施；基坑支護(hù)監(jiān)測，必須有完整的觀測記錄、形象圖表、曲線和觀測報(bào)告。

4.其他要求。基坑采用人工配合挖掘機(jī)開挖，棄土由挖掘機(jī)裝15T自卸車運(yùn)至指定的棄土場。在開挖過程中應(yīng)保證集水井深度比開挖面低1m，且抽水不得間斷，基坑內(nèi)不得有積水。

基坑施工必須盡快完成，自基坑開挖至基礎(chǔ)完成，緊接連續(xù)不斷施工。

四、深基坑施工安全措施

在施工挖基坑、挖溝、鏟土?xí)r，保證不影響“三電”設(shè)備的正常使用，不造成設(shè)備隱患；采用機(jī)械開挖承臺基坑時(shí)，應(yīng)在其邊緣設(shè)置安全標(biāo)志；在挖掘機(jī)土斗的回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)，人員不得停留或通過；小型夯實(shí)機(jī)械停用時(shí)應(yīng)切斷電源；首先在基坑頂部修好排水溝，才能開挖。防止邊坡過陡而失穩(wěn)。基坑開挖時(shí)，根據(jù)確定的基坑位置開挖。機(jī)具、材料等應(yīng)堆放在邊坡四周安全距離以外；基坑開挖后不宜暴露時(shí)間過長，以免造成土質(zhì)松軟、邊坡坍塌失穩(wěn)等；在基坑底施工時(shí)，要正確佩戴安全帽及一些安全防護(hù)用品；基坑開挖對臨近建（構(gòu)）筑物或臨時(shí)設(shè)施有影響時(shí)，應(yīng)提前采取安全防護(hù)措施；吊車、起重機(jī)施工作業(yè)時(shí)應(yīng)定人定崗，嚴(yán)禁處碰高壓線傷人；在距基坑邊緣1.2-1.5m處應(yīng)設(shè)置護(hù)欄或架設(shè)護(hù)網(wǎng)，且不低于1.2m，并要穩(wěn)固可靠，防止人員掉入；設(shè)立警示標(biāo)牌，提醒行人及工作人員。

五、應(yīng)急搶險(xiǎn)措施

1.滲漏應(yīng)急措施。當(dāng)圍堰發(fā)生滲漏情況，立即疏散人員并及時(shí)救護(hù)傷員，然后在圍堰迎水側(cè)找出滲流進(jìn)水口，及時(shí)堵塞，截?cái)嗦┧畞碓础Ｍ瑫r(shí)，在背水側(cè)滲流出口采用反濾料壓填，降低水流流速，降低延緩圍堰土料的流失，防止險(xiǎn)情擴(kuò)大。采用蓋堵法對圍堰滲漏部位進(jìn)行搶護(hù)，即采用大面積的復(fù)合土工膜蓋堵，也可就地取材用蓬布蓋堵，再用土袋或石渣袋壓腳，直到完全斷流為止。

2.管涌應(yīng)急處理措施。當(dāng)圍堰發(fā)生管涌時(shí)，立即疏散人員并及時(shí)救護(hù)傷員，然后在圍堰背水面進(jìn)行搶護(hù)，采用反濾導(dǎo)滲，控制涌水，留出滲水通道。在管涌出口處用編織袋或麻袋裝土填筑圍井，井內(nèi)鋪填反濾料，從而制止涌水帶走砂土，以防止險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大。發(fā)生圍堰管涌時(shí)，對管涌部位采用反濾層壓蓋，降低涌水流速，制止地基泥沙流失，穩(wěn)定險(xiǎn)情。

3.坍塌應(yīng)急處理措施。圍堰出現(xiàn)塌方時(shí)，立即疏散人員并及時(shí)救護(hù)傷員，然后采用自卸車及時(shí)對塌方范圍拋填塊石進(jìn)行修補(bǔ)完善，恢復(fù)圍堰斷面尺寸，防止圍堰斷面減小、險(xiǎn)情擴(kuò)大。基坑土方發(fā)生坍塌后，立即疏散人員并及時(shí)救護(hù)傷員，然后檢查塌方處是否還有可能的塌方危險(xiǎn)，當(dāng)確認(rèn)無危險(xiǎn)后，方可實(shí)施搶救，如還可能造成二次坍塌，則必須采取有效措施控制。清理坍塌土方時(shí)應(yīng)采取有效措施，避免對傷員的二次傷害。搶救時(shí)不能使用工具，只能人工清除，用手搬、扒、刨。

4.支架垮塌應(yīng)急處理措施。出現(xiàn)支架垮塌時(shí)立即疏散人員并及時(shí)救護(hù)傷員，然后檢查是否還有可能的坍塌危險(xiǎn)，當(dāng)確認(rèn)無危險(xiǎn)后，方可實(shí)施搶救， 如還可能造成二次坍塌， 則必須采取有效措施控制。清理坍塌時(shí)應(yīng)采取有效措施，避免對傷員的二次傷害。

（作者單位：中鐵十局集團(tuán)有限公司）