淺談陸上錨碇深基坑施工技術

過佳鑫

（中鐵大橋局第二工程有限公司，江蘇南京，210015）

淺談陸上錨碇深基坑施工技術

過佳鑫

（中鐵大橋局第二工程有限公司，江蘇南京，210015）

以鐵路連云港至鎮江線五峰山長江大橋南錨碇基坑為研究對象，依次論述了基坑支護、基坑開挖兩個施工階段。基坑支護階段主要是針對工程實際情況，對地下連續墻施工方案進行比選；基坑開挖階段主要是結合信息化施工對整個開挖過程進行監控來滿足各種施工技術要求。

錨碇；地下連續墻；深基坑；開挖；內襯；施工

0 引言

深基坑工程是個綜合性的巖土工程難題，既涉及強度和穩定問題，又包含變形問題，同時還涉及到土與支護結構的共同作用。深基坑支護設計和施工方案的選擇，必須通過大量的工程實踐信息來檢驗、修正，以提高深基坑工程的安全性。本文以鐵路連云港至鎮江線五峰山長江大橋南錨碇基坑為例，探討了支護和開挖的關鍵工序和措施。

1 工程概況

五峰山大橋南錨碇基礎采用直徑為87 m的現澆擴大基礎形式，基礎底面成臺階形布置，高程為-31.00～-15.00 m，基頂高程為+6.000 m。基底持力層為微風化凝灰巖。錨碇基礎采用外徑90 m，壁厚1.5 m的圓形地下連續墻加環形鋼筋混凝土內襯作為基坑開挖的支護結構。為防止地下連續墻底腳發生滲流及踢腳破壞，有利于增加基坑的抗隆起穩定性，地下連續墻嵌入基底2 m[1]。圖1為錨碇結構圖。

該工程錨碇基礎范圍內地勢復雜，弱風化凝灰巖巖面起伏較大。擴大基礎范圍內巖面高差約30.3 m，整體趨勢為下游側較高，上游側較低。圓形地連墻直徑大、厚度厚，深度深，入巖深度深，巖體強度高，總體規模大。地連墻入巖深度深，施工區域在開挖地連墻時，主要穿過覆蓋層到基巖。最深的40 m槽段，覆蓋層黏土層厚度26.4 m，巖層13.6 m。最淺的24 m深槽段覆蓋層厚3 m，巖層21 m。實際上最淺的24 m深槽段巖石從+6.0 m已經出露，地連墻需切入巖層23 m。

圖1 錨碇結構圖（單位：cm）

2 地下連續墻施工

2.1 方案比選

鎮江側南錨碇地連墻施工，根據現場實際情況，比選兩種方案，即人工挖孔成槽方案和銑槽機成槽方案。

對于兩種方案，人工挖空成槽在工期較短、成本較低、質量便于控制、資源組織方面較為便捷、干挖工藝也利于環保等方面均存在優勢。但是人工成槽主要是在有限空間作業，槽段較深，涉及安全的危險源相對較多，主要是透水、坍塌、高處墜物、機械故障、臨時用電、有害氣體等方面，加上現場人員多，素質參差不齊，現場安全管理難度大，且進入巖層后需頻繁進行爆破作業，在安全及工期方面存在較大風險。銑槽機成槽主要是用機械替代人工，減少了人工的投入，相對減少了危險源，安全管理難度減少很多，存在的危險源主要是機械故障、臨時用電、塌孔埋鉆、機械翻倒等方面。因此，經過綜合比選后擬采用銑槽機成槽方案。

2.2 成槽

先進行導墻施工，完成導墻后采用液壓銑槽機進行成槽施工，將地下連續墻劃分為Ⅰ、Ⅱ期槽段[2]。根據銑槽機的型號，Ⅰ期槽段采用三銑成槽，邊槽長2.8 m，中間槽段長0.8 m，槽段共長6.4 m；Ⅱ期槽段長2.8 m，一銑成槽。槽段連接采用銑接法（見圖2），即在兩個Ⅰ期槽中間進行Ⅱ期槽成槽施工時，銑掉Ⅰ期槽端頭的部分混凝土形成鋸齒形搭接，Ⅰ、Ⅱ期槽孔在地連墻軸線上的搭接長度為26 c m。通過銑接法確保地連墻防滲問題滿足要求。

圖2 “銑接法”接頭施工示意圖

2.3 鋼筋籠制安

采用銑槽機進行成槽施工，另一個難點在于Ⅰ期槽段鋼筋籠安裝。該工程鋼筋籠最大重量62.5 t，最大長度42.885 m，在胎架上不分節整體加工成型。鋼筋籠安裝采用一次走行安裝到位，配備1臺250 t履帶吊和1臺130 t履帶吊，250 t履帶吊車為主吊，130 t履帶吊為空中翻轉之用。水平運輸時，采用250 t履帶吊作為主吊，130 t履帶吊作為副吊，由兩臺履帶吊共同將分節鋼筋籠水平起吊。在鋼筋籠下設前采用超聲波測壁儀對槽形進行加密測試，分析槽形，確保槽形滿足要求后方可鋼筋籠下設，避免鋼筋籠出現無法下設或刮槽現象。在鋼筋籠下設時，對準槽段中心軸線，吊直扶穩，緩緩下沉，避免碰撞孔壁[2]。圖3為鋼筋籠吊裝示意圖。

圖3 鋼筋籠吊裝示意圖

2.4 混凝土澆筑

地下連續墻混凝土施工采用導管法進行水下灌注。根據該工程實際情況，導管直徑為245mm，Ⅰ期槽布置兩根導管，Ⅱ期槽布置一根導管。各導管均勻進料，混凝土面高差不大于0.5 m，導管埋深不得小于2 m，不宜超過6 m。混凝土嚴格遵照設計配合比執行，保證混凝土質量。

地連墻混凝土澆注達到設計強度后，采用超聲波進行逐槽檢測，檢查地連墻墻體混凝土的完整性，并通過聲波判斷墻體接縫是否存在大的缺陷[3]。

2.5 地下連續墻質量控制措施

2.5.1 地連墻槽壁穩定性保障措施

采用優質泥漿材料制備泥漿，使泥漿具有良好物理、化學穩定性。在成槽施工過程中，定時檢測泥漿的各項性能指標。在成槽施工中如果泥漿比重超標或者含砂率超過7%時要使用泥漿分離器對泥漿進行調整。

2.5.2 槽壁垂直度控制措施

成槽過程中，每一抓結束后，采用超聲波側壁儀對槽壁進行檢測，發現垂直度超過設計要求以后立即停止下挖，糾偏結束垂直度滿足設計要求后，方可再次進行下挖。

2.5.3 地下連續墻刷壁質量的控制措施

刷壁擬采用旋挖鉆配刷壁器，旋挖鉆鉆桿剛性較大，可避免刷壁器無法密貼接頭的缺陷。鋼筋籠安裝完成后回填土采用編織袋裝土回填，可以減少回填土直接附著在接頭上。刷壁過程中，必須嚴密觀注刷壁器上的泥土附著情況，直至無泥為止。

3 基坑開挖施工

3.1 土石方開挖

基坑開挖主要分為基坑取土及內襯施工兩部分，采取分層開挖，開挖一層施工一層內襯，待已澆筑內襯達到規定強度后再繼續開挖下一層，分12層進行開挖。基坑開挖過程中，建立詳細的施工監控系統，對地連墻、內襯的應力和變形進行監控，及時反饋信息，以便采取措施，確保基坑開挖安全。

基坑直徑87 m，最大開挖深度38 m，采用厚1.5 m圓形地連墻做為圍護結構，開挖總方量約19萬m3。基坑土方采用超前開挖法，預留施工環道，施工本層內襯期間，超前取下一層土方，開挖土方邊坡為1∶1，即先結合內襯的施工對稱分區開挖，形成流水作業，如此循環直至基底。基坑從上到下按階梯形開挖。開挖土石方由吊機吊出。內襯底部石方采用超前爆破的方式進行施工，局部未被爆破的石方采用破碎錘進行施工。每層土方在內襯部位開挖到底時預留10～20 c m采用人工開挖整平，以便澆筑內襯墊層混凝土，避免出現找平現象。

3.2 巖層施工

巖層采用爆破開挖，爆破由專業爆破公司負責進行施工。施工前制定詳細的爆破方案，完善評審手續，并經當地公安部門批準后實施。爆破的總體原則是：采用控制爆破，多炮眼、少裝藥，采取預裂爆破形成隔離圈，采用微差爆破控制振動烈度，確保不飛石，不破壞周邊需要保護的結構。錨碇基礎落于微風化凝灰質砂巖上，在爆破時注意保護基巖不損壞，主要是控制爆破的烈度，計算爆破破壞圈大小，確定炮眼深度，確保基底在最小抵抗線以下20 c m，最后用破碎錘將基底標高修整到設計標高。

3.3 機械進出坑及人員通道

基坑內的施工機械設備進、出坑采用150 t履帶吊配專用吊具吊運。在基坑兩側沿橋梁中心線布置人行爬梯。爬梯采用“之”字型結構，爬梯通過預埋件固定在內襯壁上。

3.4 內襯施工

圓形地連墻自帽梁以下設置不等厚的鋼筋混凝土環形內襯，內襯內側為地連墻護壁，施工內襯前采用小型炮機進行鑿除面層松散混凝土，鑿除時注意加強對預埋接駁器進行保護。

內襯與地連墻鋼筋采用預埋在墻體內的接駁器連接，內襯上、下段間豎向鋼筋連接采用直螺紋套筒機械接頭，環向鋼筋采用搭接并按設計及規范要求將接頭錯開布置。內襯鋼筋安裝時，注意安裝與基礎連接鋼筋的接駁器，并做好防護。

內襯混凝土配制時必須緩凝、早強。要求初凝前混凝土須澆筑完畢，同時為保證施工進度，混凝土必須早強，3 d內須達80%設計強度。內襯屬大體積混凝土，在配合比設計時還需滿足大體積混凝土溫控要求，嚴格控制入模溫度、養護溫度、拆模時機等參數，防止出現溫度裂紋[3]。圖4為內襯施工工藝流程圖。

圖4 內襯施工工藝流程圖

3.5 基坑監控

在基坑施工中嚴格執行信息化施工管理。根據監測信息并結合基坑結構受力、封水等情況進行系統分析，對近期及遠期基坑的運行情況進行較為可靠的預測，并在施工過程中對基坑施工及時提出有效的指導性意見，保證基坑的施工安全。一旦發現監測數據異常，則立刻實施施工預案，確保基坑及周邊建筑物安全[4]。

4 結語

錨碇深基坑開挖及圍護種類繁多，實際施工中究竟采用哪種方法，應綜合考慮工程的地質水文條件、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環境、工期、成本等因素，因地制宜，合理設計，精心施工，嚴格監控。

[1]中鐵大橋勘察設計院集團有限公司.新建連鎮鐵路五峰山長江特大橋施工圖[Z].武漢：中鐵大橋勘察設計院集團有限公司，2015.

[2]JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術規程[S].

[3]TB 10426—2004，鐵路工程結構混凝土強度檢測規程[S].

[4]GB 50497—2009，建筑基坑工程監測技術規范[S].

U445

B

1009-7716（2017）06-0225-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.067

2017-03-16

過佳鑫（1990-），男，江蘇南京人，助理工程師，從事橋梁施工工作。