深基坑圍護結構施工技術在橋梁工程中的應用

劉光輝

(貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

0 前 言

橋梁是構成整個交通體系的關鍵部分，但因施工環境復雜而存在諸多工序，必須全面控制橋梁質量。深基坑圍護是一種典型的技術形式，能夠提升基坑側壁的穩定性，具備支擋、加固等多重功能，但對各環節質量提出較高要求，必須將其應用到位，保證施工時的安全性。

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

1 工程概況

基于某橋梁工程勘察資料得知，區域內的地質與水文條件不利于施工作業，以地質情況為準，經抗傾、抗滑等方面的分析后，確定了錨旋基礎的設置方式，即置于巖基上并設計為深50 m的基礎結構。基坑部分采用地下連續墻，各處規格一致，墻厚1.2 m，為滿足施工現場穩定性要求，整個圍護的尺寸為72 m×48 m。該結構墻頂標高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，在此基礎上對標高做合適的調整。設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，在此過程中兼顧向坑內展開澆筑施工，確保內框架支撐的穩定性。鉆孔灌注樁是坑內的重要結構，具體規格均為Φ1 200 mm，總量14根。

2 深基坑圍護結構施工技術特點

1)危險性。本工程中設置的支護體系較為特殊，作為一種臨時結構，當結束橋梁建設施工后不再具備使用價值，因而要隨即拆除[2]。各個施工環節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)區域性。施工現場的地質環境是重要影響因素，依據實際情況的不同，對應的施工技術也隨之發生改變。

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

圖1 深基坑圍護結構

3 深基坑圍護結構施工技術

3.1 成槽施工

不同區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生變化，使得地連墻底高程表現出明顯的波動性。依據設計要求，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。伴隨地質環境的變化，需在此基礎上針對槽段底標高靈活調整。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。為確保施工質量與效率，需做好各環節施工作業，確保各道工序質量，諸如機械開挖槽段、安接頭管等。

3.2 支撐體系

依據本深基坑實際特點，使用到了鋼筋混凝土水平撐，所用總量為12道，支撐施工作業為就地澆筑法。考慮到工期較緊的特點，由于淤泥質土層穩定性欠佳，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，加之施工階段雨水較多，明顯加大了淤泥質土的破壞力，不利于基坑支撐作業。基于對多種方案的對比，加之進一步分析壓載試驗，最終設置的是1.5倍支撐荷載，針對軟土地基采取處理措施，設置土工布與竹柵板，經觀測后得知地基最大沉降1.8 cm，集中發生于初期階段，相較之下后續沉降極為微弱。通過過壓載試驗得知基于就地澆筑方法展開施工作業有助于提升軟土加固效果，實際施工中經加固處理后地基應發揮出重要作用，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，設置了2 cm預降量。

基于實際沉降觀測結果得知，各項指標都與壓載試驗內容保持一致。總體上此方法可有效控制工作量，無需投入過多的成本，但軟土地基沉降現象尤為復雜，加之自然降雨的干擾，不利于工作面的穩定性。考慮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”。土方開挖速度應得到合理控制，若偏快則會出現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鍵，甚至會對后續土方開挖效率帶來根本影響。

3.3 土方開挖

根據工程實際情況，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基坑暴露時間過長的情況。各層開挖作業時優先處理中間區域的土方，隨后在該處設置水平支撐體系，與此同時兼顧展開兩側開挖作業，在此基礎上設置支撐梁，此時又可兼并展開下一層土方開挖，通過上述循環作業的方式有助于提升施工效率。較為特殊的是對撐區域的開挖作業應優先處理中部土方；而在斜撐區域開挖作業環節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，易出現回填土找平現象。開挖過程中要兼顧完成排水坡施工作業，具體位置視實際需求而定。

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

圖2 土方開挖

3.4 混凝土澆筑

此環節基于導管法展開，控制好導管規格，選擇的是圓形螺旋快速接頭，具體為D=250 mm，為給澆筑施工創設良好的條件，在此之前應辦理各類驗收單。在提升機的輔助下調節導管位置，使其能夠到達槽段指定區域，并在導管上方設置方形漏斗。應當注意的是，導管下放時必須足夠小心，不可碰撞插筋等構件。經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

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

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，要求該結構插入壓頂梁的深度至少達到750mm。結束澆筑施工后采取合適的振搗措施，形成的帽梁應具備平整、順直的效果。

4 注意事項

4.1 做好安全措施

深基坑圍護結構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，需確保綁扎穩定性，在施工之前面向所有員工做好技術交底工作，尤其要注意的是特種作業人員，為之展開安全技術培訓必不可少，需要有計劃地展開施工作業，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，應滿足平穩堆放的原則，否則易發生掉落現象，甚至對現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 制定完善的應急措施

伴隨施工作業的持續推進，若基坑頂部出現明顯的位移現象，應從實際情況出發控制好開挖速度。當然深基坑圍護施工復雜度高，還需注重如下事項。

1)若遇雨天施工環境需安排專員監督，分析邊坡穩定狀況，通過持續性監測掌握基坑情況。

2)為避免中途斷電現象，需適配1臺發電機，將其作為備用電源。

3)一旦出現安全事故要在第一時間處理。

4)拆除作業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，深基坑圍護結構是整個橋梁工程的關鍵，需做好對質量與安全的雙重把控，發揮出工程項目的效益性。

5 結束語

橋梁施工環境較為復雜，深基坑圍護結構是推動工程順利開展的關鍵，但此環節施工難度較大，對技術水平提出較高要求。對此，施工單位需要立足于實際情況選擇合適的技術，正確認知安全與質量問題，對現有工藝做出優化，以創建安全施工環境為基本前提，確保施工質量與效率。

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