市政道路橋梁深基坑施工技術(shù)應(yīng)用研究

段宏斌

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

施工中的技術(shù)管理和質(zhì)量控制是確保城市道路橋梁施工項(xiàng)目具有質(zhì)量高、安全性高、進(jìn)度快等特點(diǎn)的關(guān)鍵，也是應(yīng)對施工中諸多安全問題的有效預(yù)防措施。在市政建設(shè)中，基坑結(jié)構(gòu)和工程地質(zhì)與施工現(xiàn)場水文地質(zhì)等相關(guān)環(huán)境密切相關(guān)。設(shè)計(jì)師必須考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)、實(shí)際施工時間和施工季節(jié)等。同時基坑支護(hù)是一門非常實(shí)用和科學(xué)的學(xué)科。該結(jié)構(gòu)是一個臨時建設(shè)項(xiàng)目，可以以最低的價格實(shí)現(xiàn)更有效的建設(shè)效果。規(guī)劃時只需保證基坑的安全，規(guī)劃人員可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行個性化規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)建筑安全與經(jīng)濟(jì)效益之間的最佳平衡。

1 深基坑施工的技術(shù)特點(diǎn)

1.1 施工難度大

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，公路橋梁建設(shè)的發(fā)展速度也取得了前所未有的突破。無論是跨越山區(qū)、河流還是跨越城市的立交橋，高度和跨度等施工規(guī)模要求越來越高，地基深度要求也越來越高。傳統(tǒng)地基施工技術(shù)已不能再滿足現(xiàn)代公路橋梁施工的要求。基坑越來越深，技術(shù)人員應(yīng)不斷探索新的基坑支護(hù)技術(shù)，確保工程安全生產(chǎn)和橋梁的長期使用。深基坑保護(hù)規(guī)劃必須充分考慮到施工深度附近土壤結(jié)構(gòu)、建筑環(huán)境、地理環(huán)境乃至氣候環(huán)境的特點(diǎn)，結(jié)合橋梁荷載要求、基坑深度、土壓效應(yīng)等各種因素分析施工中可能存在的問題，并提前作出技術(shù)安排。

1.2 基坑的技術(shù)監(jiān)測問題

地基延伸需要充分監(jiān)測。一方面，填挖方對于確保及時調(diào)整的質(zhì)量和進(jìn)度很重要。對于復(fù)雜的地質(zhì)段或危險情況，需要及時提出支持請求，以確保邊坡的安全。還定期檢查附件，例如檢查各種鋼鐵機(jī)械和儀器的開關(guān)泄漏情況和安全防護(hù)性能，例如如果檢測到問題，應(yīng)在機(jī)器修理后使用。為解決粘結(jié)劑缺陷，鋼筋網(wǎng)的效率通常不得超過±20mm。如果鋼筋存在，應(yīng)檢查混凝土柱與錨固沖擊桿之間的焊縫是否已完成等。另一方面，完成的框架應(yīng)在施工過程中進(jìn)行監(jiān)測，例如坑內(nèi)是否有水壩、流沙或管道。還必須定期審查承運(yùn)人組織的調(diào)動和減少情況；坑壁無倒塌、破裂或溜冰的跡象。指出錨或地基壁上的土是否斷裂、松動或被拉走；坑周圍地下水位的變化；坑內(nèi)和水中、撓度大小和周圍建筑物及重要管道設(shè)施的裂縫；表面是否破損等。特別是在雨天，需要加強(qiáng)監(jiān)測以避免各種洪水[1]。

1.3 強(qiáng)化施工進(jìn)度管理可以保證工程施工質(zhì)量

在工程施工中要采用科學(xué)有效的進(jìn)度管理模式，在施工的過程中對合同中所約定的工期要嚴(yán)格遵守，竣工時間要控制在規(guī)定的工期內(nèi)。如果在施工中沒有合理控制進(jìn)度，就會導(dǎo)致延期。一些施工單位為了加快施工進(jìn)度卻沒有對施工質(zhì)量高度重視，雖然工程按照合同約定的期限完成，但是會存在質(zhì)量問題，就會導(dǎo)致返工。工程施工計(jì)劃要合理制定，進(jìn)度管理要不斷強(qiáng)化，使得工程管理質(zhì)量有所提高。

1.4 造價管理難

在開展工程造價管理工作的時候，相關(guān)管理人員必須具備較高的專業(yè)水平和實(shí)踐技能，并且嚴(yán)格按照國家和企業(yè)所制定的相關(guān)規(guī)章制度來完成相關(guān)工作。工程造價管控是各項(xiàng)工作狀態(tài)的體現(xiàn)，工作人員可采取相應(yīng)的措施來確定施工過程中各個環(huán)節(jié)的造價與資金投入是否協(xié)調(diào)，并且以此來完善控制指標(biāo)。造價在工程上指的是成本費(fèi)用，且其中存在的不確定因素較多，因此工程造價管控十分困難。與傳統(tǒng)控制方式相比，工程造價管控更具有實(shí)施性，它立足于實(shí)際情況，能緊跟工程行業(yè)發(fā)展的步伐，能協(xié)調(diào)好施工工作與管理工作之間的關(guān)系。

2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用

2.1 嚴(yán)格審核方案

進(jìn)行建筑深基坑工程施工監(jiān)理控制工作時，相關(guān)人員對施工方案的編制進(jìn)行嚴(yán)格審核，可以保證整個施工過程的施工技術(shù)、施工難度一直處于可控范圍之內(nèi)，避免方案不合理所導(dǎo)致的安全隱患。施工方案一般由工程的“施工目標(biāo)”、“施工內(nèi)容”、“施工進(jìn)度”、“施工計(jì)劃”等部分組成。施工方案是否通過安全驗(yàn)算結(jié)果，需要專家論證，并出具專家審查的書面報告。深基坑結(jié)構(gòu)和深基坑本身的穩(wěn)定性是深基坑施工的重要保證，因?yàn)樯罨拥姆€(wěn)定性可能導(dǎo)致周圍低地裂縫、沉降和塌方，以及突如其來的管線斷裂、建筑物傾斜和基坑灌溉。因此，深基坑的穩(wěn)定性對于深基坑施工非常重要[2]。

2.2 選擇正確的施工方法

公路橋梁深基坑結(jié)構(gòu)一般有3 種類型：重力擋土墻結(jié)構(gòu)、土釘墻結(jié)構(gòu)和混合承載力結(jié)構(gòu)，主要根據(jù)公路橋梁的地面條件選擇和使用。一般來說，重力擋土墻的承壓施工主要利用自身重力分解和平衡深基坑支護(hù)的各種壓力，有效提高了深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。懸臂式承重施工一般用于土質(zhì)好、開挖深度低的小路橋工程。該結(jié)構(gòu)可延伸至基坑底部的巖體和土的深處，依靠土層的支護(hù)力提高基坑的穩(wěn)定性。混合支護(hù)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，類似于錨支護(hù)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要在錨噴混凝土的共同作用下形成有效的支護(hù)網(wǎng)，從而保證基坑的整體穩(wěn)定性和安全性。對此，施工單位在支撐公路橋梁深基坑時，必須結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況選擇正確的施工方法，以確保工程順利進(jìn)行。

2.3 做好安全防護(hù)措施

橋梁與人們的生活息息相關(guān)。它們通常是在室外建造的，所以設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。一方面，加強(qiáng)安全保護(hù)可以降低安全風(fēng)險提前發(fā)生的可能性；另一方面，質(zhì)量管理和控制也可以加強(qiáng)，提高建筑安全總體預(yù)防率。首先，施工單位必須加強(qiáng)施工人員的安全意識，同時組織工作人員進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，找出施工前可能出現(xiàn)安全問題的領(lǐng)域。目的是幫助建設(shè)單位制定科學(xué)安全的建設(shè)計(jì)劃。其次，有必要加強(qiáng)施工程序、安全防護(hù)設(shè)備和施工警告標(biāo)志的使用和發(fā)布。這是為了確保施工過程符合安全建筑管理的有關(guān)規(guī)定。最后，有必要加強(qiáng)現(xiàn)場安全監(jiān)督，如安全防范措施、操作方法或潛在安全風(fēng)險的應(yīng)急措施。最后，要加強(qiáng)工作人員的安全教育和培訓(xùn)，同時要定期修理和維護(hù)安全設(shè)備，確保公路路基施工的最大安全效果。

2.4 合理運(yùn)用施工技術(shù)

為防止深基坑開挖引起附近地下管線、地下設(shè)施、基坑建筑物等的沉降、變形和塌方，有必要以建筑物安全、道路安全和管道安全為前提，采取降水排水等各種技術(shù)管理措施，在地下水位以上部分進(jìn)行地基施工。為了實(shí)現(xiàn)理想的開挖效果，在支護(hù)開挖過程中，通常在原地面下1.5~5m 部分進(jìn)行開挖，然后進(jìn)行后續(xù)施工步驟，以避免基坑支護(hù)過深的問題，消除地面上的平坦障礙。建設(shè)業(yè)主在建立承包制度時，應(yīng)注意水對建設(shè)工程質(zhì)量的影響。開挖前應(yīng)堵塞通向地下水的通道，并可應(yīng)用以下方法。首先，應(yīng)在附近的水井進(jìn)行排水工程，以降低地下水水位，使其不超過深基坑施工的高度。其次，將排水系統(tǒng)放置在表面并支撐。最后，讓從表面滲出的水口通過表面的開口溝渠流入預(yù)定位置。在上面的構(gòu)造中，如果地下水流量較大的話，支撐很難形成孔洞。此時，施工人員應(yīng)相應(yīng)降低水位，使施工水平始終高于水位。

2.5 針對網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行基坑壁加固施工過程中需要注意的技術(shù)應(yīng)用

如果工地上有少量風(fēng)化基巖保存完好，地質(zhì)條件良好，基坑深度小于10m，則可通過直接噴涂來加固基巖墻。加固基坑壁時，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意鋪設(shè)雙層錨桿的間距、長度、鋼筋束數(shù)、鋼筋直徑等參數(shù)。選擇這些參數(shù)時，工程師應(yīng)嚴(yán)格遵守某些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。施工過程中，施工人員應(yīng)采用分層開挖和分層鋼筋的結(jié)構(gòu)，實(shí)時監(jiān)測施工區(qū)混凝土強(qiáng)度和平均厚度，以確保施工過程中的所有指標(biāo)不低于行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。注射過程中，工程師應(yīng)注意建筑區(qū)域的光滑表面，避免松開錨固螺栓。

3 應(yīng)用深基坑施工技術(shù)的注意事項(xiàng)

3.1 以合理的方式降水

并且地下水和地表水是深基坑施工中應(yīng)考慮的水文條件，應(yīng)采取有效的排水措施避免水流。施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)基坑周邊建筑物的監(jiān)測，根據(jù)顯示的水位監(jiān)測結(jié)果，判斷現(xiàn)場水文條件是否影響施工。發(fā)生不利影響時，必須采取必要的防治措施，直到水位穩(wěn)定在合理的范圍內(nèi)。除了確保降雨效果外，還需要充分注意周圍建筑和地下管道在降雨過程中是否不穩(wěn)定。

3.2 控制土方開挖

深基坑開挖的工程量較大，可采取分層開挖的方法。開挖中需嚴(yán)格控制各層的深度，同時根據(jù)基坑的總深度以及坡度，確定合適的開挖長度。有效控制開挖層厚、開挖長度等基礎(chǔ)參數(shù)，有助于高效開展開挖作業(yè)、保證基坑邊坡的穩(wěn)定性。待開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，需及時澆筑混凝土墊層，以免基坑出現(xiàn)變形現(xiàn)象[3]。

3.3 加強(qiáng)施工監(jiān)測與控制

深基坑施工中需要控制的要素很多，如邊坡穩(wěn)定性、安全系數(shù)、支護(hù)效果等，均須符合施工技術(shù)要求。因此，在深基坑施工全過程中，有必要加強(qiáng)監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確評估深基坑的穩(wěn)定性和尺寸，及時解決問題。然后再次監(jiān)視測量結(jié)果，直到測量結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。良好的監(jiān)控和控制可以提高設(shè)計(jì)的可控性，積極處理問題，防止問題發(fā)生。深挖時，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)基坑的養(yǎng)護(hù)方法和深度制定科學(xué)合理的開挖方案，并在工程施工前參考地質(zhì)環(huán)境、溫度和濕度條件。合理確定開挖深度和工藝，妥善實(shí)施排水措施、質(zhì)量控制措施和配套結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)檢查該系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，以確保在隨后的結(jié)構(gòu)挖掘中不會發(fā)生沉降、變形或泄漏。施工過程中使用的機(jī)械設(shè)備必須具有絕對安全穩(wěn)定的性能，振動負(fù)荷必須嚴(yán)格控制。

3.4 全站儀GPS 一體化監(jiān)測位移變形

根據(jù)施工結(jié)構(gòu)的幾何位置，是施工監(jiān)理的主要內(nèi)容，利用全站儀監(jiān)測施工結(jié)構(gòu)重要部分的變形位移。全站儀的磁驅(qū)動技術(shù)、精確定點(diǎn)保證和多目標(biāo)自動鎖定跟蹤是一種先進(jìn)的綜合測量儀器，主要檢測高速列車、橋梁和隧道施工等大型工程結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測。內(nèi)置智能鋰電池使顯示屏能夠?qū)崟r檢查電池性能。位移主要監(jiān)測拱肋的方向、茄子框架的變形位移等結(jié)構(gòu)。此外，串應(yīng)變傳感器常用于監(jiān)測混凝土，測量建筑結(jié)構(gòu)中褲腿附近拱的應(yīng)力和橫截面，以確定其是否變形。用高精度全站儀監(jiān)測隧道段、拱橋甲板和耦合梁的變形。帶約束拱橋梁的內(nèi)力由通孔壓力傳感器監(jiān)控，零件的內(nèi)外溫度或電纜力由智能溫度傳感器或振動弦力傳感器監(jiān)控。考慮到工程施工的主要施工條件，需要采用高精度全站儀進(jìn)行密切施工監(jiān)測。測量關(guān)鍵部件的位移變形時，應(yīng)確保施工工藝符合幾何設(shè)計(jì)要求，保證公路橋梁的施工質(zhì)量。

3.5 對基坑支護(hù)施工質(zhì)量的保證措施

首先，基坑支護(hù)施工過程中規(guī)劃人員應(yīng)按照規(guī)定的施工過程進(jìn)行施工。有必要在開挖前提供支援，與開挖密切配合，實(shí)現(xiàn)工藝塔安全可靠的連接，提高施工速度，前提是要確保施工業(yè)主的健康和安全。其次，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工程師必須在每次進(jìn)入時預(yù)先要求鋼梁，以驗(yàn)證結(jié)構(gòu)裝置分離縫的設(shè)計(jì)質(zhì)量。如果鋼結(jié)構(gòu)存在問題，應(yīng)選擇相應(yīng)的解決方案。對所有連接進(jìn)行驗(yàn)證和鑒定后，下一個過程只能在預(yù)應(yīng)力后進(jìn)行，并再次檢查結(jié)構(gòu)槽，確認(rèn)結(jié)構(gòu)安全可靠。預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用必須采用高壓泵站控制液壓千斤頂，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定預(yù)應(yīng)力精度。如果結(jié)構(gòu)優(yōu)先，有關(guān)人員必須作出準(zhǔn)確的記錄[4]。

4 深基坑工程智能化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)分析

為了及時有效地處理深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，需要建立封閉式報警處理流程，并將確定預(yù)警價值的責(zé)任付諸實(shí)踐。預(yù)警價值管理過程可分為三個過程：項(xiàng)目部確認(rèn)預(yù)警；專家確認(rèn)預(yù)警；數(shù)據(jù)信息確認(rèn)預(yù)警。當(dāng)在預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，連續(xù)三次收集的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)異常報警現(xiàn)象時，必須通過報警過程加以處理。具體步驟如下：系統(tǒng)生成的第一批數(shù)據(jù)信息應(yīng)通過短信發(fā)送給項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人，如果項(xiàng)目部在15min 內(nèi)沒有收到答復(fù)，則應(yīng)重新發(fā)送信息；當(dāng)項(xiàng)目部門負(fù)責(zé)人收到信息并給出答復(fù)時，應(yīng)確認(rèn)信息并填寫處理反饋。如果項(xiàng)目經(jīng)理不能在短時間內(nèi)解決問題，他應(yīng)該做詳細(xì)記錄，并請經(jīng)理從施工現(xiàn)場上傳圖片。此時系統(tǒng)會自動向公司經(jīng)理發(fā)送信息。該司負(fù)責(zé)人收到資料并作出答復(fù)時，應(yīng)及時提交審計(jì)意見；如果解決不了，他/她應(yīng)該填寫暫時解決不了的原因。此時，該系統(tǒng)自動向?qū)＜医M發(fā)送信息；如果專家小組在15min 內(nèi)沒有作出答復(fù)，則應(yīng)重新提交資料。當(dāng)專家組收到信息并作出答復(fù)時，應(yīng)確認(rèn)信息并在系統(tǒng)中提交解決方案咨詢意見，系統(tǒng)自動發(fā)送信息通知有關(guān)設(shè)計(jì)師，從而完成報警處理過程。

5 結(jié)語

一般來說，在施工中要合理采用深基坑支護(hù)技術(shù)，結(jié)合地基施工建立深基坑支護(hù)技術(shù)體系，優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，突出施工成本低、支護(hù)效果好的要求，結(jié)合占用面積分析大面積施工應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)。但是，在工程建設(shè)中，有必要合理利用基坑支護(hù)技術(shù)，確保工程總體建設(shè)體現(xiàn)出高度的安全性和穩(wěn)定性。從而確保施工企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，反映其技術(shù)應(yīng)用的有效推廣，深入研究施工技術(shù)的有效應(yīng)用。