橋梁工程深基坑圍護結構施工技術研究

張浩

（四川公路橋梁建設集團有限公司機械化施工分公司，四川 成都 610000）

0 引言

近年來，隨著城市化進程的加快和交通運輸需求的不斷增長，橋梁工程得到了越來越多的關注。深基坑圍護結構施工技術是指在橋梁建設過程中，為了解決基坑開挖所帶來的地面沉降、地下水涌入等問題而采取的一系列措施和技術手段，其不僅能夠保證橋梁工程的安全穩定，還能提高施工效率、節約資源。隨著現代橋梁工程規模的不斷擴大和技術的不斷進步，深基坑圍護結構施工技術也在不斷創新和發展，然而，該技術發展的過程中也不斷面臨地質條件復雜、施工環境惡劣等難題，為此，深入研究深基坑圍護結構施工技術的應用具有重要的理論和實踐意義。

1 工程概況

某地區的特大懸索橋橋梁長度為1050m，主纜跨度為240m+1050m+260m，主梁跨度為120m+1050m+80m。由于該橋梁工程跨度較大，并且其承載力需求較大，因此，在施工時需要保證施工安全性，避免發生地基變形和坍塌等問題。在橋梁工程施工前，為保證施工效果，該項目采用鉆探方式進行施工現場的地質勘查，勘查深度為126m，勘查結果，如表1 所示。

表1 地質勘查結果

2 深基坑圍護結構施工技術特征

2.1 臨時性

深基坑圍護結構施工通常需要對周圍環境進行大規模的臨時改造，包括臨時支撐結構的搭建、土方開挖和挖土運輸等工序。臨時性工作需要嚴格的施工組織和管理，以確保施工安全和周圍環境的穩定。深基坑圍護結構施工還需要考慮臨時支撐結構的設計和施工。在開挖深基坑的過程中，為了防止周圍建筑物或道路的沉降和變形，需要設置臨時支撐結構來支撐周圍土體和建筑物。臨時支撐結構通常采用鋼支撐或混凝土攪拌樁等材料，其施工需要高度的技術和管理水平。另外，由于深基坑圍護結構施工通常需要較長的施工周期，因此在施工過程中需要考慮臨時性設施和設備的搭建和拆除[1]。例如，施工現場可能需要搭建臨時辦公區、倉庫和生活設施，還需要安排臨時設備如吊車、挖掘機等進行作業。因此，需要合理的施工計劃和組織安排，以確保施工進度和效率。

2.2 區域性

區域性特征主要是指深基坑施工所處的地理環境、土壤條件、地下水位以及周邊建筑物等因素對施工工藝和方法的影響。在軟土地區，常見的圍護結構包括土釘墻、攪拌樁和懸臂板樁等。而在巖石地區，常見的圍護結構則包括錨桿支護和噴射混凝土樁等。根據地質勘查結果和工程設計要求，施工人員需要根據實際情況合理選擇和調整圍護結構的類型和參數，以確保其在區域性特征下的適用性和有效性。由于深基坑圍護結構的施工常常會對周邊地質環境和建筑物產生影響，施工人員需要在施工前進行詳細的地質勘查和風險評估，并采取相應的安全措施，如設置監測點、使用振動隔離設備等，加強對施工過程中的變形、沉降、振動等影響的監測和控制，以確保施工過程的安全性和可控性。

2.3 風險性

由于深基坑深度較大，地下水位的波動會對圍護結構施工造成重大影響，進而導致圍護結構失穩甚至垮塌。因此，在施工過程中需要密切關注地下水位的變化，采取相應的排水和支護措施，以確保圍護結構的穩定性。圍護結構施工還會受到周圍環境的影響，要加強支護措施，防止因為周圍環境的變化而引發的意外事故。如果周圍存在其他建筑物或地下管線，施工過程中需要特別注意避免對周圍環境造成影響。

3 橋梁工程深基坑圍護結構施工中常見問題

在橋梁工程中，深基坑圍護結構施工是一個關鍵環節。在實際施工過程中，往往會出現深基坑開挖與邊坡圍護未能同步的問題，導致工期延誤、安全風險增加等不良后果。首先，基坑開挖與邊坡圍護未能同步的原因之一是施工計劃的不合理。在規劃和設計階段，如果沒有充分考慮基坑開挖和邊坡圍護的協調安排工作，則有可能導致兩者之間發生時間沖突。例如，深基坑開挖的進度比較快，但邊坡圍護的準備工作卻沒有及時跟上，造成基坑暴露在外的狀態，安全隱患增加。其次，施工過程中的技術難題也是導致基坑開挖與邊坡圍護未能同步的因素之一。在一些復雜的工程環境中，如軟土地質或高岸邊坡，存在著較高的工程施工風險。由于技術手段的限制或現場條件的限制，可能導致深基坑開挖和邊坡圍護無法同步進行，因此需要施工方在進行基坑開挖時，同時考慮到邊坡的穩定性并采取相應的支護措施，提高施工效率。最后，施工方的管理和配合不到位也是影響基坑開挖與邊坡圍護不同步的重要因素。如果施工方在組織協調上存在問題，比如工人配備不足或施工進度控制不當，則會導致深基坑開挖和邊坡圍護之間存在時間差距。為縮小時間差，施工方需要加強施工計劃的管理，確保基坑開挖和邊坡圍護的施工進度能夠有效銜接。

4 深基坑圍護結構施工流程

深基坑圍護結構施工流程如圖1 所示。

圖1 深基坑圍護結構施工流程

5 深基坑圍護結構施工技術在橋梁工程中的應用

5.1 成槽施工技術

施工前需對地質條件進行詳細勘查和分析，確定施工的基坑開挖深度、土壤類型和力學性質等參數。然后，根據設計要求，確定成槽施工的總體方案，包括成槽的長度、寬度、深度和傾斜角度等。在確定好總體方案后，需要進行詳細的施工設計，包括成槽的結構形式、支撐方式、防水措施等。成槽施工中常用的一種方法為機械挖掘。首先，使用挖掘機等大型設備進行初步的開挖工作，將基坑周圍的土方逐層削平。其次，根據設計要求，利用挖孔機或者鉆孔機進行垂直挖孔，將圍護結構所需的槽位挖至設計深度。挖孔過程中需要注意控制挖孔的直徑和深度，確保成槽施工的精度和準確性。再次，成槽施工需要進行圍護結構的加固和支護。常見的圍護結構包括混凝土槽和鋼板槽。在施工過程中，根據設計要求，先進行槽底的加固處理，可以采用澆筑混凝土或者安裝鋼板等方法，然后根據槽壁的設計要求進行圍護結構的安裝和支護。此步驟需要使用專業的設備和工藝，確保圍護結構的牢固性和穩定性。除了圍護結構的加固和支護，成槽施工還需要考慮排水和防滲的問題。在挖槽過程中，需要及時進行排水處理，避免施工現場積水。同時，在圍護結構施工完成后，還需要進行防滲處理，采用防滲材料或者其他防滲措施，確保基坑周圍的土層不受水分侵蝕。最后，成槽施工完成后，需要對施工過程進行檢查和驗收，主要包括對圍護結構的質量和施工工藝的合規性進行檢查，確保成槽施工符合設計要求和相關標準。

5.2 支撐體系技術

首先，在支撐體系的施工前，需要進行詳細的設計和計算。根據深基坑的深度、土層情況和周圍環境等確定合適的支撐形式和材料。同時，需要考慮施工期間可能遇到的地下水位變化、土層沉降及周邊建筑物的影響等因素，確保支撐體系的穩定性和安全性。其次，選擇適當的支撐形式和施工方法。常見的支撐形式包括鋼支撐、預應力錨桿支撐、混凝土支撐等。施工人員應根據實際情況選擇合適的支撐形式，并采用先進的施工方法進行操作。比如，在鋼支撐施工中，可以采用鋼梁支撐系統，通過調整支撐高度和角度來平衡土壓力，確保基坑的穩定性。最后，加強施工現場的監測和管理。在支撐體系施工期間，需要通過使用先進的監測設備和技術手段對基坑周圍的環境進行實時監測，包括地下水位、土層變形等，及時獲得數據，并根據監測結果進行調整和優化。同時，加強現場管理，確保施工人員的安全意識和操作規范，減少施工過程中的安全風險。

5.3 土方開挖技術

首先，在進行土方開挖前，需要進行詳細勘測和設計。根據工程要求和地質情況，確定開挖的范圍、深度和坡度等參數。同時，對周邊建筑物、地下管線等進行全面調查和處理，確保施工過程不會引發其他問題。其次，選擇合適的土方開挖方法。根據具體情況，土方開挖施工可以采用常規開挖、機械開挖或爆破開挖等方式。常規開挖適用于較小規模的基坑，主要借助人工工具進行；機械開挖則適用于大型基坑，可使用挖掘機、裝載機等設備進行；爆破開挖主要用于巖石較硬的情況，通過爆破技術破碎巖石，然后再進行挖掘。進行土方開挖時，需要根據具體情況選擇合適的支護措施，常用的支護結構包括樁墻、鋼支撐、混凝土梁等，其可以有效防止土方塌方，保證施工安全。同時，還需要根據實際情況設置臨時排水系統，及時排除開挖過程中產生的地下水和雨水，以保持施工現場的干燥。對于較軟土層或水下土方開挖，需要采取相應的加固措施。常見的加固方式有土釘加固、噴射混凝土加固以及灌漿加固等，此類技術手段能夠增加土體的強度和穩定性，確保開挖過程中不會引發地面沉降或坍塌。最后，在進行土方開挖的同時，需要進行實時監測和控制，通過安裝監測設備，對土體變形、位移、沉降等進行監測，及時發現問題并采取相應的應對措施，確保施工過程的安全可控。

5.4 混凝土澆筑

首先，在混凝土澆筑前，需要對模板進行檢查和修整。模板的表面應該平整、無裂縫、無松動，且表面光滑。如果發現模板有問題，需要及時修整，以確保混凝土澆筑時模板的質量符合要求。其次，在混凝土澆筑前，需要進行預埋件的安裝。預埋件是指在混凝土澆筑前在模板上預埋好的鋼筋或其他金屬件。預埋件的安裝位置應該準確無誤，且與設計要求相符。同時，預埋件的安裝要注意防止污染和損壞，以確保預埋件能夠正常使用。最后，進行混凝土澆筑工作。在混凝土澆筑前，需要先進行試澆，試澆的目的是檢驗混凝土配合比、振搗效果以及施工工藝的可行性，確保混凝土澆筑質量符合設計要求。試澆后，需要對混凝土的強度、坍落度、溫度等進行檢測，以確保混凝土的質量達到要求。

在混凝土澆筑過程中，需要注意以下幾點：一是混凝土澆筑應該分層進行，每一層的澆筑高度不宜超過1.5m。二是每層澆筑完畢后要及時進行養護，防止混凝土過早干燥或者受到其他外力的影響。三是在混凝土澆筑過程中，需要進行振搗。振搗的目的是將混凝土中的氣泡排出，使混凝土密實、堅固。振搗的時間和次數應該根據混凝土的性質和厚度進行調整。四是混凝土澆筑后，需要及時進行養護。養護的時間和方式應該根據混凝土的強度和環境條件進行調整，通常情況下，混凝土澆筑后的養護時間應不少于7d。

5.5 壓頂連續梁施工技術

第一，在進行壓頂連續梁施工前，需要對深基坑進行充分的準備工作，包括對深基坑進行排水處理，確保工作區域干燥；還需要采用鋼支撐或者預應力錨桿對基坑側壁進行加固，以確保基坑的穩定性。第二，進行模板制作和安裝。模板的制作和安裝質量直接影響到施工質量和安全性，壓頂連續梁的模板由鋼模板組成，因此需要根據設計要求進行制作，并嚴格按照設計圖紙進行安裝。第三，進行鋼筋的布置。根據設計要求和荷載計算結果，確定壓頂連續梁內部和上部的鋼筋布置方式，包括主梁、橫梁和縱梁等。鋼筋的布置必須符合相關規范和要求，以確保梁體的強度和穩定性。第四，在鋼筋布置完成后，進行混凝土澆筑。混凝土澆筑需要根據設計要求進行配比，控制好水灰比和澆筑速度。同時，需要采取適當的振搗措施，確保混凝土充分密實，消除氣孔和空隙，提高混凝土的強度和耐久性。第五，在混凝土澆筑完成后，進行梁體的養護。養護是確保混凝土達到設計強度和性能的重要環節。通常采用噴水養護或者覆蓋濕麻袋等方式，保持梁體濕潤，并防止混凝土過早干燥和開裂。

6 結語

綜上所述，橋梁工程的深基坑圍護結構施工難度較高，其施工質量會對整個橋梁工程主體結構穩定性及施工安全性產生影響。為此，施工人員必須嚴格按照施工工藝和施工技術進行操作，做好各個施工環節的質量控制。深基坑圍護結構可選性比較高，必須根據橋梁工程項目的實際情況靈活進行選擇，同時要在現有圍護結構的基礎上不斷創新圍護結構體系。未來，相關工程技術人員應繼續加強對深基坑圍護結構施工技術的研究和探索，為提升橋梁工程的質量及建設效率貢獻力量。