橋梁工程深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)淺析

劉 雙 李 帥

（中交水利水電建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200）

0 引言

橋梁是交通體系中的重要組成部分，其深基坑施工是橋梁工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)[1]，并且風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高，深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)對(duì)于基坑施工質(zhì)量存在直接影響。為保證橋梁工程施工的安全性，提升橋梁工程質(zhì)量[2]，在橋梁施工過(guò)程中，需根據(jù)施工環(huán)境和地質(zhì)情況[3]，選擇合理的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，以此保證施工質(zhì)量[4]。橋梁工程中基坑的深度相對(duì)較大，通常情況下超過(guò)7m，其穩(wěn)定性和承載力尤為重要[5]。

深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有3個(gè)典型特點(diǎn)，一是危險(xiǎn)性，二是區(qū)域性，三是時(shí)空性。深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，其深度和平面形式關(guān)系到支護(hù)體系的穩(wěn)定性和變形情況；在施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，土層會(huì)存在不同程度的蠕變，使得作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，直接影響橋梁的施工質(zhì)量。保證橋梁工程深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載力，可避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、坍塌等嚴(yán)重情況[6]。

為提高研究橋梁工程中深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用水平，研究其應(yīng)用效果，本文以某地區(qū)的橋梁工程為例，展開相關(guān)研究和分析，為相關(guān)工程提供參考。

1 工程概況

某地區(qū)的特大懸索橋，橋梁長(zhǎng)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(shí)需保證施工安全性，避免發(fā)生地基變形和坍塌等。

在橋梁工程施工前，為保證施工效果，需進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)，該項(xiàng)目采用鉆探方式進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察，勘察深度為126m，地質(zhì)勘察結(jié)果如表1所示。

表1 地質(zhì)勘察結(jié)果

依據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果可知，該施工場(chǎng)地表層為雜填土，其厚度在2.2～16.8m之間，并且局部范圍內(nèi)含有花崗巖碎石，其粒徑大小為5～30cm，整體分布密度不均勻，并且整體松散，穩(wěn)定性較差。除此之外，該施工場(chǎng)地以粉質(zhì)土、粉質(zhì)黏土以及淤泥質(zhì)土層為主，屬于典型的軟土地層，并且土層較厚，對(duì)橋梁工程施工的穩(wěn)定性和承載能力存在直接影響。

2 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

2.1 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合橋梁工程地質(zhì)情況的勘測(cè)結(jié)果，設(shè)計(jì)該工程深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用矩形鋼筋混凝土地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)厚度為1.2m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外包尺寸為75m×50m，地下連續(xù)墻總數(shù)量為42 幅，墻頂標(biāo)高為1.5m，計(jì)算過(guò)程中選擇墻頂標(biāo)高為3m。

除地下連續(xù)墻外，在開挖區(qū)域進(jìn)行深井降水。由上到下進(jìn)行分層開挖，并且在開挖過(guò)程中，在坑內(nèi)進(jìn)行逐層澆筑鋼筋混凝土，作為框架支撐，總計(jì)數(shù)量12道。坑內(nèi)共設(shè)計(jì)12根直徑為1.2m的鉆孔灌注樁。整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示，剖面示意圖如圖1所示。

圖1 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖

表2 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)詳情

2.2 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

2.2.1 施工整體流程

該橋梁工程深基坑設(shè)計(jì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要由兩個(gè)部分組成，因此在施工過(guò)程中分為兩個(gè)部分完成，分別為地下連續(xù)墻施工和鉆孔灌注樁施工，其整體施工流程如圖2所示。

圖2 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工流程

2.2.2 地下連續(xù)墻施工

地下連續(xù)墻是深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的重要部分，由于施工場(chǎng)地存在較厚的淤泥層，因此地下連續(xù)墻使用的混凝土等級(jí)為C45，并且對(duì)地下連續(xù)墻槽壁進(jìn)行加固處理，以此保證地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量。地下連續(xù)墻的施工設(shè)計(jì)方案如圖3所示。

圖3 地下連續(xù)墻示意圖

依據(jù)圖3設(shè)計(jì)的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行地下連續(xù)墻施工，在整個(gè)施工過(guò)程中，由于場(chǎng)地表層土層較為松散，并且穩(wěn)定性較差，因此需先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理后，進(jìn)行導(dǎo)墻修筑，其主要作用是保證挖槽的施工效果。導(dǎo)墻施工完成后，則進(jìn)行地下地連墻成槽施工，按照成槽位置完成地下連續(xù)墻施工。

成槽施工過(guò)程中，需結(jié)合地質(zhì)勘察結(jié)果完成，充分考慮地下其他管線的分布情況，避免施工過(guò)程中對(duì)其他地下管線造成影響，并且在施工過(guò)程中要對(duì)深基坑的標(biāo)高和開挖深度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)算和標(biāo)注。除此之外，施工范圍內(nèi)，不同位置的地質(zhì)條件、土層分布情況存在一定差異，地下連續(xù)墻的嵌入深度也會(huì)隨之發(fā)生變化。為保證深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，在施工過(guò)程中采用分段施工，結(jié)合各個(gè)區(qū)域的實(shí)際土層情況選擇最佳的嵌入深度，以此保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工后的穩(wěn)定性和安全性。

2.2.3 鉆孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁作為坑內(nèi)的框架支撐，可提升地下連續(xù)墻的穩(wěn)定性，在施工過(guò)程中依據(jù)施工設(shè)計(jì)圖中的成孔順序進(jìn)行施工。在施工過(guò)程中，為保證新施工完成的灌注樁不會(huì)受到鄰近樁體施工的影響，采用跳孔施工，并且鄰近樁體施工時(shí)間間隔需在36h 以上，成孔施工設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 成孔施工設(shè)計(jì)圖

按照?qǐng)D4 確定灌注樁的施工順序，即為1→5→9、2→6→10、3→7→11、4→8→12，在施工前，需進(jìn)行2個(gè)孔位的試成孔，并且對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，以此保證樁體施工質(zhì)量。并且在樁位開挖時(shí)，需精準(zhǔn)掌握放坡比例，當(dāng)開挖至基層部位時(shí)，需預(yù)留部分土壤，避免在施工設(shè)備作用下，發(fā)生土體變形和坍塌，同時(shí)在施工過(guò)程中，需及時(shí)進(jìn)行坑內(nèi)排水。

鉆孔灌注樁施工時(shí)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，確定施工質(zhì)量滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目結(jié)合工程實(shí)際需求以及土層情況，共設(shè)計(jì)12 根鉆孔灌注樁，并且在施工過(guò)程中，為保證地基的承載力，對(duì)其進(jìn)行加固處理，確保結(jié)構(gòu)的支撐能力。

灌注樁施工時(shí)，混凝土質(zhì)量尤為重要，施工人員需保證混凝土質(zhì)量。因此，先對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)試混凝土的坍落度、強(qiáng)度等參數(shù)，以此判斷其是否滿足工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。并且在混凝土澆筑時(shí)需保證鉆孔內(nèi)不存在堵塞物，同時(shí)需采用連續(xù)澆筑方式完成澆筑，并精準(zhǔn)控制澆筑壓力?；炷翝仓瓿珊?，需進(jìn)行全面振搗處理，保證混凝土的壓實(shí)度；振搗完成后，則進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，提升灌注樁的施工質(zhì)量，以此保證深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。

2.3 施工效果監(jiān)測(cè)

按照上訴施工技術(shù)完成深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工后，為分析深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工效果，對(duì)施工后深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該監(jiān)測(cè)采用全站儀完成，將其部署在深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)四周，間隔距離為15m，布置數(shù)量共10組。監(jiān)測(cè)點(diǎn)部署位置如圖5所示。

圖5 監(jiān)測(cè)點(diǎn)部署位置

任一點(diǎn)水平位移ξ的計(jì)算公式為：

式中：L——測(cè)點(diǎn)長(zhǎng)度；

θi——測(cè)斜軸線和原準(zhǔn)線夾角；

Δ0——樁底位移。

3 施工效果分析

依據(jù)上述監(jiān)測(cè)方法，獲取10 組監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的任意10個(gè)監(jiān)測(cè)位置的位移監(jiān)測(cè)結(jié)果，如圖6所示。

圖6 水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果

對(duì)圖6測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析后得出：采用該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行施工后，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移均在1.5cm內(nèi)，均在允許的位移范圍內(nèi)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較高。因此該施工技術(shù)具有較好的施工效果，能夠保證深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形在可控范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

為保證橋梁工程的施工質(zhì)量，本文以某地區(qū)的橋梁工程為例，該深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用矩形鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，按照相應(yīng)的施工流程以及關(guān)鍵技術(shù)完成圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻施工和鉆孔灌注樁施工后，采用全站儀對(duì)施工效果進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試證明該技術(shù)具有較好的應(yīng)用效果，能夠極大程度降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，保證橋梁工程的施工質(zhì)量。