王 偉

1. 上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002；2. 上海城市非開挖建造工程技術(shù)研究中心 上海 200002

1 工程概況

大溪口至南廣交通改造及景觀工程項(xiàng)目是四川省宜賓市環(huán)長(zhǎng)江旅游景觀大道項(xiàng)目的起點(diǎn)。該項(xiàng)目起于宜賓南岸大溪口，止于南廣鎮(zhèn)，主線全長(zhǎng)約3.12 km。受河口地形限制及保護(hù)漁業(yè)的需要，上跨南廣河采用三跨（35＋80＋35） m連續(xù)剛構(gòu)橋；東西岸主墩ZX51、ZX52墩承臺(tái)平面尺寸13.5 m×9.4 m，高4 m，承臺(tái)頂面均在常年枯水位下0.5 m（圖1）。

圖1 主墩平面布置

根據(jù)項(xiàng)目部實(shí)測(cè)水下河床情況，西側(cè)主墩底高于河床，而東側(cè)承臺(tái)完全埋置于現(xiàn)狀河床中。東側(cè)地質(zhì)情況復(fù)雜，基坑施工的不確定因素多，在這種情況下成功開挖超深超大基坑，將為類似工程提供有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，南廣河西側(cè)水深較深，東側(cè)水深較淺，最深處水深為6.7 m。

2 地形地貌及地質(zhì)條件

南廣河口屬侵蝕構(gòu)造地形，主導(dǎo)的地質(zhì)作用主要為剝蝕切割、河流侵蝕切割、沖積與微弱的構(gòu)造作用。

西岸ZX51墩承臺(tái)底高于河床，河床面層為⑩-1砂巖層，東岸ZX52墩埋置于④松散卵石層，松散卵石層自穩(wěn)性差且透水性好，常規(guī)的圍護(hù)措施無法打入到預(yù)定標(biāo)高。

3 基坑圍護(hù)形式

3.1 ZX51主墩

西側(cè)首先在枯水期進(jìn)行筑島作業(yè)。ZX51承臺(tái)基坑深度達(dá)到8.5 m，基坑平面尺寸為25.64 m×11.39 m，結(jié)合墩臺(tái)處實(shí)際地質(zhì)情況，基坑圍護(hù)采用φ609 mm×12 mm鎖扣鋼管樁＋2道永久支撐＋1道臨時(shí)支撐的形式，為防止鋼管樁底部受主動(dòng)土壓力影響整體往基坑內(nèi)傾覆，故在第1道圍檁及支撐下沿、鋼管樁外側(cè)布設(shè)1圈雙拼32#槽鋼圍檁，采用φ40 mm精軋螺紋鋼對(duì)拉拉住。水下灌注C30封底混凝土。鎖扣材料選擇1/2段25a#工字鋼和75 mm×50 mm×10 mm角鋼，為保證鎖扣有空隙進(jìn)行堵漏且有足夠的強(qiáng)度不開裂，故采用L-T型鎖扣，并用棉絮＋優(yōu)質(zhì)黏土填芯。為保證焊縫質(zhì)量，采用CO2電焊機(jī)焊?；拥姿闹茉O(shè)置排水溝，對(duì)角設(shè)置集水井（圖2）。

3.2 ZX52主墩

東側(cè)河岸面層至深度18 m均為④松散卵石層，其自穩(wěn)性比回填土要好，故整個(gè)基坑開挖的模型可參考ZX51主墩，但坑底涌水需考慮，且鋼管樁打入的難度較大。

圖2 ZX51主墩圍護(hù)立面布置

綜合考慮后決定采用由鎖扣鋼管樁和沖孔樁相結(jié)合形成的圍護(hù)組合體系，其中所述鋼管樁采用L-T型鎖扣連接，并用棉絮＋優(yōu)質(zhì)黏土填芯，部分鎖扣鋼管無法振設(shè)進(jìn)入巖層之處采用沖孔樁，以鋼圍檁＋對(duì)拉精軋螺紋鋼的結(jié)構(gòu)防止主動(dòng)水土壓力對(duì)鋼管樁底部的影響，形成了一個(gè)穩(wěn)固的封閉式水圍護(hù)體系（圖3）。本復(fù)合樁圍護(hù)體系能同時(shí)達(dá)到止水和擋土的雙重效果，兼顧了2種圍護(hù)樁的長(zhǎng)處，具有結(jié)構(gòu)合理、加固性能好、適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在沖孔樁和鋼管樁結(jié)合處采取的施工工藝是先施打沖孔灌注排樁，待混凝土初凝前插入一側(cè)的鋼管樁，形成封閉圍護(hù)體系[1-2]。

圖3 ZX52主墩組合圍護(hù)體系

4 施工重難點(diǎn)

1）ZX51B墩主承臺(tái)開挖深度達(dá)8.5 m，因河床為中風(fēng)化砂巖，鎖扣鋼管無法振設(shè)進(jìn)入巖層，基坑開挖風(fēng)險(xiǎn)高。

2）東側(cè)河岸面層至深度18 m均為④松散卵石層，其自穩(wěn)性比回填土好，但需考慮坑底涌水，且鋼管樁施工難度較大。

3）坑底涌水?dāng)y帶部分泥沙，易形成基坑周圍空洞現(xiàn)象。

4）主墩承臺(tái)施工需在長(zhǎng)江水位汛期來臨之前完成，墩柱需施工至汛期水位以上，以便汛期不影響墩柱施工。

5 主要施工技術(shù)

5.1 振動(dòng)沉樁及沖孔樁組合體系施工

5.1.1 插樁和沉樁

利用沉樁機(jī)將鋼管樁吊運(yùn)至沉樁位置，使其鎖口與已沉入鋼管樁的陰陽鎖口咬合，并緩慢下放，直至進(jìn)入河床自穩(wěn)不下沉為止，將樁頭與沉樁機(jī)套管吻合（用錘夾夾緊樁壁），取下樁頭起吊鋼絲繩，啟動(dòng)振動(dòng)錘沉樁，直至鋼管樁樁底標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)深度，下沉過程中，注意保持錘身與樁身方向一致。

5.1.2 垂直度控制

第1根鋼管樁沉入后的垂直度會(huì)影響到其他鋼管樁的垂直度，因此，應(yīng)進(jìn)行緩慢下沉，打入到設(shè)計(jì)深度的2/3時(shí)暫停沉樁，檢查樁身垂直度是否在0.5%以內(nèi)，如果滿足要求則繼續(xù)下沉，否則拔出重打。

5.1.3 沖孔樁施工

ZX52墩埋置于④松散卵石層，沉樁過程中，鋼管樁振設(shè)由于摩擦阻力及樁底卵石阻礙，不能振設(shè)進(jìn)入巖層，不能滿足承臺(tái)施工需求。因此，采用沖孔樁形式與鎖扣鋼管樁形成圍護(hù)體系，沖孔孔徑為1 m，深度為10 m，間距為1.5 m，施工時(shí)采用跳樁施工。

在進(jìn)行鋼管樁打設(shè)過程中，對(duì)不能打設(shè)至設(shè)計(jì)深度的鋼管樁做好標(biāo)記，拔出已打設(shè)鋼管樁，在此區(qū)域進(jìn)行沖孔樁施工。

5.1.4 交界處處理

沖孔樁和鋼管樁結(jié)合處采取的施工工藝是先施打沖孔排樁，待混凝土初凝前插入一側(cè)的鋼管樁，形成封閉圍護(hù)體系。

5.1.5 圍護(hù)合攏

為確保鋼管樁在合攏時(shí)兩側(cè)鎖口相互平行，在插打最后幾根鋼管樁時(shí)，需對(duì)垂直度進(jìn)行控制，若存在偏斜，進(jìn)行分散糾正，調(diào)整合攏[3-4]。

5.2 基坑圍護(hù)施工

5.2.1 雙拼40#槽鋼圍檁施工

對(duì)基坑內(nèi)土體進(jìn)行分層開挖，將第1層鋼圍檁水平中心位置在鋼管樁上標(biāo)出，推算鋼圍檁支撐體系焊接位置，并測(cè)量出支撐鋼管之間凈距，利用汽車吊將支撐鋼管放置于對(duì)應(yīng)位置安裝牢固，最后安裝轉(zhuǎn)角位置處的三角支撐。

5.2.2 基坑開挖

基坑采用長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行分層開挖，采取邊開挖邊支護(hù)的形式進(jìn)行。采取人工輔助挖機(jī)整平基坑內(nèi)砂卵石、樁頭破除物。

5.2.3 基坑抽水

根據(jù)基坑內(nèi)涌水情況，配置足夠數(shù)量的抽水機(jī)進(jìn)行基坑內(nèi)抽水，確保基坑開挖過程及承臺(tái)施工過程中，基坑內(nèi)不積水。

5.2.4 封底混凝土灌注

為防止ZX52墩基坑坑底涌水，基坑放水至與外側(cè)水面平衡后采取水下濕封底，封底厚度1 m。

5.3 承臺(tái)和墩身施工

承臺(tái)和汛期水位以下墩身的鋼筋、混凝土澆筑作業(yè)需在汛期水位來臨前施工完成，確保汛期不影響上部墩柱及上部結(jié)構(gòu)施工。

5.4 鋼圍檁拆除

基坑封底完成后，進(jìn)行承臺(tái)施工時(shí)，將第3道臨時(shí)支撐拆除，墩身施工出基坑頂面后，進(jìn)行支撐體系拆除，拆除按照由下而上、先支撐再鋼圍檁，最后拔除鋼管樁的順序進(jìn)行。支撐體系全部拆除后，利用沉樁設(shè)備采用沉樁反向作業(yè)順序。拔除的鋼管樁應(yīng)沖洗干凈、并堆放整齊。

5.5 基坑開挖監(jiān)測(cè)

5.5.1 水平位移監(jiān)測(cè)

水平位移監(jiān)測(cè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用方向觀測(cè)法和垂距法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，按照二級(jí)位移觀測(cè)精度進(jìn)行觀測(cè)。

5.5.2 沉降觀測(cè)

沉降觀測(cè)使用DS1或DS05級(jí)的精密水準(zhǔn)儀，配合長(zhǎng)2 m（或3 m）的銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行。

5.5.3 測(cè)斜監(jiān)測(cè)

測(cè)斜監(jiān)測(cè)采用XB30型測(cè)斜儀，觀測(cè)精度1 mm，測(cè)斜管應(yīng)在測(cè)試前5 d裝設(shè)完畢，在3～5 d內(nèi)重復(fù)測(cè)量不少于3次，判明其處于穩(wěn)定狀態(tài)后，進(jìn)行測(cè)試工作。

當(dāng)基坑開挖過程中數(shù)據(jù)超過報(bào)警值時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率，加密監(jiān)測(cè)，甚至跟蹤監(jiān)測(cè)。

5.5.4 報(bào)警界限

圍護(hù)體水平、垂直位移大于3 mm/d或累計(jì)大于30 mm；深層水平位移大于4 mm/d或累計(jì)大于40 mm。

6 結(jié)語

四川省宜賓市大溪口至南廣交通改造景觀工程南廣河口深水承臺(tái)施工，采用新型的鎖扣鋼管排樁和沖孔排樁組合形式的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并采用邊開挖邊支護(hù)結(jié)合水下局部濕封底的綜合工藝。深基坑工程施工監(jiān)測(cè)表明，該基坑設(shè)計(jì)合理，施工安全有保障，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為以后處于江灘河口淺覆蓋層深水承臺(tái)開挖施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)類似工程具有一定的借鑒意義。