于 天
(南京市公共工程建設中心,江蘇 南京 210000)
根據(jù)JTG F90-2015《公路工程施工安全技術規(guī)范》,深度不小于5 m的基坑(槽)的土(石)方開挖、支護、降水,或開挖深度雖小于5 m,但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復雜,或影響毗鄰建(構)筑物安全,或存在有毒有害氣體分布的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程,屬于危險性較大的工程,需編制專項施工方案并需專家論證、審查。
橋梁鉆孔灌注樁施工完成后,承臺的開挖深度大于或等于5 m的基坑開挖、支護、降水的施工屬于以上情形,如圖1所示。
圖1 基坑平面及剖面示意圖
為保證橋梁承臺基坑施工鋼筋綁扎、模板安裝以及混凝土澆筑順利進行,要針對地下水位高、地表水豐富的施工地質(zhì)條件,采取措施進行承臺基坑開挖,降低地下水位,排除地表水,并在此基礎上規(guī)劃施工機械、人員操作、建筑材料的作業(yè)空間。因此,基坑支護、開挖及降水是承臺基坑施工的重點。
主要施工方案包括井點降水方案、基坑支護方案、基坑開挖方案。采用輕型井點降水系統(tǒng),于基坑開挖前布置井點,觀測水位,達到降水要求后進行基坑開挖?;娱_挖采取鋼板樁支護開挖方式,保持基坑穩(wěn)定,創(chuàng)造作業(yè)空間。
橋梁承臺施工作業(yè)流程圖如圖2所示。
圖2 橋梁承臺施工作業(yè)流程圖
為創(chuàng)造施工無水作業(yè)平臺,基坑開挖與基坑降水配合施工,除降水外,開挖前在基坑外設置截水溝與排水溝,開挖后于基底設置排水溝與集水井,每個基坑設置至少2處集水井且為對角鉆取,集水井外口直徑200 mm,深度為6~7 m,每個集水井均采用1臺1.5 kW的水泵不定時地進行降水,確?;觾?nèi)無積水現(xiàn)象。
現(xiàn)場采用鋼板樁支護方式,配合使用鋼圍檁以及角支撐、對口支撐加固。
鋼圍檁和角支撐采用雙榀HW400型鋼,角支撐設在圍檁拐角處且橫縱向2 m。水平支撐采用內(nèi)徑500 mm、壁厚10 mm的鋼管,設置在承臺中心頂部且支撐基坑長邊位置。進行支護結構設計,鋼板樁單根長度12 m,入土深度5.5~7 m,采用單層鋼圍檁,鋼管對口撐距承臺頂面1 m,如圖3所示。
圖3 基坑支護布置圖
采用履帶式液壓打樁機施打拉森鋼板樁,施打前探明地下管線情況,放出準確的支護樁中線。測量定位鋼板樁位置,在鋼板樁位置挖溝槽,然后施打鋼板樁。
具體步驟如下:
(1)鋼板樁材質(zhì)和外觀質(zhì)量檢驗。
(2)打樁前,在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂油脂,以方便打入拔出。
(3)鋼板樁施打采用屏風式打入法施工,施工時,將10~20根鋼板樁成排插入導架內(nèi),使它呈屏風狀,然后再施打。通常將屏風墻兩端的一組鋼板樁打至設計標高或一定深度,并嚴格控制垂直度,用電焊固定在圍檁上,然后在中間按順序分1/3或1/2板樁高度打入。
基坑采取分層開挖,嚴禁掏空、深挖。開挖過程,嚴格做到先撐后挖、先換撐后拆撐,先開挖至支撐底標高,安裝內(nèi)支撐體系并在平面內(nèi)形成整體平面支撐后,方可開始下一層土方開挖,不得在僅形成局部支撐的情況下開挖局部土方。
(1)使用挖機開挖至鋼板樁頂面以下1.5 m位置,在高度1 m的位置沿鋼板樁內(nèi)側每3 m安裝一道牛腿支撐,與鋼板樁密貼后滿焊。采用25 t吊車逐根安放HW400型鋼圍檁,拐角處采用角板焊接。四角分別設置型鋼角撐,自鋼板樁角點縱橫向距離2 m。沿鋼圍檁長邊中間位置縱橋向安裝內(nèi)徑500 mm、壁厚10 mm的鋼管支撐,如圖4、圖5所示。
圖4 第一層圍檁安裝
圖5 角撐安裝
(2)第一層圍檁及支撐安裝完成后,繼續(xù)進行第2次開挖,底部預留20 cm厚泥土采用人工開挖,避免超挖擾動基底原狀土。
(3)支撐安裝的容許偏差應符合規(guī)范要求。
拆撐時需基坑回填至支撐底部,回填土固結后進行該道支撐拆除,回填一層,拆除一層支撐。
(1)基坑回填
承臺澆筑拆模后,及時用中粗砂回填,回填應分層沖水振搗密實。為避免拔樁困難,鋼板樁與封底混凝土及回填混凝土之間應采用彩條布隔離,并在鋼板樁上抹涂潤滑油,以減少拔樁阻力。
(2)支撐體系拆除順序為:底層圍檁四角支撐→鋼管直撐→HW400型鋼圍檁→牛腿支撐→頂層支護體系→鋼板樁拔除。
建立平面控制網(wǎng),采用全站儀測水平角、水平距,按解析坐標法進行計算,通過坐標的變化從而了解各測點的水平位移的情況;豎向位移通過水準儀測高程,進行數(shù)據(jù)比對,了解各測點豎向位移的情況。豎向、水平位移監(jiān)測點分別設在四周圍檁上及基坑外側2 m的位置,監(jiān)測點均采用HRB400Ф25 mm短鋼筋,頂面刻出十字線,如圖6所示。
圖6 位移監(jiān)測點布置示意圖
基坑監(jiān)測控制值參考GB 50497-2009《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》,并根據(jù)現(xiàn)場施工動態(tài)隨時進行調(diào)整。當測試結果達到報警值時,測量人員必須立即上報,現(xiàn)場停止施工,查找問題產(chǎn)生的原因并制定針對性加固措施,確?;臃€(wěn)定后方可繼續(xù)施工。
位移監(jiān)測每天1次,如遇有特殊天氣或監(jiān)測數(shù)據(jù)異常、或接近報警值時,根據(jù)工況加強監(jiān)測密度、及時反饋信息,施工期間每天對觀測點進行觀察并繪制時間-沉降位移曲線。
本文總結了橋梁基礎深基坑開挖、支護、降水的施工作業(yè)流程,對其重難點進行了分析,指出了施工及監(jiān)測的注意事項,為同類工程的深基坑施工提供了參考。