谷明慧

(黑龍江龍高公路養(yǎng)護工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001)

某橋梁工程總長約2 782.6 m，其主橋為中承式鋼管混凝土拱橋，總長約457.6 m，拱座的頂、底部寬度分別為7 m和10 m，基礎為擴大基礎，橫橋向與順橋向的長度分別為50.6 m、50.0 m，厚度為5 m。基礎開挖是橋梁建設最初環(huán)節(jié)，為保證開挖后形成的深基坑始終保持穩(wěn)定，需根據(jù)基坑特點及設計要求采取有效的圍護措施。

1 圍護方案

1.1 方案比選

根據(jù)基礎場地工程地質條件，由于開挖范圍內存在粉土和粉砂，且地下水位相對較高，在雨季到來之前必須完成拱座的施工。為此，在基坑開挖過程中如果使用SMW工法樁和錨索相結合的方案，雖然有很快的成樁速度，且開挖的面積及方量都相對較少，但出渣速度較慢，在復雜程度較高的地層中成樁質量還很難保證；如果采用放坡與咬合樁相結合的方案，此工藝成熟，成型速度快，結構有良好受力，不容易產(chǎn)生變形，但會增大開挖的面積與方量，加之基坑以北存在大量既有建筑，征地拆遷難度大，會對工期及環(huán)境造成很大的影響。通過綜合對比，最終選擇放坡、咬合樁和錨索相結合的圍護方案，以此在保證出渣速度、減少工程量的基礎上，加快施工速度，保證施工質量，并盡可能減少征地拆遷和對環(huán)境造成的影響。

1.2 結構布置

該圍護方案的具體內容為對基坑邊坡進行三級放坡處理，然后采用咬合樁與錨索相結合的方法進行防護，基坑以北由于存在大量既有建筑，所以采用咬合樁與錨索相結合的方法支護，而其它方向只采用咬合樁進行支護即可，基坑設計參數(shù)如表1所示。咬合樁按照拱形進行布置，與邊坡靠近的一側記作a邊，然后沿順時針方向依次記作b邊、c邊與d邊?；訂蝹瓤缇酁?2.27 m，矢高為4.06 m，穿插布置鋼筋混凝土樁與素混凝土樁，相鄰兩根樁之間需咬合0.1 m，其中，鋼筋混凝土樁的樁徑為1.4 m，主要負責承受水壓與土壓，而素混凝土樁的樁徑為1.2 m，主要作用為對鋼筋混凝土樁之間的間隙進行填充，所有樁都要嵌入到基巖層當中，同時嵌巖深度還要達到要求，樁頂和連系梁之間固結，在四角分別設置加固樁與抗力樁(加固樁樁徑1.4 m，抗力樁樁徑2.0 m)，以此形成圍護結構體系拱座。在三級放坡施工中，先進行第三級邊坡的施工，然后在其坡腳處進行咬合樁的施工，接著在咬合樁的內側實施第二級放坡，直到基巖中風化層的頂面，于坡腳處布置護腳墻，最后在其內側進行第一級放坡?；右员钡拈_挖深度相對較大，使樁的懸臂端有很大長度，需沿豎向連續(xù)設置兩道錨索，通過素混凝土樁鉆入到土層內，并使錨固端深入至基巖層中。

表1 基坑設計參數(shù)

2 圍護施工

2.1 工藝原理

咬合樁的施工方法為全套管鉆孔，兩個相鄰的樁體相互咬合，以此形成一個具有防水與擋土作用的整體圍護結構體系，其平面布置為穿插布置素混凝土樁與鋼筋混凝土樁，先對素混凝土樁進行施工，再對鋼筋混凝土樁進行施工。借助旋挖鉆機對素混凝土樁進行樁孔鉆進，然后通過超緩混凝土的灌注成樁，在素混凝土樁樁身混凝土達到初凝之前借助旋挖鉆機對素混凝土樁和鋼筋混凝土樁之間相交的部分進行切割，之后再對鋼筋混凝土樁進行施工，以此使素混凝土樁和鋼筋混凝土樁實現(xiàn)咬合，在樁身的混凝土實際強度與設計要求相符后，在樁頂部進行連系梁的施工，以此使整個咬合樁形成一個整體，基于咬合樁的支護作用進行基坑開挖施工，保證基坑穩(wěn)定。

2.2 施工流程

施工按照以下流程進行：1素混凝土樁→2素混凝土樁→1鋼筋混凝土樁→3素混凝土樁→2鋼筋混凝土樁→4素混凝土樁→3鋼筋混凝土樁。

2.3 工藝方法

借助旋挖鉆機進行開孔之前，應根據(jù)控制點位對排樁中心點進行準確定位，將厚度為10 mm的雙臂鋼套管作為樁孔護筒，護筒的內徑應比設計確定的樁徑大20cm，將鋼護筒埋設到位后，使旋挖鉆頭和樁位十字線完全對準，同時對設備水平度進行調整，確保鉆桿和鋼護筒保持始終保持垂直。經(jīng)檢查確認滿足要求后，方可開始鉆孔，待孔深與設計要求的孔底標高完全相符后，檢查鉆孔的深度與直徑，確認能否與設計及相關規(guī)范提出的要求相符。鋼筋混凝土樁所用鋼筋籠需在專門的加工廠中借助滾焊機進行加工，各段分別加工，加工時采用焊接的方法接長鋼筋，鋼筋的接頭應錯開，在對扎口進行焊接的過程中，上、下主筋必須完全對正，使鋼筋籠上、下部分軸線保持一致。樁身混凝土的灌注需采用導管法進行，采用275 mm鋼管作為導管，單節(jié)長6 m，混凝土液面和導管口之間的距離應始終處于2 m之內，對混凝土的灌注必須保持連續(xù)，不允許發(fā)生中斷，在灌注的同時對導管與鋼護筒進行提升，直到混凝土達到設計要求的樁頂標高上部1 m左右，最后進行孔口防護。

2.4 連系梁施工

對樁頂部位超灌的混凝土進行鑿除，即進行破樁頭施工，具體的鑿除方法為環(huán)切法，然后對樁芯頂面進行鑿毛，將樁頂部存在浮渣清理干凈，并進行墊層的施工。樁頂連系梁需借助專門的鋼模進行施工，將鋼模安裝完成后，綁扎連系梁的鋼筋，然后進行混凝土澆筑，待四周連系梁變?yōu)橐粋€整體，且澆筑的混凝土實際強度與設計要求完全相符后，即完成整個圍護結構的施工，為之后的基坑開挖施工提供可靠支護。

2.5 基坑開挖

(1)施工工藝

①先對場地表面存在的耕植土、雜草和雜物均清理干凈，同時做好填挖找平，以勘測部門提供的點位對橋梁中線進行準確測放，同時作出引測樁點與控制網(wǎng)點。

②以已知點為依據(jù)對各條軸線上的控制點和井位點進行復核，然后設置位置線點，為之后的開挖施工提供控制邊線。

③以放出的控制網(wǎng)點為依據(jù)對施工段落范圍內的溝槽開挖線進行放線，并據(jù)此復核溝槽底部的軸線，在基底的龍門柱上分別引測軸線和水平及高程控制點，以此為基礎鋼筋施工提供有效控制。

④為了使施工過程中的測設能夠順利完成并達到準確無誤，現(xiàn)場不同施工段落的測量都要多次復測。

⑤每次測量都要由專門的測量人員在放線結束后、由現(xiàn)場作業(yè)人員實施復核，在每項施工工序完成且經(jīng)自檢確認合格后，做好各項原始數(shù)據(jù)記錄，然后由監(jiān)理人員做好現(xiàn)場驗收，經(jīng)抽檢確認合格后，即可開始下一道工序。

⑥工程現(xiàn)場實測結果需要由工程師進行審批。

(2)降排水措施

①以施工區(qū)域的水文地質條件和現(xiàn)場勘察結果為依據(jù)，地下水位深度在2～3 m范圍內，可見地下水資源較為豐富，加之與河溝距離較近，故在實際施工中需進行明降水。

②在基坑外部開挖深度與寬度均為50 cm的截水溝，以此對地表水進行集中抽排。在基坑中開挖深度與寬度均為50 cm的匯水溝，將積水匯集到基坑其中一角，然后開挖集水井，利用抽水泵將積水集中排出。

(3)開挖防護與處理

①如果基坑底部出現(xiàn)不良土質，如流沙與淤泥，首先要立即和建設單位及監(jiān)理方聯(lián)系，并會同設計人員進入現(xiàn)場，根據(jù)實際情況制定有效的處理措施。

②在溝槽開挖過程中，當遇到既有管線等障礙物時，首先要了解具體情況，不可拆除的要加以保護，并盡快和相關單位取得聯(lián)系，以防事故發(fā)生帶來不必要的損失。

③采用機械對基底進行開挖施工時，在開挖到設計基底上部20 cm后，為防止對基底土質造成擾動，應立即停止機械開挖，改用人工完成修坡檢底，并核對設計要求的標高，及時由各方人員進場驗槽，做好相關記錄，確定能否開始下一道工序。如果經(jīng)檢查確定基底土質無法達到設計要求，應立即上報方案，并由設計單位給出具體的處理措施。

(4)地下管線與既有構筑物保護

①對于現(xiàn)有的地下管線，按照業(yè)主提出的要求，首先要在思想意識上引起高度重視，采用人工挖設樣洞，開工前保證完全暴露，以便于現(xiàn)場保護；安排專人負責；在管線保護工作開始前應先做好監(jiān)護，然后落實專門的保護措施。

②施工正式開始前以施工圖為依據(jù)和有關部門或單位取得聯(lián)系，使其到達施工現(xiàn)場開展監(jiān)護工作，辦理各項手續(xù)，如監(jiān)護交底卡等。若圖紙上沒有模糊不清的部位，則應委托專門的物探單位實施現(xiàn)場勘察。在橋梁基坑開挖開始前采用挖設樣洞的方式明確周圍管線具體分布范圍和縱向，在地下管線分布情況不清的區(qū)域，應采用人工試挖，注意不可盲目利用機械設備進行開挖，以免造成不必要的破壞和損失。

③在實際施工中，需要在地面和附近既有建筑物布設沉降觀測點，并安排專人進行觀察，做好相關記錄。在開挖過程中還應注意不可將開挖產(chǎn)生的土方直接堆放于建筑其中一側，以減輕基坑邊緣處的壓力，防止坍塌事故發(fā)生。

(5)防坍塌措施

開挖施工中，為防止坍塌現(xiàn)象的發(fā)生，可采取以下各項預防措施。

①不可通過挖孔底腳進行基坑土方開挖施工，開挖必須嚴格按照方案的要求進行。

②在基礎施工開始前應編制合理可行的施工方案，根據(jù)土質實際情況設置固坡措施。對于基槽邊坡與支撐設施，需要在施工中做到隨時檢查，如果發(fā)現(xiàn)邊坡存在裂痕或疏松等問題，應立即采取處理措施，從根本上消除隱患。對于開挖產(chǎn)生的土方，應按照相關規(guī)定進行堆放，不可直接沿線堆放或臨時堆放。

③施工中要對基坑邊坡處的物料堆放數(shù)量及重量進行嚴格控制，防止由于產(chǎn)生太大集中荷載導致基坑邊坡產(chǎn)生坍塌。

④在基槽開挖施工中應設置合理的排水措施，在雨天施工中要注意防止地表水對土壁邊坡造成沖刷，導致土方坍塌。

3 施工監(jiān)測與結論

連系梁相同截面中內外側布置的傳感器，其實測結果的變化基本一致，應力分布符合徑向土壓力作用下圓弧線為合理拱軸線的特征，與咬合樁設計目標相符?；娱_挖完成后，連系梁應力保持不變，驗證了支護結構的有效性與穩(wěn)定性。施工中水系多次漲水，漫水給支護結構受力帶來了一定影響，相當于對基坑進行二次開挖?；诖?，實際施工中應盡可能在洪峰季到來之前結束基礎澆筑，以此從根本上降低施工的安全風險。從以上結果可以看出，該橋梁工程所用基坑圍護結構合理可行，且施工質量合格，所用工藝方法科學合理。

4 結 語

綜上所述，以上基坑圍護結構在該橋梁基坑開挖圍護中實現(xiàn)了成功應用，可以為其它類似橋梁提供參考借鑒，經(jīng)過此次施工，可得出下列結論：采用咬合樁作為基坑的圍護結構體系時，可以在提供較強防滲能力的同時，加快施工效率，減小結構占地面積，此外，由于可以采用旋挖鉆機進行施工，所以能防止產(chǎn)生太大的噪音及振動，減小對環(huán)境造成的污染及破壞，對文明施工十分有利；對咬合樁進行平面布置的過程中，宜采用拱形布置方式，因為這樣對結構受力有利；地下工程不僅復雜，而且還有一定不可預見性，因此在基坑開挖施工中應加強信息化，通過定期檢測獲得不同施工狀態(tài)對應的數(shù)據(jù)結果，然后以此為依據(jù)對施工進行正確的調整與優(yōu)化。