簡析深基坑開挖支護施工

李飛　張中強　孫航

一、工程概況

步云特大橋全長14.7公里，是新建上海至杭州鐵路客運專線控制性工程之一。此橋在DK75+715處跨越平湖塘，跨越處設置為36.1+72+43.9米雙線變截面單箱單室連續梁。主墩承臺均已侵入河道，為了保證通航凈寬，承臺頂設計深度在通航水位下5.5米，承臺底開挖深度為10米，為深基坑。基坑開挖支護需要制定專項施工措施。

二、施工準備

新舊鋼板樁運到工地后，均應詳加檢查、丈量、分類、編號；鋼板樁如需拼接時，鋼板樁兩端要對正，可先在一端上面焊接一塊限位板然后將另一端緩緩放下并進行對焊，再焊接加強板。焊接時必須保證焊接面平整且焊縫有足夠厚度。

三、施工方法

1.鋼板樁支護。①根據測量放樣距承臺邊向外1.5m開始插打拉森Ⅳ鋼板樁，每根拉森Ⅳ鋼板樁長度為15米，采用90履帶吊打樁錘進行插打鋼板樁，在開始插打前要對機械設備進行檢查，符合要求后才可以進行施工。②先打好定位鋼板樁，然后與導框固定，導框也就是鋼板樁圍堰的上層圍欞，沿著圍欞進行插打鋼板樁，待插入一定深度，站立穩定后，方可加以錘擊。③鋼板樁插打過程中隨時糾正歪斜。歪斜過甚不能用拉擠辦法整直者，要拔起重插。④鋼板樁插打完畢，檢查圍欞是否與鋼板樁焊接牢靠，檢查無問題后即可開挖基坑。⑤防護鋼板樁采用拉森Ⅳ鋼板樁，圍欞采用400*400規格H型鋼，圍欞四角設置同型號斜撐于豎撐，斜撐與圍欞成45度夾角，采用焊接固結連接。⑥拔樁。鋼板樁拔出前，應先將圍堰內的支撐及其他設施從上到下陸續拆除，拔出的鋼板樁清刷干凈、修整、涂刷防銹油。在運輸時，不使碰撞，防止彎曲變形，堆放場地應堅實平整，堆放時應按板樁類型、長度分別編號、登記、堆放整齊。

2.基坑開挖。基坑土方開挖隨開挖隨支撐，即每進行一層土方開挖，按設計要求即進行坑壁支撐。基坑土方開挖采用挖掘機開挖，當基坑開挖到一定深度后，土方采用長臂挖掘機開挖，并采用自卸汽車外運。基坑支撐采用工字鋼和鋼管進行支撐，整個基坑支護從上到下總共設計為2道。當開挖距基底300mm時，應采用人工開挖，并進行基底找平施打墊層。①第一次土方開挖：挖掘機直接在地面上向下開挖，挖至地面以下一米處進行圍欞施工。②第二次土方開挖：圍欞加固牢固后長臂挖掘機站在基坑外平臺上向下開挖，開挖方式為從基坑的一側挖向另一側，挖至4米深處進行第二道內支撐施工，第二道內支撐中間增加600無縫鋼管進行支護。③人行爬梯施工：為方便施工中人員上下，在圍檁軸線鋼管支護兩側設置人行爬梯兩處，采用16鋼筋加12槽鋼組合制成。④施工注意事項：基坑開挖前應做好場地的地面排水措施；在基坑開挖過程中，應對樁間滲漏水進行封堵，避免造成地下水的大量流失而危及周邊建（構）筑物的安全，必要時采用橡膠止水帶堵水；基坑開挖過程中嚴禁大鍋底開挖，并做好基坑內的排水工作，如在雨季施工必須準備足夠的抽水設備。

3.豎井基坑施工監測方案。在深基坑的設計施工過程中，由于地質條件、荷載條件、材料性質、施工條件和外界其他條件的影響，以及當前土壓力計算理論和邊坡模型的局限性，很難單純從理論上預測工程中可能遇到的問題。所以需對基坑開挖施工中及主體結構施工中對支護結構、周圍土體等在理論分析指導下有計劃地進行必要的監測。① 監測的目的。解基坑開挖引起地表水平位移及沉降變形情況；止基坑四周土體破壞或發生極限狀態，造成圍護結構側向變形；止圍護結構支撐不當導致土體喪失靜力平衡，造成基底隆起；通過了解孔隙水壓力及地下水位，決定進一步需采取的措施。了解基坑開挖過程中鄰近建設物的沉降及傾斜。②監測的基本要求。嚴格按照設計技術要求制定的監測方案，監測所使用的儀器、監測方法、監測精度、測點布置、觀測周期，上報監理審批后實施；觀測工作應及時，數據必須可靠；對于觀測的項目，按照工程具體情況預先設定預警值，當發現監測值超過預警值的異常情況，立即采取補救措施；基坑支護監測，必須有完整的觀測記錄、形象圖表、曲線和觀測報告。

4.其他要求。基坑采用人工配合挖掘機開挖，棄土由挖掘機裝15T自卸車運至指定的棄土場。在開挖過程中應保證集水井深度比開挖面低1m，且抽水不得間斷，基坑內不得有積水。

基坑施工必須盡快完成，自基坑開挖至基礎完成，緊接連續不斷施工。

四、深基坑施工安全措施

在施工挖基坑、挖溝、鏟土時，保證不影響“三電”設備的正常使用，不造成設備隱患；采用機械開挖承臺基坑時，應在其邊緣設置安全標志；在挖掘機土斗的回轉半徑范圍內，人員不得停留或通過；小型夯實機械停用時應切斷電源；首先在基坑頂部修好排水溝，才能開挖。防止邊坡過陡而失穩。基坑開挖時，根據確定的基坑位置開挖。機具、材料等應堆放在邊坡四周安全距離以外；基坑開挖后不宜暴露時間過長，以免造成土質松軟、邊坡坍塌失穩等；在基坑底施工時，要正確佩戴安全帽及一些安全防護用品；基坑開挖對臨近建（構）筑物或臨時設施有影響時，應提前采取安全防護措施；吊車、起重機施工作業時應定人定崗，嚴禁處碰高壓線傷人；在距基坑邊緣1.2-1.5m處應設置護欄或架設護網，且不低于1.2m，并要穩固可靠，防止人員掉入；設立警示標牌，提醒行人及工作人員。

五、應急搶險措施

1.滲漏應急措施。當圍堰發生滲漏情況，立即疏散人員并及時救護傷員，然后在圍堰迎水側找出滲流進水口，及時堵塞，截斷漏水來源。同時，在背水側滲流出口采用反濾料壓填，降低水流流速，降低延緩圍堰土料的流失，防止險情擴大。采用蓋堵法對圍堰滲漏部位進行搶護，即采用大面積的復合土工膜蓋堵，也可就地取材用蓬布蓋堵，再用土袋或石渣袋壓腳，直到完全斷流為止。

2.管涌應急處理措施。當圍堰發生管涌時，立即疏散人員并及時救護傷員，然后在圍堰背水面進行搶護，采用反濾導滲，控制涌水，留出滲水通道。在管涌出口處用編織袋或麻袋裝土填筑圍井，井內鋪填反濾料，從而制止涌水帶走砂土，以防止險情進一步擴大。發生圍堰管涌時，對管涌部位采用反濾層壓蓋，降低涌水流速，制止地基泥沙流失，穩定險情。

3.坍塌應急處理措施。圍堰出現塌方時，立即疏散人員并及時救護傷員，然后采用自卸車及時對塌方范圍拋填塊石進行修補完善，恢復圍堰斷面尺寸，防止圍堰斷面減小、險情擴大。基坑土方發生坍塌后，立即疏散人員并及時救護傷員，然后檢查塌方處是否還有可能的塌方危險，當確認無危險后，方可實施搶救，如還可能造成二次坍塌，則必須采取有效措施控制。清理坍塌土方時應采取有效措施，避免對傷員的二次傷害。搶救時不能使用工具，只能人工清除，用手搬、扒、刨。

4.支架垮塌應急處理措施。出現支架垮塌時立即疏散人員并及時救護傷員，然后檢查是否還有可能的坍塌危險，當確認無危險后，方可實施搶救， 如還可能造成二次坍塌， 則必須采取有效措施控制。清理坍塌時應采取有效措施，避免對傷員的二次傷害。

（作者單位：中鐵十局集團有限公司）