淺談橋梁深基坑擋土墻防護施工方案

王保山（中鐵十五局集團第三工程有限公司，四川 成都 610097）

1 工程概況

鄭州至萬州鐵路站前工程河南段7標段方城框架中橋位于方城車站內，橋址里程DK228+965.90，橋身總長為46.80m。該鐵路橋涵主要用于車輛通行，雨季作為地表水排水通道，跨越規劃道路，橋址地勢平坦開闊，附近為農田，沿線村村通公路發達，交通便利。該橋孔跨布置為（14+16+14）m，凈高4.80m。全橋為鋼筋混凝土框架結構。原地面距橋基礎底面最大高程差為7.7m，線路左側為施工主便道，重載車輛行駛頻繁。基坑范圍內表層覆蓋粉質黏土，表層下為細砂和細圓礫石層，下層主要為含礫粉質黏土。地下水豐富，主要為第四孔隙潛水和弱承壓水，受地表河流及大氣降水補給，水量隨季節變化。基坑開挖時需針對基坑邊坡采用混凝土擋土墻作為臨時支護，滿足建設施工要求，同時保障施工安全。

2 基坑開挖穩定性分析

根據現場調查情況，本工程雨季施工，降水量較大，地下水豐富，基坑土質具有膨脹性，遇水宜發生坍塌，基坑左側為施工主便道，活荷載較大，存在極大的安全隱患[1]。工作面開闊，基坑開挖深達7.7m，擬采用分級放坡開挖。根據土質情況，進行定量計算后，采用重力式擋土墻支護的防護方案。在定量計算中，根據試驗結果并結合反算參數及經驗，參數選取分別為：浮容重γ=19kN/m3，摩擦角φ=22.5°，黏聚力c=25kPa，活荷載q=59.3kPa，安全系數k=1.35。計算結果滿足擋土墻的抗傾覆穩定性要求。

3 深基坑防護施工

3.1 施工準備

對施工現場實地地下管線現狀進行探查，對地上和地下的妨礙施工線路進行整改。在施工區域開挖線外1.0m寬位置，設置1.2m高的防護柵欄，確保施工區域施工安全。按施工計劃安排施工人員和施工機械進入施工現場，進行技術、安全交底。

3.2 測量放線

利用全站儀放出橋址平面位置和基礎開挖邊界線，每側比框架中橋基礎襟邊寬出4.5m，用白灰撒線，每層開挖前由固定的測量人員用全站儀精確測量，定出開挖邊樁并撒出開挖邊線。

3.3 基坑開挖

采用“分層臺階接力法”， 按坡率1:0.25放坡開挖成型的施工方法。開挖順序為：先挖中槽再挖兩邊。開挖深度分為3層開挖，第1層開挖深2.3m，為保證機械在開挖下層土方的施工安全和邊坡坡面穩定，留置好臺階位置，臺階寬度不得小于1m。開挖中槽要按照先左后右的順序依次開挖。挖掘機直接開挖并裝車外運，基底開挖面以上0.3m的土方采用人工開挖，嚴格控制超挖并防止對基底擾動。基坑開挖完成后，在基坑的四周分別設置20cm×20cm矩形混凝土排水溝，在排水溝的匯水點設置50cm×50cm×80cm混凝土集水井，利用水泵將基坑內的積水排出坑外，在基坑以外設混凝土截水溝，將地表水引至指定位置。

3.4 擋土墻施工

擋土墻坡率采用1:0.25，一級擋土墻厚度0.8m，二級擋土墻厚0.5m，臺階厚0.3m。一級擋土墻中配置φ10cm泄水孔，泄水孔間距為3.0m，后置無紡布反濾層。擋土墻沿長度方向每隔15m設置一道縫寬2cm的貫通縫，縫內用瀝青麻筋填充。

4 基坑監測

1）本基坑開挖深度最大為7.7m，觀測頻率按照二級基坑考慮，擋土墻支護結構頂部水平位移預警值為：累計值55mm，變化速率12mm·d-1；頂部豎向位移預警值：累計值60mm，變化速率8mm·d-1；當監控值達到或超過預警值后，縮短監測周期，增加監測次數。

2）及時向設計人員提供監測數據及最終測試評價成果，以便進行分析及采取相應的防范措施。

3）變形監測網的網點，設置基準點、工作基點和變形觀測點。基準點應選在變形影響區域外穩固可靠的位置設置3個基準點，選用擋土墻附近一級控制點作為基準點，他們的編號分別為JD1、JD2、JD3。工作基點的點位選在比較穩定、同時條件較好且方便使用的位置，基準點埋石制作，水平位移及垂直位移基準點采用φ12鋼筋，水平位移基準點在鋼筋頂用鋼鋸鋸出十字線、垂直位移基準點采取將鋼筋頭打磨成圓弧形，造好標石到現場選點埋設，檢測期間，應定期檢查工作基點的穩定性。變形觀測點設置在每級擋土墻的墻頂位置及距擋土墻外邊緣1.0m的位置，對應設置，沿擋土墻支護方向，每隔5m于墻頂及擋墻外原地面分別設置一個觀測點，觀測標采用φ12鋼筋，并將鋼筋頭打磨成圓弧形，在圓弧位置上鋸十字線，此觀測點作為水平位移觀測點和垂直位移觀測點。在第一段擋土墻澆注拆模后，用電錘在擋墻頂鉆孔10cm深，將制作好的觀測點插入鉆孔內，并將其固定。

4）水平方向位移采用坐標測量，用全站儀進行觀測，監測點坐標中誤差根據擋土墻頂部水平位移報警值確定，坐標中誤差＜3.0。垂直位移采用水準測量方法，監測點測站高差中誤差根據擋土墻豎向位移精度報警值確定，監測點測站高差中誤差＜1.0[2]。

5 安全防護

橋涵深基坑防護施工過程中，對施工人員進行相關培訓和安全教育，各工種熟悉操作規程及安全注意事項，必須佩戴安全防護用品保證安全生產，建立相關的安全管理制度以及應急預案，在現場配備專職安全管理人員。

6 結 語

鄭州至萬州鐵路河南段鐵路路段的橋涵深基坑防護施工方案的設計，不僅從技術層面保障橋涵的深基坑施工的安全進行，而且還從施工人員安全教育和安全施工制度上進行相應的方案設計，提出實際施工要求，有效解決了水文和地質對深基坑的影響，為今后深基坑防護工程施工提供相應的技術指導。