組合式支護方案在橋梁深基坑施工中的應用探討

摘要：深基坑是橋梁工程施工中的重點、難點工程，對整個工程的成敗至關重要。文章結合工程實例，對鄰近河道及施工場地受限的大型橋梁深基坑的支護方案進行探討，制定了放坡、鋼板樁、鉆孔灌注樁相結合的支護方案，可為同類基坑工程施工提供借鑒。

關鍵詞：橋梁;深基坑;支護方案;鋼板樁;鉆孔灌注樁

中圖分類號：U445. 55文獻標識碼：A DOI： 10.1 3282/j. cnki. wccst. 201 9. 12. 030

文章編號：1673 - 4874（2019）12 - 0109 - 03

0 引言

深基坑是橋梁工程施工中的重點和難點工程，對整個工程的成敗至關重要。文章結合工程實例對鄰近河道及施工場地受限的大型橋梁深基坑的支護方案進行了闡述，特別是結合現場特定環境，制定了放坡、鋼板樁、鉆孔灌注樁相結合的支護方案并成功實施，可為同類基坑工程施工提供借鑒。

1 工程概況

瀝桂大橋主橋為160 m+120m單塔斜拉橋，上跨佛山水道。橋塔采用異型倒Y型橋塔，橋塔兩肢分別立于兩個17 m×23 m×5m的矩形承臺之上，兩承臺凈距20 m，采用系梁連接。橋塔承臺深基坑長63.2 m，寬25.4 m，開挖深度為8～10 m，安全等級為Ⅱ級。

2 方案比選

2.1 常用的橋梁深基坑支護方案優劣

橋梁深基坑支護方案主要有鋼板樁、鉆孔灌注樁、鉆孔灌注咬合樁、地下連續墻、SMW工法樁、放坡開挖等，其優劣分析詳見下頁表1。

2.2 方案選用

2.2.1 基坑平面位置

該項目主塔承臺位于佛山水道北岸河灘上，其東南角稍稍侵入河道，水深0～0.8 m，西側靠近鋪前水閘，東側靠近項目鋼筋加工場。

2.2.2 地質條件

本基坑所處上覆土層主要為素填土層、沖積層淤泥質土、細砂、粉砂和粉質黏土，下伏基巖主要為泥質砂巖。主墩承臺施工范圍內土質主要為素填土及粉質黏土。

2.2.3 支護方案確定

若采用全鉆孔灌注樁支護結構，則造價過高;采用全鋼板樁支護，水閘管理單位不同意。因此，在確保基坑開挖安全的前提下，根據本基坑的開挖深度、工程地質條件及現場周邊環境，綜合考慮經濟性、合理性、可行性等各方面因素，經研究決定主要采用放坡+雙層鋼板樁+鋼管支撐、放坡+灌注樁+鋼管支撐（靠水閘側）的組合式支護方案。

3 方案設計

3.1 總體方案

采用放坡+雙層拉森鋼板樁（灌注樁+旋噴樁）+鋼管撐支護方式，分為A1、A2、A3、A4四個區域，各區域支護形式及主要參數見表2。

3.2 基坑支護方案總體布置

該深基坑支護方案總體布置如圖1～2所示。

3.3 圍護結構

標高2.6m以上部分均采用放坡開挖，坡度1：1.5，坡面掛網噴射混凝土防護，坡腳設置3.0m平臺。A1、A3、A4區標高2.6m以下采用雙排拉森鋼板樁支護，排間距為1.0m，樁頂采用型鋼連接;A2區標高2.6m以下采用20 m+80 cm鉆孔灌注樁支護，樁頂設置冠梁。

3.4 支撐結構

本基坑設置兩道對撐，第一道支撐設置于樁頂以下70 cm，第二道支撐在第一道支撐下方350 cm，支撐鋼管直徑為60.9 cm，壁厚16 mm，間距為2.0～4.0m。基坑中部范圍設置水平對稱，在四角處設置角撐。每道支撐位置設置2×300×300H型鋼圍楞，采用牛腿支撐。設置一排四根豎向支撐，采用φ120 cm鉆孔灌注樁+鋼結構立柱形式。

3.5 止水設計

由于基坑靠近河道，地下水位較高，且存在透水地層，為保證承臺施工無水作業，在A2區鉆孔灌注樁間采用聲80 cm雙管旋噴樁止水，搭接20 cm。其余區域利用拉森鋼板樁自止水。鉆孔灌注樁與鋼板樁交界位置采用聲80 cm雙管旋噴樁止水。

3.6 基底防隆起設計

為確保基坑安全，防止基底隆起，對坑底被動區土體采用φ50 cm水泥攪拌樁進行加固處理。攪拌樁為格柵式布置，搭接10 cm。

3.7 封底設計

封底采用C25素混凝土，厚度為1.0m。

4 方案實施

4.1 施工工序

（1）工序1：填筑鄰水道側圍堰至設計標高，打設坑內攪拌樁加固被動區土體，打設雙層鋼板樁，施工灌注樁，然后進行雙管旋噴樁止水。放坡開挖至平臺標高2. 60 m、施作坡面網噴混凝土，將坑內水位降至1.0m，開挖至第一道支撐底面以下0.5m并安裝圍楞及第一道支撐。

（2）工序2：繼續開挖基坑土方至第二道支撐底面以下0.5 m，安裝圍楞及第二道支撐，水下開挖至基坑底-5. 80 m，澆筑C25封底混凝土。

（3）工序3：待封底混凝土達到設計強度后將基坑內的水抽干，拆除第二道支撐，然后綁扎承臺，澆筑系梁下半部分鋼筋，安裝模板，澆筑混凝土。

（4）工序4：承臺下半部分混凝土強度達到設計強度后，在承臺與支護結構之間用中粗砂回填并夯實，安裝承臺上半部分鋼筋及塔柱預埋鋼筋，安裝模板，澆筑承臺、系梁上半部分混凝土。承臺混凝土強度達到設計強度要求后用中粗砂回填承臺與支護結構之間的空隙，并夯實，然后拆除第一道支撐，最后拔除鋼板樁。

4.2 基坑監測

本深基坑工程屬于超過一定規模的危險性較大的工程，因此，需編制深基坑監測專項方案并通過專家論證后實施。根據《建筑基坑工程監測技術規范》的要求，對本深基坑工程圍護結構的變形、樁頂水平位移、土體側向變形、支撐結構軸力及變形、地下水位、基坑周圍地面沉降等項目進行全過程監控。通過監控指導對基坑施工方案的實施，以達到施工安全、快捷、經濟的目的。

4.3 重點注意事項

（1）鉆孔灌注樁施工時務必保證其垂直度，以確保水泥攪拌樁的止水效果。

（2）鋼板樁接長時務必保證焊接質量，插打時應保證垂直度。

（3）盡量采用較新的鋼板樁，確保其自止水效果。

（4）基坑開挖的土方應即刻運走，不得堆放于基坑周圍。

（5）基坑鋼管撐、鋼楔塊和鋼腰梁應連接緊密、平穩，焊接牢靠，保證接頭質量。

（6）在施工過程中應密切關注圍護結構的變形，支撐結構的軸力、變形，周圍地面的沉降、裂縫等情況。若發現異常情況，應立即停止施工，并應立即查明原因和采取有效措施，方能繼續開挖。

（7）基坑開挖過程中，做好挖土機械、車輛的通道布置安排，防止施工機械碰撞支護結構。

（8）承臺與維護結構間回填中粗砂務必夯實或者采用水密法。

（9）制定應急預案并準備充分，以防萬一。

5 實施效果

目前該大橋即將合龍，在基坑施工過程的各個工況中基坑是安全、穩定的，僅在即將開挖基底時，東北角鋼板樁與鉆孔灌注樁結合部位出現漏水情況，并已及時采用堵塞及注漿措施解決。

6 結語

深基坑是橋梁工程施工中的重點和難點工程，也是安全風險較大的工程。如何選擇一個合適的支護方案確保其可行性、安全性、經濟性等要求是橋梁建設者應該認真思考的問題。任何方案都不是一成不變的，應該根據不同的工程特點及現場環境條件，因地制宜設計一個安全可靠、經濟合理的深基坑施工方案。本項目方案結合了放坡、鋼板樁支護、鉆孔灌注樁支護等多種方案的優點，結合現場條件，在確保安全可靠的前提下，考慮了其經濟性，并順利完成施工。該深基坑方案設計思路可為同類項目提供借鑒。⑦

參考文獻

[1]郝舉英.市政施工中深基坑支護技術施工的難點與突破途徑[J].城市道橋與防洪，2019（8）：191 -192，221，24.

[2]曹躍軍，陳萬里，趙明.多種支護形式的深基坑工程施工技術[J].建筑施工，2019，41（6）：1 004—1 006.

[3]孟慶斌.拉森鋼板樁在承臺深基坑支護施工技術[J].建筑技術開發，2019，46（10）：53 - 55.

作者簡介：李有能（1979-），工程師，主要從事高速公路工程、橋梁工程施工技術管理工作。