基于橋梁施工中深基坑圍護結構技術分析

文/曾招坤、袁立敏

1 前言

橋梁建設階段深基坑圍護目的在于抵抗基坑周圍側壁的傾斜力，以達到提升工程安全、加固以及保護作用。但深基坑圍護結構又具有復雜性，因此在深基坑圍護結構技術應用中需要對其進行重點關注，從而保證技術的應用效果能夠充分發揮。

2 深基坑圍護結構施工技術特點

當前橋梁項目建設施工環節，應用的深基坑圍護結構施工技術具備下述特點：

2.1 危險性。該結構為臨時結構體系，在橋梁建設施工后會立即拆掉，所以并不具備安全性保障，施工環節的風險問題比較嚴重。

2.2 區域性。由于不同橋梁所處地理條件相差較大，且地質環境影響很大，所以施工技術和效果有著一定的差別，該技術具備一定的區域性。

2.3 時空性。深基坑部分的施工具有時空效應。由于深基坑深度與平面形式方面的差異，會給支護結構形式與穩定性產生很大的影響，因此在橋梁結構支護體系設計的過程中，應該注重空間效應分析。由于其土體具備一定的蠕變性，所以在結構中作用的土體應力會因為時間變化而發生變化[1]。

3 工程概況

某橋梁項目為懸索橋的結構形式，其一側的錨定承載主纜拉應力為680kPa，基巖埋深為50m。經過地質勘察可以發現，該地區地形條件相差較大，由此結合我國的國家標準開展地基基礎施工，能夠保證穩定性、可靠性符合要求。矩形鋼筋混凝土地下連續墻的形式，厚度為1.2m，圍護結構外包尺寸為72×48m；在該結構施工后，開挖部位進行深井降水設置，并從上到下逐步開挖作業，采取分層澆筑方式制作10 道支撐結構，然后在內部空間布置Φ1200mm 的鉆孔灌注樁，另外支撐立柱選取直徑600mm 的鉆孔灌注樁結構形式。

4 深基坑圍護結構施工難點

4.1 危險性。在工程實施中，由于支護結構比較特殊，是臨時結構形式，在橋梁建設結束后不會存在任何使用價值，所以需要及時進行拆除處理[2]。各個部分都會存在明顯的安全隱患與問題，如果無法采取必要的應對措施，就會產生嚴重的風險問題。

4.2 區域性。施工現場地質條件會產生很大的影響，因此我們要結合實際情況的不同，選擇合適的施工技術保證施工的質量。

4.3 從目前的深基坑實際情況分析，其具有非常明顯的時空效應。深基坑結構要想達到整體性的標準，應該從深度、平面等方面進行，保證其不會給結構帶來很大的影響。在支護結構體系設計環節，相關人員需要綜合性分析時空效應，了解土體產生的蠕變性。另外，支護結構的應力并不是一致的，且有著一定的差異性[3]。

5 技術應用

5.1 成槽施工

在該工程項目中，由于不同槽段結構形式具有明顯差異，地下連續墻尺寸也不同，因此，我們應該綜合性分析各個結構連續墻高程、風化情況，然后根據設計標準開展項目施工。此外，強、微、弱三個等級風化層打入深度分別為6m、1m、3m，但是在實施環節應該充分了解地基的具體情況，并按照該情況合理設定槽底的設計標高。在該工程中，成槽作業階段由于強弱風化層厚度在3m 以上，且微風化層厚度為0.5m，因此我們應該保證嵌巖深度控制在4m 以下。如果微風化巖在2.6m 以上，則需要考慮到具體情況，把拐角位置分解成為兩個槽段進行施工，以此使得各個結構部分的質量合格。

5.2 支撐體系施工

對于淤泥質土條件下，樁體加固施工的質量會比較差，容易產生結構穩定性不足的問題，進而影響工程的整體安全性。所以，在深基坑土方開挖作業階段，應該充分考慮到氣候條件，以提升深基坑支護體系的效果；結合具體情況，在施工作業前，進入現場勘察地質條件，分析淤泥性能；根據項目的具體情況開展砂樁支撐作業施工，并結合現場情況實施模擬試驗，然后做好必要的記錄，保證現場施工方案達到科學性與合理性的要求，為提升今后施工的科學性奠定基礎。在本次橋梁施工項目開展深基坑結構部分的施工過程中，應根據需要布置12 道鋼筋混凝土水平支撐結構形式，采用數量相同的直徑Φ600mm 的鋼管混凝土支撐立柱；澆筑作業后，在現場建設穩定性、高質量的支撐結構體系，并按照項目的實際情況做好鉆孔作業，使鋼支撐的結構形式性能以及各項結構性能完全符合要求，不會產生嚴重的工程質量與缺陷。

從工程的具體情況分析，因為施工現場主要是淤泥質砂樁，無法完成加固作業，因此需要進行土方開挖作業。由于施工季節為雨季，現場施工難度比較大，工程質量容易產生嚴重的問題，進而給橋梁項目的正常運行帶來負面的影響。由此，該項目技術人員進入現場之后，應分析這一影響因素，并在現場開展壓載試驗。主要將設計要求載荷的1.5 倍作為現場試驗載荷，通過土工布、沙袋等方式進行加固作業，再檢查經過一定時間的沉降量。發現該橋梁的加固處理完成后，沉降量為1.8cm，這就表示該加固作業方法能夠達到橋梁的施工性能標準要求。在現場技術人員開展全面的計算與分析后，確定這一方法進行施工，在鋪底模板的環節預留2cm 沉降量，以保證支撐結構的性能合格。此外，還需要做好施工階段速度的控制工作，避免開挖施工速度過慢而導致坑面裸露時間超長影響支護性能，否則將會導致整個結構質量難以達到標準要求。

5.3 土方開挖

基坑開挖作業環節，相關人員應該分析現場的地質條件和狀態，并從分層、分布、對稱、平衡等標注出發，按照施工的要求做好分層、分區的方法開挖作業。此外，為了保證開挖環節達到對稱性的要求，還應該根據需要做好水平支撐作業施工，從土方兩側進行開挖作業施工，直到最終達到設計標準的要求。在該橋梁項目施工環節，土方作業階段，根據土方開挖作業的技術標準和原則開展施工，并分層開挖作業，每層開挖都要按照先中間后兩側的順序進行。主要的開挖施工的步驟如下所示：每層土層部分開挖都要從中部開展進行，并通過鋼筋綁扎圈梁和模板形式組成支撐部分，然后從兩側逐步開挖作業，采用反鏟開挖作業方法把現場的劣質土全面清理掉，并在鄰近兩側的連續墻結構時，預先留出長度為4～6m 的空間，通過循環作業的施工方式，最終達到設計方案的要求。斜撐結構開挖作業時，要在鄰近連續墻體一側開展進行。該方式可以合理鑿除鋼筋接駁器，并且按照1∶1斜坡的形式放坡處理；在底部結構的開挖施工后，預留10～20cm 整平處理，以防發生回填找平的情況。此外，降水井、鋼管支撐、觀測井等結構施工時，需要在距離范圍不超過50cm 的情況下進行，并采用人工作業方法實施，如果必須采用機械設備，則會影響周邊土體結構，導致穩定性不足。土方開挖完成后，通過自卸汽車運輸土方，然后組織進行連續作業。基坑開挖施工步驟如表1 所示。

表1 基坑開挖步驟分析

5.4 壓頂梁施工

在壓梁作業階段，為了保證結構表面達到光滑、平整的標準，不能有低洼的結構形式存在。在施工開始前，根據技術要求進行C40 混凝土攪拌作業，同時制作斷面結構形式為800×1400mm 的結構，按照錨桿部分預設鋼板結構。在施工作業環節，分段鑿除墻體要控制在750mm 以內，澆筑前先按照技術標準攪拌制作混凝土，然后振搗作業，直到表面沒有浮渣再停止作業。

5.5 混凝土澆筑

混凝土澆筑是該橋梁的基坑圍護施工重要的工序，對于項目承載力有著較大的影響，因此我們需要加強混凝土材料質量控制，保證塌落度處于18～22cm 之間、終凝時間為18h；通過導管方法進行作業施工，應用直徑250mm 圓形螺旋快速插頭將其插入混凝土結構內。澆筑結束后，立即組織進行養護作業，必須在終凝的12h 落實灑水養護作業工序，以保證混凝土結構性能達標，不存在任何質量問題與缺陷。

6 結語

綜上所述，橋梁項目在作業施工環節，深基坑支護結構部分是核心部分，對于橋梁工程的質量和性能有著直接影響。當前我國的基坑圍護的結構類型比較多，不同的情況應選擇不同的施工形式。從目前橋梁項目實施的具體情況分析，技術人員要進入現場勘察地質條件，了解現場的基本情況和要求，然后才能選擇確定最佳的橋梁基坑圍護的結構形式，以此保證其滿足橋梁工程的應用需要。此外，在基坑圍護結構施工階段，還要做好各個環節的管理管控工作，落實設計方案和技術標準，從多個方面落實質量管理措施，提高橋梁工程的穩定性、可靠性，達到交通運行標準。