橋梁工程深基坑圍護結構施工技術

王瑞 孫磊

【摘要】橋梁工程施工環境復雜，施工工序較多，質量控制存在較大難度。深基坑圍護作為典型的橋梁工程施工技術形式，因具備支擋和加固等功能，能保證橋梁工程基坑側壁穩定性顯著提升。但是圍護結構本身剛度小、變形大，不適合作為橋梁主體結構，施工進度較慢，通常僅適用于砂土、軟質黏土及基坑深度不足15m的軟弱地層。大量工程實踐表明，深基坑圍護施工還具備顯著的時空效應，其深度和平面形式是體現深基坑圍護結構整體性能的兩個層面，并直接影響著支護結構體系的穩定性。此外，橋梁工程深基坑圍護結構施工土體所表現出的蠕變性表明作用于支護結構的土壓力并不完全相同，存在時段上的差異。

【關鍵詞】 橋梁工程;深基坑;圍護;支撐體系;施工技術

圍護結構在基坑開挖過程中最重要的作用是圍護和止水，其質量缺陷所造成的滲水、漏水及涌砂對工程建設的危害極大，經常造成周邊路面下沉、地下管線變形或破損、建筑物傾斜或結構受損，致使基坑坍塌造成重大人員傷亡和財產損失，社會影響非常大，圍護結構的缺陷是基坑工程的重大安全隱患之一。基坑開挖施工過程中的“滲漏涌”現象普遍存在，有“十坑九漏”之說，當前滲漏治理和修復加固的技術有很多種，但是沒有形成系統的應用成果，因此有必要在理論層面上梳理總結并作進一步的研究。

1、概述

基坑施工的風險主要包括基坑本身的風險以及施工會影響周圍建筑物的正常使用或結構安全的風險。通過風險分析和采取相應措施，可以有效地控制項目的風險和環境工程的風險。車站基坑開挖深度較深，開挖不當會引起土體過度變形，在開挖過程中，應盡量減少對土體的干擾，開挖時應充分利用土體時空規律，嚴格控制施工技術要點：沿著縱向長度逐段進行鉆孔，對于鉆孔和支撐，將按照規定的時間限制安裝鉆孔和支撐并對其施加預應力。此外，必須合理調整施工程序和材料進場時間，以防止大量物品堆積在基坑頂部，嚴禁在邊坡上堆土，控制荷載在設計公差范圍內，減少基坑變形。車站場地普遍分布的沖洪積粉細砂、中粗砂層含水量高，地層具有較強的滲透性，在設計和施工過程中應注意地下水的不利影響，可采用結構自防水輔以全包式防水層的防水方案;同時采取有效的截水、降水措施，防止基坑隆起、管涌、流土、涌砂，導致基坑的破壞。

2、深基坑圍護施工技術的應用

2.1測點布置原則及要求

應沿基坑周邊樁體來布設監測點，監測等級屬于二級，布設間距設置為40m，監測孔在基坑的短邊中點各布設1個。基坑各邊的中間部位和陽角部位，以及其它具有風險典型性的部位，支護樁體應布設監測位點。布設監測點的位置應該與支護樁頂部的水平和豎向位移監測點盡量處于同一監測的斷面。支護樁體水平位移測斜管的長度應盡量高于樁體的深度。測斜管在埋設階段，管口應加設≮1.0m的鋼護管，管口設置管蓋，冠梁施工完成后，管口設置保護裝置。

2.2注漿工藝流程

確定漏點水平位置→鉆機引孔到漏點深度→注漿管插到漏水點→連接注漿機與注漿管→攪拌水泥漿→單液注漿→漏點有水泥漿滲出→水玻璃、水泥調制的雙液漿注入→養護→清理反壓土或砂袋1）根據漏點在地面上確定其水平位置，并做好標記。2）鉆機就位標記處引孔，在砂性土地層引孔時須用膨潤土護壁，引孔到漏點以下2m。3）注漿采用鍍鋅管，端頭套絲接駁方便連接，并下放到漏點以下1m。4）將注漿機與注漿管連接，水泥漿管和玻璃水管應在鍍鋅管頂部使用三通進行連接。5）開啟后臺攪拌水泥漿，初始攪拌的水泥漿應及時測量其相對密度，合格后方可使用。6）用注漿機注單液水泥漿，在此過程中要將注漿壓力調整到合適的范圍內，待壓力調整合適后，開始正式注漿并記錄時間。7）待漏點有水泥漿滲出時，計算水泥漿到達漏點所需的時間，開始調制水玻璃，水玻璃的摻量與漿液到達漏點的時間有關。水玻璃不能過多，否則初凝時間過快會堵塞注漿管;也不能過少，否則水泥漿在漏點的凝固時間過長，擴散到周圍水中起不到封堵效果。8）準備工作完成后開始雙液注漿，過程中注意注漿壓力，若壓力持續不增加，應及時分析原因，采取措施。待注漿壓力增大至一定范圍，即可停止注漿。9）養護一定時間后（4～6h），清除反壓的土和砂袋，繼續開挖。

2.3支撐體系施工

淤泥質土體內樁體加固效果差必將影響橋梁工程深基坑圍護結構的穩定性，在深基坑土方開挖施工階段，不利的氣候條件也會對深基坑支護體系施工產生直接影響，所以，在支撐體系施工前，必須加強地勘及對工程區淤泥土質結構性能的分析，根據工程實際加強砂樁支撐施工模擬試驗，根據試驗結果制訂科學合理的深基坑支護體系施工方案。本橋梁工程深基坑支護體系施工階段，必須設置鋼筋混凝土水平支撐結構，并設置相同數量的Ф600mm的鋼管混凝土支撐立柱，澆筑后形成支撐結構體系，再根據需要鉆孔，確保支撐結構體系性能及穩定性。在本橋工程深基坑圍護結構支撐體系施工過程中，如果未進行淤泥質砂樁加固就開始土方開挖施工，一旦遇到雨季，便會增加施工難度，施工質量也難以有效保證。為應對這種情況，技術人員在支撐體系施工前通過現場壓載試驗，增設1.5倍的支撐荷載，再增加土工布、沙袋等軟基加固，上述加固措施長時間沉降量檢測結果表明，橋梁工程地基加固后沉降量僅為1.6cm，充分表明此種加固措施達到了橋梁工程深基坑圍護結構支撐體系施工需要。為增強支撐結構效果，在上述加固措施施工前，還應在鋪設底模板時預留2cm沉降量。工程沉降觀測結果顯示，各項參數指標均與試驗一致，但是考慮到軟土地基沉降的復雜性及工程區自然降水的影響，工作面穩定難度較大。為此本工程采用能充分利用基坑時效性的分塊施工，快挖快撐，并嚴格控制開挖施工速度，防止因開挖過慢、坑面裸露時間過長而影響支護效果。

2.4測點布設方法

（1）測管連接：逐節拼接測斜管，在接管時，要注意對準外槽口、對齊內槽口。在測斜管的外側涂上適量PVC膠水，將兩管連接，再把測斜管插進束節中，應用自攻螺絲在束節多個方向環繞，牢固束節和測斜管，但螺絲或鉚釘的位置確保避開內槽口且不可過長。（2）接頭防水：用防水膠布粘貼兩端接頭，避免水泥漿滲入測斜管內的接頭位置。（3）內槽檢驗：在側斜管接長時，需不斷穿入到鋼筋籠內，確保測斜管的內槽垂直于鋼筋籠面，同時，注意側斜管的上下槽口是否發生扭轉。（4）測管固定：重點綁扎和牢固測斜管和鋼筋籠的接頭位置，其它位置應用扎帶固定，防止澆筑混凝土時，發生上浮或移動的情況。

結語：

橋梁工程施工中深基坑圍護結構施工難度較大，對施工技術水平也有較高要求。當前，深基坑圍護結構類型較多，必須充分結合橋梁工程實際及工程區水文地質條件，選擇合適的結構形式，對于巖性較差的軟弱基層，可以考慮采用增加坑底剛度，錨桿與橫撐配合支護等方法加強支護效果。本橋梁工程運行以來，結構穩定性與耐久性良好，工程經濟效益和社會效益得以順利發揮。

參考文獻：

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