臨汛大堤市政橋梁承臺深基坑設計研究

鄒益民

摘 要：臨汛大堤市政橋梁承臺，在進行深基坑設計時，應當結合工況，注重深基坑設計合理性，以此規(guī)避圍堰結構變形風險。在此之上，本文主要以廣東省某市政橋梁項目為研究對象，簡要分析了設計準備事宜，并從深基坑圍堰設計、支護設計、參數設計、節(jié)點設計等方面，論述其設計要點，由此保障深基坑施工質量。

關鍵詞：臨汛大堤;市政項目;橋梁承臺;深基坑設計

0 前言

臨汛大堤市政橋梁承臺，因其臨近堤岸。為了保證在其施工設計環(huán)節(jié)擁有較高的安全性，理應從深基坑設計階段予以重視，進而為其后續(xù)施工提供可行性方案，確保橋梁承臺能夠形成高強度對抗堤壩能力，以便提高施工效率，經由深基坑設計，確保建成后的圍堰結構能夠在汛期發(fā)揮出真正效用。

1 臨汛大堤市政橋梁承臺深基坑設計準備

1.1 工程概況

本文主要以廣東省某市政橋梁項目為例，其施工現場設有防汛堤，基坑開挖深度為9 m，為深基坑施工內容。其中深基坑支護作業(yè)面土層分布由上至下分別為3.15 m的耕田土、6.8 m的粉質黃土、3.1 m的粉土、粉砂、10.7 m的粉質黏土等，地下水位15 m埋深，其深基坑支護等級屬于二級安全等級。本項目中具體以矩形承臺為主，按照長14.6 m，寬9.4 m，4 m厚度的規(guī)格進行設計，采用鉆孔灌注樁，每兩個承臺間以1.93 m為間距。

1.2 地質勘測

在橋梁承臺建設初期，應親到現場，由地勘人員、技術人員對現場地質條件應予以勘測，以此收集水文條件、土層分布規(guī)律等信息，作為深基坑設計依據。同時，還應結合深基坑開挖深度，分析是否在施工期間會造成周邊河堤出現異動。由于臨汛大堤市政橋梁項目建設中，易形成基坑坍塌問題。對此，應加強地質勘測，并做好深基坑支護工作，保證工程項目的順利竣工。另外，為了杜絕施工事故，加劇返工壓力，還應在深基坑施工前，制定科學的深基坑開挖方案，參照工況合理實施深基坑設計，繼而提升施工質量，促使橋墩在承臺支撐下，均衡分配荷載力[1]。

2 臨汛大堤市政橋梁承臺深基坑設計要點

2.1 深基坑圍堰設計

橋梁承臺是承載墩身壓力的重要結構，在臨汛大堤市政橋梁項目中，應當圍繞深基坑圍繞結構進行合理設計。在本項目中主要以鋼板樁作為樁基礎，其承臺頂選用鋼筋混凝土材料，其厚度為2.5 m。在鋼板樁結構中，還需要搭配鋼護筒，增加其穩(wěn)固度。同時，還需要運用圍堰檁條將鋼護筒焊接起來，以此形成組合受力結構。由于臨汛大堤市政橋梁承臺施工中，常在深基坑開挖作業(yè)期間遭受堤壩壓力，致使樁基礎受力較大，從而面臨變形風險。據此，應加強樁基礎設計，選用組合式結構，保證樁基礎與鋼板樁受力均勻。此外，在圍堰設計中還應當分析邊坡的穩(wěn)定性，一旦邊坡穩(wěn)定性不達標，則應當采取加固方案，嚴控基坑坍塌風險。一般而言，在驗證邊坡穩(wěn)定性時，常見的方法較多。在本項目中以直線破裂面法為主。按照下列計算公式判斷邊坡安全系數是否>1.15。

其中T指的是滑體重量W形成的下滑力，T1則為堤壩土抗剪強度抗滑力。a、ψ分別指的是傾角、抗剪度，L則為圍堰結構設計長度。其中T/T1的比值則為邊坡安全系數。經過相關計算后發(fā)現本項目直接進行深基坑開挖確實具有一定風險。因此，專門在項目開挖前對周邊堤壩實施了加固處理，并先完成抗滑樁施工任務，之后再進行深基坑開挖。

2.2 深基坑支護設計

在深基坑設計中還需要針對深基坑支護結構給出可靠的設計方案，由此提升承臺穩(wěn)定性，避免深基坑施工環(huán)節(jié)出現危險事故。首先，需對臨汛大堤橋梁項目施工現場周邊環(huán)境進行密切監(jiān)測，這主要是為了避免深基坑開挖作業(yè)中受到破壞。隨著信息化監(jiān)測技術的進步，在支護設計中還可采用信息化監(jiān)測手段，優(yōu)化設計效果。其中監(jiān)測指標包含深基坑施工現場的沉降量、傾斜度、鋼板樁變形量、土壓力變形量等，之后做好記錄。尤其對于地下水位，也應全面監(jiān)測，包括堤壩裂縫以及位移情況，最終確保在全方位監(jiān)測中，維護深基坑施工安全。

此外，還可運用專業(yè)的深基坑設計軟件。以DeepEX軟件為例，它能夠針對圍堰結構、支護結構進行細化設計。而且對于鋼板樁排樁方式以及錨桿支護設計，都具有豐富的組合案例，可為深基坑設計提供寶貴的經驗。在該軟件中還具備圖形交互功能，可出具多樣深基坑支護方案，還可采用極限平衡分析法，對工況加以分析，由此為深基坑設計帶來可靠保障。

2.3 深基坑參數設計

在深基坑設計中還需要針對相關參數進行合理設計。由于橋梁承臺處于臨汛大堤環(huán)境里，需要承載堤壩土壓力。因此，還應先行明確土壓力情況，之后采取相應的手段用于抵抗土壓力，避免影響深基坑施工進度。其中關于土壓力的計算，可參照下列公式得出具體數值：

H、α、γ分別代表的是圍堰結構與堤壩土接觸高度、庫倫壓力系數、土地重度。

待知曉土壓力后，還應結合工況土層的力學參數，規(guī)范深基坑設計方案。如粉砂土中的粘聚力為0.1 kPa，內摩擦角為32°，重度為19 kN/m3，彈性模量為42 MPa。而黏土中的粘聚力為16 kPa，內摩擦角為8°，重度17.8 kN/m3，彈性模量12 MPa。設計人員可根據土層力學參數，判斷深基坑設計中的樁基礎、鋼板樁是否能夠支撐土層壓力，最終保證橋梁承臺具備較強的承載力，且適當減小深基坑施工風險[2]。

2.4 深基坑節(jié)點設計

在深基坑設計過程中，還需對圍堰檁條與支撐結構進行節(jié)點設計，確保圍堰檁條具備突出支撐力。設計人員應明確深基坑開挖中鋼板樁構件節(jié)點處實際受力結果，之后才能判斷橋梁承臺結構各部分是否符合安全施工規(guī)范。

比如在該項目中鋼板樁節(jié)點處，經過荷載分析，在深基坑開挖作業(yè)中達到第三層鋼支撐結構1 m時，鋼板樁組合應力141 MPa，直到深基坑開挖至坑底，其組合應力為72 MPa。之后進入到拆除階段，拆除后，第三層支撐圍檁鋼板樁組合應力為259 MPa。在對整個承臺頂撐結構、鋼板樁結構受力情況分析后，需運用應力位移軟件得出承臺構件強度，待強度分析結果符合臨汛大堤橋梁承臺承載要求后準予施工。

3 應用技術分析

在臨汛大堤市政橋梁承臺項目中，應用深基坑設計技術時，還可從支護與護坡技術的實踐應用內容上為出發(fā)點，通過對應用步驟的規(guī)范化操作，促使本項目深基坑設計成果符合預期要求。其中支護技術以錨桿支護為主，通過測量錨桿點位，運用錨桿機對其進行鉆孔，之后到達鉆進位置后，拿出鉆桿，對錨索加以檢查。而在護坡技術中，可借助螺旋鉆桿進行鉆進操作，然后采用灌漿手段，將鋼筋籠置于孔洞中，直到制成護坡樁，保障技術應用質量。

4 結論

綜上所述，在臨汛大堤周邊設計橋梁承臺，因其深基坑開挖作業(yè)期間，易形成基坑坍塌，故而應在施工前加強設計，確保圍堰結構具有良好的穩(wěn)定性。對此，應從圍堰設計、支護設計、參數設計、節(jié)點設計等方面著手，既能縮短施工時間，又能提升施工安全性，滿足臨汛大堤市政項目設計要求。

參考文獻：

[1]樊甘露，唐世嬌.臨汛大堤市政橋梁承臺深基坑設計與施工技術[J].建筑技術開發(fā)，2020，47（21）：43-45.

[2]孟江苓.基于承載力控制的軟土深基坑支護結構自動監(jiān)測系統設計[J].自動化與儀器儀表，2021（3）：83-86.