探討大方互通橋梁深基坑施工控制措施

文/ 賀富強

工程概況

寧馬高速大方互通改擴建項目在南京市雨花臺區板橋新城范圍內，位于現狀板霞線與寧馬高速交叉處，在原有的1/4半苜蓿葉＋半菱形互通的基礎上原位擴建為全樞紐互通，采用變異苜蓿葉形式。

板橋河為跨區的市級重要河道，不通航，河道全長20.21km，河道底高程4～6m，底寬4～15m，設計流量150m3/s。本項目段河道底寬約8m～17m，局部不足8m。

施工時河道水位標高為+5.2m，根據現場勘查，深基坑工程施工主要有主線橋7#墩、G匝道1#墩在現狀河道內的下部結構工程，主線橋8#墩、G匝道2#墩、A匝道2#、3#、4#、5#、6#墩在規劃河道內（現狀為陸地）的下部結構工程。

根據地質勘察報告，自上而下為素填土、粉質黏土、黏土層，各土層的性質分別為：

1-2層素填土:為近10年堆填,極不均質；2-1層粉質黏土:黃灰色、灰黃色,可塑；3-1層粉質黏土:灰黃色～黃褐色,可硬塑；3-2層粉質黏土:灰黃色～黃灰色,可塑為主；3-3層黏土:黃褐色～褐黃色,硬塑。

現場施工準備

施工前對原地面標高進行了測量，根據測量結果和設計圖紙，對基坑開挖深度進行了測算，并根據基坑開挖深度以及周邊環境進行了支護結構設計，雖然新城7#墩、1#墩開挖實際深度為4.8米，未超過5米，但由于周邊環境較為復雜且在現狀河道中施工，因此將其納入超過一定規模的危大工程進行管理，具體設計如下：

1.新城7#墩、1#墩，承臺標高/承臺底標高為+5.8/+1.5，開挖深度4.8m,采用“鋼板樁+一道圍檁支撐”支護方式；鋼板樁均采用拉森Ⅳ型12m鋼板樁，鋼板樁寬40cm；鋼支撐及鋼圍檁均采用HM48.8×30cm型鋼，支護長邊40.8m，寬9.25m。

2.新城8#墩、2#墩,承臺標高/承臺底標高為+8.5/+1.5,開挖深度7.5m,采用“鋼板樁+兩道圍檁支撐”支護方式；鋼板樁均采用拉森Ⅳ型18m鋼板樁，鋼板樁寬60cm；鋼支撐及鋼圍檁均采用HM48.8×30cm型鋼，支護長邊40.8m，寬9.25m。

3.2-6#墩,承臺標高/承臺底標高為+11.2/+2,開挖深度9.5m，采用“鋼板樁+三道圍檁支撐”支護方式；鋼板樁均采用拉森Ⅳ型18m鋼板樁,鋼板樁寬60cm；鋼支撐及鋼圍檁均采用HM48.8×30cm型鋼，正方形邊長8.2m。

上述基坑排水均為鋼板樁形成封閉止水帷幕，坑內集水明排。

基坑控制措施

鋼板樁質量檢查

1.拉森鋼板樁鎖口檢查

鎖口質量直接關系到圍護結構的整體穩定性和水密性。鋼板樁進場后需對其進行檢查，清理鎖口內雜物，整修缺陷部位。要用長2m的同規格、同類型的鋼板樁作標準，對進場的鋼板樁進行鎖口通過檢查。

2.拉森鋼板樁寬度檢查

將每塊鋼板樁分上、中、下3處測量其寬度，使鋼板樁的寬度基本相同，每塊之間偏差值小于10mm。發現鋼板樁局部變形的需要增加測量部位，使得每塊鋼板樁的兩側鎖口平行，偏差超標的鋼板樁應予以退場。

3.拉森鋼板樁鎖口防滲和潤滑措施

為確保鋼板樁在施工過程中能順利插拔和實現防滲性能應將每塊鋼板樁鎖口多次、均勻涂以高質量的混合油。

鋼板樁打設控制

1.位樁的打設

在打設鋼板樁前先打設定位樁，定位樁采用相同長度鋼板樁，定位樁打設深度與鋼板樁深度相同。

2.鋼板樁的起插及過程控制

各項準備工作就緒后，按設計樁位采用打樁機將鋼板樁依次施工到設計標高。

3.鋼板樁插打施工

插打時，首先一邊施工插入一邊將打樁錘緩慢下放，用錘球在水平和豎向兩個方向進行實時觀測和調整，使得鋼板樁插正和插直；其次以第1根鋼板樁為參照和基準，沿鋼板樁插打方向插打后續的其他鋼板樁到設計位置，在施工期間，垂直度要用錘球經常控制，發現問題應及時調整。打樁過程中，重視角樁的施工，鎖扣從上在緊閉垂直的狀態下，緩慢均勻插打，直到進入設計標高，確保鎖扣閉合。

4.防滲和堵漏控制措施

鋼板樁施工過程中防滲和堵漏至關重要，要從一開始高度重視，因此鋼板樁在檢查合格打入前應在鎖口內涂以木屑和黃油等混合物，起到密封的作用。如果鎖口經檢查存在漏水，應在內側用棉絮等嵌塞，在外側包裹一層防水彩條布；如果樁腳位置滲漏水，應滲漏位置采用水下混凝土封底應急。

如果滲水量大難以堵漏時，應在鋼板樁外側補打木樁，并在木樁圍堰內側鋪設彩條布，在木樁與鋼板樁圍堰之間填筑粘土。如繼續滲漏，則應采用補水措施，使內外水壓平衡。

5.鋼板樁施打質量控制

對施工完成的樁進行測量，按照樁垂直度＜1%，樁身彎曲度＜2%L進行控制。

內支撐系統安裝

以新城大街7#墩及G匝道1#墩（一道圍檁支撐系統）為例，12m鋼板樁插打施工完畢即進行內圍檁施工，鋼圍檁及支撐設置在板樁頂以下2m處，水平撐桿采用φ609×16mm鋼管，角撐采用HM48.8×30cmH型鋼，最外側角撐采用3*3m間距角撐焊接，中管角撐采用1.5*1.5m間距角撐焊接。

在鋼板樁內壁上焊圍檁托架。每3m設置一道托架，每道鋼板托架采用兩塊50*30*1cm鋼板，雙面滿焊。邊角用5號角鋼設置一道限位擋塊，防止圍檁變形脫落。工作面挖出、圍檁安裝完成后，定出橫撐兩端中心點位置，確保橫撐軸心受力。其他基坑內支撐系統同上述要求安裝。

施工監測

監測工作是圍堰工程的一個重要組成部分，必須貫穿整個施工過程。圍堰監測的主要目的是確保圍堰本身、內支撐的安全,以及臨近橋梁的安全。

監測范圍與對象

監測分為圍檁頂部和坑底監測，具體為：

圍檁頂部監測：新城7#墩、1#墩和8#墩、2#墩監測點布設在第一道圍檁HM400*300mm型鋼上，長邊每10m設置一個點，短邊中間設置一點，總計8個點；A匝道正方形圍檁每邊中間設置4個監測點。

基坑底部監測：基坑底部監測在封底砼澆筑的同時，新城大街7、8#墩、A匝道基坑預埋監測點作為位移及高程變化觀測點。設置的位置與圍堰頂部一致。基坑底部位移及高程觀測每天早晚各一次，每天早晨觀測完成數據在可控值內方可下基坑作業。24h內超過4mm時預警，需采取加固措施，加密圍檁支撐。

監測頻率

支護樁頂水平豎向位移、支撐軸力：

1.基坑開挖初期（挖深小于3.0米），每隔1～2天監測一次。如出現異常現象加密監測。

2.基坑挖深超過3m時，應每2天監測一次。如果出現異常情況應每天監測一次。

3.基坑開挖快到坑底及挖到底設計標高后7天內，每天監測一次。如果出現異常情況應加密監測，現場情況嚴重甚至24小時連續監測。

4.基礎底板澆筑完畢后，每天監測一次。

5.支撐拆除前監測一次，拆除過程中每天測一次。當監測值超過報警值時，必須根據現場實際情況及時縮短監測時間間隔，加密監測次數。

監測內容

監測項目包含儀器監測（圍堰頂部水平位移監測及豎向位移監測、鋼支撐軸力監測）及巡視檢查（鋼板樁、圍檁、鋼支撐是否有較大變形，水位，滲漏情況等）。

監控允許值及報警值

樁頂最大變形最大值水平40mm、豎向60mm，變化速率不得超過4mm/d，累計允許值不超過80%；支撐內力不超過2000KN，累計允許值不超過80%。

監測結果及分析

通過嚴格按照上述施工方案和監測方案進行施工，結果顯示總的來說圍護結構在施工完成前基坑過程中變形較小，在基坑開挖階段基坑變形上升較大，變化速率快，階段累計變形值最大，封底后圍護結構拆除后變形較小，變化速率小。從基坑的形狀來說，新城7#墩、1#墩等長條形的基坑變形量大，在受力薄弱點要重點關注，加強監測。從基坑深度來說，雖然新城7#墩、1#墩深度淺，但是變形值大，應該予以重視，這也佐證了納入超過一定規模危大工程管理的必要性。

結論

對于橋梁工程的深基坑要高度重視，尤其是涉水深基坑，在施工前要對施工現場的情況進行詳細勘查，制定詳細的施工方案，并根據基坑地質條件、周邊環境及開挖深度選擇合理的圍護結構，制定有針對性的監測方案，根據施工方案和監測方案進行施工，密切關注深基坑施工整個過程，通過技術、管理手段確保整個施工過程安全。