河道內卵礫石地層承臺深基坑施工技術

馬占飛 徐斌

摘 要：以太行山高速公路邯鄲段漳河大橋河道內承臺深基坑施工為例，重點闡述了河道內卵礫石地層承臺深基坑施工方法。采用拉森IV型鋼板樁結合內支撐支護進行防護，采用長臂挖掘機+小型挖掘機組合進行基坑開挖，基坑支護安全等級一級，深基坑施工質量滿足設計要求，以期通過此案例為以后同類型基坑施工提供借鑒。

關鍵詞：承臺深基坑；鋼板樁；內支撐；基坑開挖

中圖分類號：U443.16+2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）11-0001-03

1 工程概況

漳河大橋位于太行山高速公路邯鄲段，在清漳河、濁漳河匯合口下游約200 m處跨越漳河，漳河橋面寬80～200 m，水深2～5 m，河道內地下水位埋深3～8 m。該橋跨冀豫兩省省界與太行山高速安陽段相接，分左右兩幅。漳河大橋立面圖如圖1所示。漳河大橋為預應力波形鋼腹板連續剛構橋，主跨跨徑布置為65 m +3×120 m +65 m。

橋位區屬低山區，地形起伏較大，元古界震旦系下統串嶺溝組中風化砂巖為主，局部地表上覆第四系全更新統沖洪積形成的卵石，工程地質條件較復雜。

根據設計勘察報告可知：卵石層在橋位區河道內鉆孔中有所揭露，埋深0.00～2.50 m，層厚2.00～6.80 m。漂石層在橋位區河道內鉆孔中有所揭露，地表出露，厚2.5 m。碎石層在河南段橋位區鉆孔中有所揭露，地表出露，層厚0.70～1.10 m。中風化砂巖層在橋位區所有鉆孔中有所揭露，均未穿透，山坡及山頂基巖出露，最大揭露厚度53.20 m。不存在不良地質作用、地質災害和特殊性巖土等地質。

本橋共2個深基坑，左幅3#、右幅5#主墩承臺位于漳河河道左側，基坑開挖深度11.2 m。左幅4#、右幅6#主墩承臺位于漳河河道水面右側，施基坑開挖深度11.8 m。單個深基坑平面尺寸26.58 m×19.8 m，面積526.28 m2，基坑支護安全等級一級。

2 基坑支護及土方開挖設計

2.1 基坑支護

施工利用漳河枯水期先筑島圍堰，筑島頂面+0.4 m即為鋼板樁頂高程。承臺涉水深基坑采用拉森IV型鋼板樁結合內支撐支護進行防護，豎向設置2道圍檁支護，采用9 m鋼板樁打至硬巖頂面，每隔5 m采用12 m鋼板樁入巖2 m。現場原地面以下卵石層約7 m，砂礫卵石粒徑較大，下部為堅硬的中風化砂巖（石英砂巖），鋼板樁無法直接打入，采用全護筒跟進，旋挖鉆鉆引孔方法。旋挖鉆鉆進卵石層，并下鋼護筒至硬巖部位成孔后及時回填黏土。鋼板樁打設后采用小導管注水玻璃進行止水[1，2]。

鋼板樁圍堰平面尺寸26.58 m×19.8 m（兩個承臺），四周工作面2.5 m，兩承臺間距2.98 m（滿足集水坑、人行鋼直梯安裝）。考慮地下水位坑底滲水，采取集水坑明排措施，集水坑斷面尺寸為寬1 m×深1 m×長2.5 m。圖2為基坑支護示意圖。

2.2 土方開挖設計

基坑開挖采用機械破碎分層分段對稱開挖。深基坑石方開挖采用長臂挖掘機+小型挖掘機組合的方式。在正常開挖至巖石深度后，將小型挖掘機帶破碎錘吊放至基坑巖石表面繼續石方開挖，直至開挖至設計承臺底標高下10 cm后及時進行墊層混凝土澆筑。開挖過程中設置集水坑，采取多臺大型抽水機不間斷抽水，控制基底大量涌水。

3 主要施工方案和施工工藝

3.1 工藝流程

施工工藝流程主要為：施工準備→筑島圍堰→平整場地→引孔樁位測量放線→旋挖鉆鉆孔→成孔后回填→導向架施工→打設鋼板樁→止水注漿（水玻璃）→抽水、挖卵石至支撐面，安裝第一層支撐→抽水、挖卵石至支撐面→安裝第二層支撐→抽水、挖卵石至巖層頂面→鋼筋混凝土擋墻施工→抽水、挖石方至設計坑底高程→抽水→墊層混凝土施工→墊層混凝土強度80%后抽水→鑿除樁頭至設計樁頂標高→進行承臺施工→承臺混凝土強度80%后拆除側模→回填砂礫至承臺頂-0.3 m→回填夯實后澆筑C30混凝土與承臺齊平→進行墩柱施工→墩柱出地面后→繼續向鋼板樁圍堰內填砂礫至相應支撐工作面→拆除相應支撐→填砂礫圍堰至原地面→拔出鋼板樁。

3.2 引孔施工

引孔平面布置圖如圖3所示。引孔直徑120 cm，間距為100 cm，引孔深度至巖石頂面（約9 m），每個承臺基坑開挖拉森鋼板樁支護相鄰布置引孔90個。引孔采用360°旋挖鉆引孔，回填黏土。鉆孔采用逐樁打樁施工方式，成孔后及時回填。

施工順序為：施工準備→樁位放樣→護筒埋設→鉆機就位→泥漿制備→鉆孔→回填黏土。

3.3 鋼板樁施工

采用振動法沉樁拉森IV型鋼板樁，沉樁時應保證鎖口緊密。鋼板樁施工順序為：測量放線→障礙物清除→插打定位樁、角樁→ 鋼板樁圍堰→安裝圍檁、拉桿（或內支撐）→回填土→堰頂道路（堰外灘地防沖設施、安全設施）→監測、維護→拆除[3]。選擇從一岸向對岸施打的順序，避免或減少鋼板樁的合攏工作。鋼板樁的施工重點主要集中在圍檁安裝、打樁作業和拔樁作業。

3.3.1 圍檁安裝

為防止鋼板樁施工過程中發生屈曲變形，保證打樁精度，設置單層雙面形式的導向架。導向架由導梁和導樁等組成，亦稱“施工圍檁”。

導向架導梁采用全站儀和水平儀控制和調整。導梁的高度要適宜，以利于控制鋼板樁的施工高度并提高施工工效。導梁不能隨著鋼板樁的打設而產生下沉和變形，且不能與鋼板樁碰撞。

3.3.2 鋼板樁打設和拔除

鋼板樁采用屏風式打入法。將10根鋼板樁成排插入導架內，呈屏風狀打入。施打時，先將導架兩端的鋼板樁打至設計深度，作為定位板樁，然后在中間按順序呈階梯狀分批施打[4]。為保證轉角處咬口的閉合可通過軸線或板樁塊數及異形轉角板樁來調整。屏風式打入法可以減少傾斜誤差積累，防止過大的傾斜，從而保證施工質量。

鋼板打設后，基坑回填砂礫，拆除相應圍檁、支撐后，拔出鋼板樁。鋼板修整后可重復使用，拔除前要注意鋼板樁的拔除順序及樁孔處理方法[5]。

3.4 基坑開挖

基坑開挖采取機械破碎開挖，由專人指揮，分層分段對稱開挖。現場采用長臂挖掘機+小型挖掘機組合進行深基坑石方開挖。承臺基坑采用通用履帶式挖掘機開挖，開挖深度至2.5 m以下時換成長臂挖掘機。對邊角及支撐影響部位開挖不到位地方，在基坑內安排小型挖掘機配合長臂挖崛機土石方開挖，直至開挖至設計標高后及時進行混凝土墊層澆筑。開挖過程中設置集水坑，采取多臺抽水機不間斷抽水，控制基底大量涌水。考慮地下水位坑底滲水，基坑止水采用鋼板樁+注漿止水，采用坑外截水溝、坑內排水溝和坑內集水坑組合排水體系[6，7]。

3.5 鋼支撐施工

3.5.1 型鋼內側支撐布置形式與安設程序

基坑內支撐采用鋼管，直徑609 mm，壁厚16 mm。圍檁采用2HM588×300型鋼制成，每道支撐形成一個平面支承系統，平衡支護鋼板樁所傳來的側壓力[8]。構件連接均為滿焊。

在鋼板樁插打完成后，即可土石方開挖，土石方開挖相應深度進行圍檁及支撐安裝。抽水、挖卵石至支撐層，然后進行第一層支撐安裝。共設兩層支撐，每層支撐0.5 m。抽水、挖卵石至基底高程，進行混凝土墊層施工。

3.5.2混凝土墊層施工

基坑開挖至底面后，施作10 cm厚的C20混凝土墊層。在封底底板施工期間，必須連續將基坑內水排入河道，混凝土澆筑采取干處作業，為便于鋼板樁拔出，需將鋼板樁與混凝土結合面設置厚 2 cm擠塑板。

3.5.3 型鋼支撐拆除

承臺混凝土強度達到80%后可拆除側模。回填沙礫夯實后澆筑C30混凝土與承臺齊平，再進行墩柱施工。墩柱出地面后，繼續向鋼板樁圍堰內填砂至相應支撐工作面，拆除相應支撐。拆除方法是先切割角撐，然后卸鋼管法蘭螺栓，切割圍檁，用25 t起重機將其吊出基坑。

4 施工注意事項

具體有以下4點注意事項：①鋼板樁振動插打到小于設計標高20～40 cm時，小心施工，防止超深發生。②拔樁時為保證逐鋼板樁根拔出，隔斷鋼板樁和加固的槽鋼需逐根割斷。③拔出的鋼板樁應及時清除土砂，涂以油脂。變形較大的鋼板樁需整修矯正，然后運出工地，堆置在平整的場地上。④拔樁與打板樁順序相反，拔樁時用振動錘將鋼板樁重復打一次，以克服土的黏附力。

5 結束語

本文以太行山高速公路邯鄲段漳河大橋河道內承臺深基坑施工為背景，對河道內卵礫石地層承臺深基坑施工技術進行了闡述。承臺深基坑施工采用拉森IV型鋼板樁結合內支撐支護進行防護，基坑石方開挖采用長臂挖掘機+小型挖掘機組合的施工方法。對引孔施工、鋼板樁施工、基坑開挖和鋼支撐施工等環節制定了相關程序、方法和控制措施。實踐證明，各承臺深基坑經檢測結構安全性滿足要求，工期質量都有保障，可為以后同類型基坑施工提供借鑒。

參考文獻

[1] 林同越.關于長江漫灘地貌深基坑施工關鍵控制點與措施淺析[J].冶金與材料，2021（6）：95-96.

[2] 高芬芬.耿曄寬 軟土地區相鄰深基坑同步施工安全風險控制關鍵技術研究[J].江蘇建筑，2021（6）：89-91.

[3] 洪梟.深水基礎鋼板樁圍堰施工及過程監測研究[D].廣州：廣州大學，2020.

[4] 吳正杰.拉森鋼板樁與型鋼內支撐在基坑支護中的應用[J].山西建筑，2017（26）：74-75.

[5] 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.

[6] 鄭向軍.基于某項目深基坑降水及土方開挖的技術應用[J].居舍，2020（6）：75+114.

[7] 張曉濤.富水砂卵石地層深基坑降水成井工藝研究[J].河南科技，2021（36）：59-62.

[8] 田智慧.土建施工中深基坑支護施工技術的運用[J].綠色環保建材，2021（2）：127-128.