中铁十六局集团第一工程有限公司 北京顺义 101300
摘要：本文结合三明市建泰高速公路五标段坊溪大桥跨河施工实际地形情况阐述水中桩软土中砂层系梁基坑开挖支护施工工艺，通过受力计算，进行支护材料的选用。
关键词：系梁基坑；支护；施工技术
1、引言
我中铁十六局集团施工的三明建泰高速公路A5标段坊溪大桥跨河施工，河水深3～5m需筑岛围堰、工期紧、任务重，水中桩及系梁施工成为当务之急。系梁底标高约在河床面以下2m左右深度范围内的地基土均为中砂层，主要由饱和的粘性土、粉性土，砂性土、砂砾组成。由于建宁地区地基为软基，地下水位高，土本身承载力小，垂直性能差的特点，且沿线路前进方向系梁左侧边缘到钢便桥引道的距离约为60cm左右，在系梁施工过程中容易造成维修专用道遭破坏，为优质安全的完成业主下达的既定节点目标，同时为系梁施工营造足够的施工空间，减小对系梁基坑开挖施工难度增大，系梁基坑开挖支护成为该工程开工伊始的重中之重。
2、系梁基坑施工工艺
2.1、基坑支护施工工艺概述
根据«福建省交通规划设计院岩土工程地质详细勘察报告»可知：坊溪大桥水中桩系梁基底标高以上土多为浜填土、回填土、粘性土，砂性土、水位高，含水量大，并结合土本身承载力小，垂直性能差，基坑边缘紧靠维修专用道的特点。我中铁十六局集团项目部采用一边支护三边放坡的施工工艺。具体为：系梁基坑靠近维修专用道一侧采用槽钢桩加设工字钢横撑支护，在维修专用道另一侧埋设槽钢桩地锚，用钢丝绳联结槽钢和工字钢，在维修专用道上设置φ40钢管以便钢丝绳穿过，其它三边边坡放坡，坡度采用1：0.75。在基坑开挖施工过程中若发现1：0.75的坡度不能满足施工要求时，用堆码装土编织袋的措施来增加系梁基坑的稳定性。
2.2、系梁基坑支护方法
基坑深度一般为2m～4m，基坑支护方法见表一。
在系梁基坑开挖施工以前，先进行系梁基坑边线的放样，随后进行槽钢桩及地锚槽钢桩施工，槽钢桩和地锚槽钢桩的长度按实际情况可作适当调整。槽钢桩及地锚槽钢桩施工完成后在槽钢桩靠基坑一侧安设槽钢桩横撑（工字钢），在维修专用道上设置φ40钢管，安设钢丝绳并用倒链把钢丝绳拉紧，并用砂石把钢管掩盖，防止维修专用道上行走的机械扰动槽钢桩。
2.3、系梁基坑开挖
系梁基坑开挖采用挖掘机开挖，人工配合施工。系梁模板采用大块模板拼装，混凝土用砼输送车运输滑槽入模。先按图系梁基坑支护示意图和施工图纸确定出基坑尺寸，进行测量放样，随即组织基坑开挖施工。系梁基坑开挖过程中设专人指挥，防止挖掘机碰撞支护体系。挖掘机开挖至有水标高时，要先挖出集水井，用水泵边抽水边开挖。挖至距系梁底标高以上15cm时，人工开挖至系梁底设计标高，并在基坑内周边挖排水沟使水流入集水井中，由水泵排水至基坑外，保持基坑内无水便于系梁绑扎钢筋、立模施工。
3、系梁支护材料的选用
由于维修专用道路紧贴系梁基坑边缘，间距约60cm，且维修专用道上行使砼运输车，荷载较大。因此，在系梁基坑开挖前，基坑靠维修便道一侧采用槽钢桩防护，其它三边均采取边坡放坡措施，放坡坡度1：0.75，
3.1、槽钢桩强度检算
根据«福建省交通规划设计院岩土工程地质详细勘察报告»可知：坊溪大桥水中桩系梁基底标高以上土的物理力学性质如下表二所示。
⑴、土压力计算（H=4.0m、h=3.0m）
槽钢桩受力情况如图3-1-1
所以槽钢桩选用[36a。
3.2、工字钢强度的检算
⑴、横撑工字钢受力情况如图3-2-1所示。
所以选用28a工字钢。
同理当H=3.0m、h=3.0m时选用规格20的槽钢和18工字钢。
综上所述，当基坑深度H=3.0m~4.0m之间时选用规格36b的槽钢，选用规格28a的工字钢；当基坑深度H=2.0m~3.0m之间时选用规格20的槽钢，选用规格18的工字钢。
3.3、边坡稳定性检算
系梁基坑靠维修专用道一侧采用槽钢桩支护，其它三侧均采用边坡放坡措施，坡度均采用1：075的坡度。根据土质情况挖方边坡的允许最大高度：
所以坡度采用1：0.75的坡度挖方土坡稳定。
3.4、钢丝绳的选用
当基坑深度H=4.0m时由以上可知Rmax=168.8KN，则Sb=RmaxK=168.8×1.5=253.2KN
Sb表示钢丝绳的破断拉力 K表示钢丝绳的使用安全系数
所以选用规格为6×19φ21.5mm、钢丝强度极限1550N/mm、钢丝破断拉力总和271.5KN的钢丝绳。
当基坑深度H=3.0m时由以上可知Rmax=66.2KN，则Sb=RmaxK=66.2×1.5=99.3KN
Sb表示钢丝绳的破断拉力 K表示钢丝绳的使用安全系数
所以选用规格为6×19φ14mm、钢丝强度极限1550N/mm、钢丝破断拉力总和112.0KN的钢丝绳。
4、结论
我中铁十六局集团项目部在三明建泰高速五标段系梁基坑开挖施工中采用该项基坑开挖支护施工技术，避免了维修专用道在系梁基坑开挖施工过程中遭受破坏，增大了系梁绑扎钢筋、立模的作业空间，加快了施工进度，确保了施工安全，节约了人力、物力、财力的投入，提高了经济效益。
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论文作者:王军伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/6
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