摘要:桥梁基础深基坑的开挖、支护、降水是桥梁施工中的重点和难点,本文对其施工技术要点进行了分析和总结。
关键词:深基坑;施工;技术要点
根据《公路工程施工安全技术规范》(JTG F90-2015),深度不小于5m 的基坑(槽)的土(石)方开挖、支护、降水,或开挖深度虽小于5m,但地质条件、周围环境和地下管线复杂,或影响毗邻建(构)筑物安全,或存在有毒有害气体分布的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程,属于危险性较大的工程,需编制专项施工方案并需专家论证、审查。
桥梁钻孔灌注桩施工完成后,承台的开挖深度大于或等于5m的基坑开挖、支护、降水的施工属于以上情形。如下图:
一、工程重难点分析及施工对策
为保证桥梁承台基坑施工钢筋绑扎、模板安装以及混凝土浇筑顺利进行,要针对地下水位高、地表水丰富的施工地质条件,采取措施进行承台基坑开挖,降低地下水位,排除地表水,并在此基础上规划施工机械、人员操作、建筑材料的作业空间。因此,基坑支护、开挖及降水是承台基坑施工的重点。
二、主要施工方案
主要施工方案包括井点降水方案、基坑支护方案、基坑开挖方案。采用轻型井点降水系统,于基坑开挖前布置井点,观测水位,达到降水要求后进行基坑开挖。基坑开挖采取钢板桩支护开挖方式,保持基坑稳定,创造作业空间。
三、桥梁承台施工作业流程
1、基坑降排水
为创造施工无水作业平台,基坑开挖与基坑降水配合施工,除降水外,开挖前在基坑外设置截水沟与排水沟,开挖后于基底设置排水沟与集水井,每个基坑设置至少两处集水井且为对角钻取,集水井外口直径200mm,深度为6米-7米,每个集水井均采用1台1.5KW的水泵不定时进行降水,确保基坑内无积水现象。
2、基坑支护
现场采用钢板桩支护方式,配合使用钢围檩以及角支撑、对口支撑加固。
钢围檩和角支撑采用双榀HW400型钢,角支撑设在围檩拐角处且横纵向2.0米。水平支撑采用内径500mm、壁厚10mm的钢管,设置在承台中心顶部且支撑基坑长边位置。进行支护结构设计,钢板桩单根长度12m,入土深度7m~5.5m,采用单层钢围檩,钢管对口撑距承台顶面1m。详见下图:
基坑支护布置图
3、钢板桩插打
采用履带式液压打桩机施打拉森钢板桩,施打前探明地下管线情况,放出准确的支护桩中线。测量定位钢板桩位置,在钢板桩位置挖沟槽,然后施打钢板桩。
(1)钢板桩材质和外观质量检验;
(2)打桩前,在钢板桩的锁口内涂油脂,以方便打入拔出;
(3)钢板桩施打采用屏风式打入法施工,施工时,将10-20根钢板桩成排插入导架内,使它呈屏风状,然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度,并严格控制垂直度,用电焊固定在围檩上,然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。
4、基坑开挖及钢围檩支撑
基坑采取分层开挖,严禁掏空,深挖。开挖过程,严格做到先撑后挖、先换撑后拆撑,先开挖至支撑底标高,安装内支撑体系并在平面内形成整体平面支撑后,方可开始下一层土方开挖,不得在仅形成局部支撑的情况下开挖局部土方。
(1)使用挖机开挖至钢板桩顶面以下1.5m位置,在高度1m的位置沿钢板桩内侧每3m安装一道牛腿支撑,与钢板桩密贴后满焊。采用25t吊车逐根安放HW400型钢围檩,拐角处采用角板焊接。四角分别设置型钢角撑,自钢板桩角点纵横向距离2.0m。沿钢围檩长边中间位置纵桥向安装内径500mm、壁厚10mm的钢管支撑。如下图:
第一层围檩安装 角撑安装
(2)第一层围檩及支撑安装完成后,继续进行第二次开挖,底部预留20cm厚泥土采用人工开挖,避免超挖扰动基底原状土。
(3)支撑安装的容许偏差应符合规范要求。
5、支护体系拆除
拆撑时需基坑回填至支撑底部,回填土固结后进行该道支撑拆除,回填一层,拆除一层支撑。
(1)基坑回填
承台浇筑拆模后,及时用中粗砂回填,回填应分层冲水振捣密实。为避免拔桩困难,钢板桩与封底混凝土及回填混凝土之间应采用彩条布隔离,并在钢板桩上抹涂润滑油,以减少拔桩阻力。
(2)支撑体系拆除顺序:底层围檩四角支撑→钢管直撑→HW400型钢围檩→牛腿支撑→顶层支护体系→钢板桩拔除。
四、基坑变形监测
1、竖向、水平位移监测
建立平面控制网,采用全站仪测水平角、水平距,按解析坐标法进行计算,通过坐标的变化从而了解各测点的水平位移的情况;竖向位移通过水准仪测高程,进行数据比对,了解各测点竖向位移的情况。竖向、水平位移监测点分别设在四周围檩上及基坑外侧两米的位置,监测点均采用HRB400Ф25mm短钢筋,顶面刻出十字线。
位移监测点布置示意图
2、监测控制值
基坑监测控制值参考《建筑基坑工程监测技术规范》,并根据现场施工动态随时进行调整。当测设结果达到报警值时,测量人员必须立即上报,现场停止施工,查找问题产生的原因并制定针对性加固措施,确保基坑稳定后方可继续施工。
3、监测周期
位移监测每天一次,如遇有特殊天气或监测数据异常、或接近报警值时,根据工况加强监测密度、及时反馈信息,施工期间每天对观测点进行观察并绘制时间-沉降位移曲线。
五、结语
本文总结了桥梁基础深基坑开挖、支护、降水的施工作业流程,对其重难点进行了分析,指出了施工及监测的注意事项,为同类工程的深基坑施工提供了参考。
参考文献:
[1]交通运输部 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)
[2]交通运输部 《公路工程施工安全技术规范》(JTG F90-2015)
[3]住房和城乡建设部 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2017)
[4]住房和城乡建设部 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2016)
[5]住房和城乡建设部 《建筑基坑工程监测技术规程》(GB50497-2009)
[6]住房和城乡建设部 《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59-2011)
[7]交通运输部 《公路水运工程安全生产监督管理办法》 交通运输部令2017年第25号
论文作者:于天
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
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