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摘要：随着中国建桥技术的发展，越来越多具有挑战性的项目出现在了大众的视野，安陆府河规划Ⅴ级航道，主墩48#墩在河道内，开挖深度11.44米，地质多为泥质砂岩，施工时水深1.0m。本文详细的阐述了安陆府河特大桥48#墩深基坑开挖和支护施工。
关键词：深基坑；开挖；支护
一、工程概况
安陆府河特大桥位于安陆市境内，桥梁起点里程为DK88+175.79，（安陆市南城街道石桥村），终点里程为DK94+009.44（安陆市棠棣镇金泉村），桥址区地势平坦，府河为规划V航道，采用（90.75+200+90.75）m连续刚构拱跨越，汉十高速公路采用（75.75+125+75.75）m连续梁跨越，府河右岸河堤，采用（60.75+100+60.75）m连续梁跨越，其余桥跨采用32m和24m简支箱梁。
安陆府河特大桥48#上层承台尺寸为13.2×18.6×2.0m，四角以R=150cm的圆弧倒圆；下层承台尺寸为18.5×25.5×4.0m，四角以R=225cm的圆弧倒圆。桩基采用12根φ2.8m钻孔桩，桩长均为55m。顺桥向三排，横桥向四排，桩中心距7.0m。
48#墩位位于河道中央，河床标高为+26.500m，筑岛面标高为+28.585m，承台底标高+17.082m，开挖深度11.44m（黏土筑岛2.5m，细圆砾土2.6m，强风化泥质砂岩1.2m，以下为弱风化泥质砂岩）施工期间常水位为+27.50m，设计施工水位为+33.44m。
二、施工工艺
48#墩基坑施工时间为3～5月份，桃花汛来临之前，水位处于筑岛面以下约1.0m，可以在筑岛范围内进行施工。采用旋挖钻将开挖范围内的岩体钻孔成蜂窝状，再采用钢板桩围护开挖基坑的方案，48#墩钢板桩围堰平面尺寸为34.8×27.6m，采用214根9米SP-Ⅳw型钢板桩，设上下两道圈梁和内支撑。两道圈梁结构相同，采用型钢2HN700×300mm，材质为Q345B，正交对接为等强坡口焊接；两道内支撑结构相同，采用∅600×8mm、∅800×10mm的钢管，材质为Q235B，斜撑杆及横向拉杆与圈梁进行等强坡口焊接。
考虑到府河的汛期为5-9月份，若底节墩身施工滞后则需要汛期施工，对钢板桩围堰设置渡洪支架。
（一）旋挖钻钻孔
（1）施工准备
钻孔桩施工完成后，拔出钢护筒，对桩基空孔进行抽水、回填，对筑岛平台进行平整。按照施工设计的钻孔位置测量放线，标记好孔位。开挖范围内四周共布设1.0m孔位138个，间距为1.4m，承台范围布设1.6m孔位82个，间距为2.1m，局部位置进行调整，孔位布置如下图所示：
（2）钻孔作业
旋挖钻钻孔前，按照桩位布置图进行测量放样，测量放样采用换手法，并用灰线标出孔位布置，孔边与既有钻孔桩间不少于30cm。同时，钻机施工场地要求平整稳定，施工过程中派专人指挥，经常校核钻架及钻杆的垂直度，保证成孔不损坏既有钻孔桩。先钻施工便道对侧（府河下游）的孔位，施工完一排后再向便道侧撤退，循序依次施工。施工时采取钻孔补孔的方式进行，将已完成的孔位回填密实。施工过程中应注意检查，避免孔位遗漏。
（二）钢板桩施工
施工步骤：测量放线→设置立柱，在立柱上拼装第一道圈梁及内支撑→以第一道圈梁为导向插打钢板桩（便道侧先不施工）→基坑开挖泥质砂岩顶面安装第二道圈梁及内支撑→继续开挖至垫层底→插打便道侧钢板桩形成围堰。（有渡洪需要时在上承台施工完成后安装渡洪支架，无需要可不安装。）
（1）导向安装
准确测量后，撒好灰线，然后在两端头各打设1根钢板桩，并焊接钢牛腿，其上内外侧各放置1根钢板桩并与牛腿焊接牢固，形成框架作为导向围檩（此钢板桩在围堰一边打设完成后拔除，之后重新安装导向）。
（2）钢板桩插打
a、钢板桩型号：拉森SP-Ⅳw型，长度9m长，材质SY295。
b、打桩设备：日立450型振动打桩锤。
c、插打方法：采取屏风式插打方法。
（3）角桩及合龙钢板桩施工
角桩位于钢板桩围堰长方形的4个角点，起到整个钢板桩施工的定位作用，因此角桩施工时要确保定位准确，贯入垂直度满足要求，施工时主要采用每贯入50cm沿直角方向用两台经纬仪和水平尺测量的方法控制。
（三）内支撑安装
（1）内支撑组成：内支撑由圈梁、角撑及对撑等组成，圈梁采用双拼HN700×300mm型钢，斜撑及对撑均采用钢管支撑。
（2）内支撑安装注意事项：
1）内支撑构件应严格按照图纸要求制作成杆件，然后测量基坑内支撑安装位置实际尺寸，根据实际尺寸进行组拼。
2）支撑应按要求安装在同一水平线上。
3）内支撑安装时要保证与钢板桩壁密贴，钢板桩U型凹槽处应采用型钢与内支撑操垫焊接牢固。
4）支撑安装的容许偏差应符合以下规定：
a.支撑中心标高、同层支撑顶面的标高差：5mm；b.支撑两端的标高差：不大于10mm及支撑长度的1/1000；
c.支撑挠曲度：不大于支撑长度的1/1000，且不于15mm；
d.支撑水平轴线偏差：不大于10mm。
（四）基坑土方开挖
48号筑岛平台标高约+28.585m，而钢板桩设计时考虑渡洪要求，采用9m钢板桩（便道侧未插打），高出筑岛约5m，开挖出渣较为困难，故先用长臂挖机进行开挖上层土体（约筑岛面以上8m），长臂挖机无法施工的，则在基坑内设2台小型挖机，由府河下游向上游进行开挖（接力倒土），再由基坑外的长臂挖机装车。
（1）钢板桩外侧卸载
土方开完前，应对钢板桩外侧土体进行清理，以减少对钢板桩土压力。采用全断面整体开挖，开挖深度2.0m，坡度1：1。土方采用机械外运至弃土场堆放。开挖完成后，采用挖掘机辅以人工修坡，并修筑排水沟，然后进行边坡防护。
（2）围堰内土体开挖
围堰内土方开挖时，采取分层分区开挖土体的方法，根据挖机性能情况，共分为4个区域，先采用2台长臂挖机分别开挖A、B区土体，再开挖C、D区土体，如下图所示：
（3）土方开挖注意事项：
① 钢板桩插打完成后严格按照设计工况进行开挖，内支撑安装完成后，方可进行围堰内土方开挖.土方开挖过程中，防止土方开挖设备碰撞支撑结构，避免超挖扰动基底原状土，基底200～300mm的土层应采用人工开挖。
② 基坑开挖过程中若发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。 挖出的土方应及时运走，严禁将土方堆于基坑四周。
③ 土方开挖完成后，及时对便道侧钢板桩进行施工，以形成封闭围堰，确保承台施工安全。
④基坑开挖时，设置分层，单层开挖最大高度不超过2m，每层开挖结束后及时对新开挖坡面进行喷浆护壁。
（4）基坑开挖完成后，为便于施工人员上、下作业，在靠近便道侧设置上下爬梯，爬梯采用直径48mm钢管搭设，宽度不小于1.2m，沿边坡开挖台阶，分级设置。
（五）排水防护措施
48#墩位府河河道中，施工时河道有上游水库放水，使河流水位维持在+27.5m左右，水深1m。筑岛平台顶面高程为+28.585m，经过在墩位处钻芯时发现，此处地下常水位在+11.00m左右，低于承台底约6m；故承台施工时主要考虑钢板桩底部渗水。
1、地表排水：由于钢板桩围堰高于筑岛顶面接近5m，施工时需要对钢板桩的密封性进行检查，对于围堰锁口变形出现的渗漏，可在漏水锁口处的围堰外侧利用导管投撒细煤渣，煤渣沉至漏水高度处即可堵塞漏水。
2、基坑内降水：首先采用9m钢板桩进行插打，桩底嵌入强风化泥质砂岩层，由于钢板桩合龙之后具有止水作用，再在桩底浇筑堵漏混凝土圈梁（宽×高=700mm×400mm），因此可形成隔水箱体，隔断地下水与基坑内水体联系；最后采用边开挖边降水的方法，基坑底四周设置明沟排水，沟宽为45cm，沟深 30cm。在承台设四角分别集水井。集水井平面尺寸为φ160cm，旋挖钻钻孔，钻孔深度超应超过承台底0.5m，每个集水井配备一台潜水泵，以保证坑内工作面内不积水。排水防护布置见下图。
（六）基坑监测
为保证施工安全，应对基坑水平变形、基底隆起及水位变化进行观测，观测频率每天1次，当观测数据超过报警值时，应停止施工，查找变化原因，确定危险排除后，方可继续施工；基坑变形观测点布置，在基坑每边跨中钢板桩位置布置1个测点；基底隆起观测点布置，在基坑底面承台4角及中心位置共布置5个观测点，每天观测一次；基坑周围水位观测，每天定时观测基坑外河内水位变化。
三、结束语
深基坑的开挖与防护在各类建筑工程中都应用广泛，对于周边有抗震要求，地质条件允许的情况下利用旋挖钻钻孔后再开挖能有效节约施工时间，河道内基坑在筑岛完成桩基施工后，采用钢板桩防护能起到止水效果同时可以大量减少土石方开挖量。
参考文献：
[1]国家现行施工技术规范、规程及标准。
[2]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012。
[3]《建筑基坑工程监测技术规程》GB50497-2009。
[4]《钢结构工程施工质量验收标准》 GB 50205-2001。
论文作者:万明敏
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/16
标签：基坑论文; 钢板论文; 围堰论文; 圈梁论文; 钻孔论文; 土方论文; 安陆论文; 《基层建设》2016年30期论文;