桥梁承台降水施工技术研究

李海燕

摘要：文章分析了临近河床的需要，对深基坑大开挖的承台降水施工进行了阐述，对比了各种承台降水施工方法的优缺点，并提出了能够实现质量、安全、进度和经济效益目标最大化的施工方案。

关键词：桥梁建设；承台降水；施工技术；深基坑开挖；降水施工方案 文献标识码：A

中图分类号：U442 文章编号：1009-2374（2015）36-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.043

本文通过总结和研究本工程中承台基坑降水施工方案，在桥梁承台降水施工中，能够根据实际的现场施工状况进行分析与研究，确定最终使用的施工方案，可以灵活、有效采用以下建议，以期提高同类桥梁承台的降水施工效率。

1 工程概况

某架桥梁长总共为811m，桥宽共为42m，桥梁在建的时候采用的是先简支后连续预制箱梁，而桥墩在建造的时候使用的是V型墩，并且采用群桩接承台的样式来进行建造，承台的高度是3.15m，以平面的角度看去，是一个平行四边形，两个边的尺寸分别为8.5m和17.7m，每一个承台混凝土的重量至少是500m3，承台下部距离地面有6m的深度，并且主桥4#～12#桥墩位于临近河边。整架桥的位置基本处于河流的中下游，因为河水冲刷较快，因此河道比较宽阔。河道西边的地形比较平坦，有很多居民在此种植了苗圃、果园等；东边有水起伏，有居民在此修建鱼塘。

2 降水施工方案的对比分析

2.1 管井降水

开挖基坑土方之前，在含水层中渗进管井，将管井的水抽至地下水位的坑底之下，在土体出现固结的时候，就能容易地开挖土方；抽水机械和滤水管井以及吸水管井等组成了管井，其比较适用于地下水比较多且具有较大渗透系数的砂层及土层。管井的设备并不是很复杂，雨期降水比较深，排水量较大，为了使其能够灵活运用并在紧急时刻得到有效的维护和修理，要将水泵设置在地面。与此同时，其也有不足之处，其随着施工工期的不断延长，含碘量也会随之增长，容易影响周围地下水。

2.2 明挖明排法

将所有的水集中在提前设置好的水坑里，采用强制排水的方法来进行操作。这种方法操作起来比较简单，实用性也比较强。最适用于基坑中出现大量的涌水现象的时候，在比较复杂的地质状况下，有的承台基坑用水量会很小，因此首先应该采用明挖法来进行试排水。如果遇到了积水量比较大的基坑，无法使用明排法，就要想其他的降排水办法。

2.3 设置止水帷幕

也可以将隔水帷幕设置在基坑边线外面，用来隔断水源，防止流砂和减少流水量，常用的方法是高压喷主浆法来进行实施。虽说这一方法能够隔断水源，防止管涌，但是将旋喷注浆管塞进入卵石层中特别的困难。除此之外，流动水的注浆很难形成凝固体，将会损失很多浆液，实施的过程中不但施工难度比较大，也很难保证施工的质量，在实施之后，很难预测其实施效果，同时还会产生很大一笔造价费用。最为重要的一点就是高压旋喷注浆的方式一般只适用于加固地基，在设置水幕的时候使用，一般很难进入卵石的地层，因此不予考虑。

2.4 截渗墙

其属于地下连续墙的一个小分支，主要用于承台降水的隔水，在这里起支挡和抗管涌的作用。这类施工方案的安全性能比较高，风险相对来说也比较小，但是需要设置加固梁以及钢筋，才能保障施工的安全，其施工的成本较高，工艺非常复杂，而且截渗墙的底部一定要进入相对隔水层的那个深度。总体来讲，截渗墙属于一种便于组织施工却只需使用常见规格材料和施工机械。

2.5 钢套箱

设置一个框架，将其下沉到标准的高度，将水下进行封底，抽完水之后再进行施工承台，在各类地质中都可以使用无底钢套箱，选择使用方法的时候，可以采取搭建平台或者筑岛的形式，最终使用挖掘机来下挖沉套箱。这种方法一般不会受到桩基的影响，其干扰比较小，承受荷载也不是很高，就封混凝土的工作一般需要一周时间，其使用的钢比较多，并且技术间歇时间也比较长。此种方法适合在水比较深的地方使用，其加工成型就需要花费大量的时间和劳力，需要准备很长时间，一般情况下都不符合工程的进度。

3 施工总体方案

现代施工管理的具体模式都是将安全、实用以及经济作为基础的，通常情况下使用挖明排法，要是无法使用，再看能否使用其他的备用方案。例如，管井降水作为4#～6#的墩承台一般使用台降水的方案。如果所碰到的4#～6#墩台下部是卵石层的，由于卵石层的宽度长的情况下都比较大，因此其渗透系数很大，同时具有水量充沛的特点，应该采用管井降水的方案。截渗墙的降水备用方案采用的是7#～12#墩承台。因为在此高度的周围施工场地的卵层分布不够均匀以及变化比较大，平均起来的厚度大约为4m，一般都在7～9m之间，通常情况下，9#墩的附近，下伏土就成为黏土，这时候可以将其用作隔水层，将截渗墙设置在开挖的承台基坑的周围，尽量使其进入岩土之中，这种办法能够有效制止坑外的地下水进入坑内，这种情况下，坑内只需简单的排水就能解决问题。在遇到含水层厚度较小的地层的时候，最适合使用这种方案，因为这种情况下不仅造价合理，而且施工简单。

4 管井降水方案

在实施管井降水方案之前，首先仔细勘察施工场地的实际地质条件及估算基坑降水涌水量等，一般将降水井布置在承台基坑坡顶上，井深一般为20m，井与井之间的距离为6m；在降水井待基坑挖到136.0绝对高度的时候即可开始施工。

4.1 降水井结构

（1）过滤器。过滤器指的是降水井井管外部的外径约460mm、内径约360mm大小的无砂混凝提砾石管，井管一般使用滤水管，使用尼龙网缠周围的装置组成；（2）沉淀管。沉淀管在降水井底部的2m处，通常情况下都是使用的加筋混凝土滤水管；（3）回填滤料。砂卵石层填料通常情况下使用直径为含水层颗粒的8～10倍为最佳的填料规格。滤料的回填高度必须要比顶板高。

4.2 降水井的施工

为了使降水井的施工质量得到保证，钻井的时候一定不能将泥浆运用到这里，而是将钻井时地层制成泥浆护臂成井工艺进行全程使用。在碰到榻孔现象的时候，再使用泥浆来钻井。（1）设置降水井机电的有关配置。在布置承台基坑降水井的情况下一般都有35个眼，所配置的深井潜水泵具有18kW的额定功率，160m3/h的额定流量，扬程为36m。在设置的过程中给每一眼井都配有单独的开关，其中配带1台发电机、10台深井潜水泵以及5台配电柜，还有一些日常使用的水管和材料，以作为今后的维修装备；（2）降水井运行方式。电费在降水井的总费用当中占有很大一部分，因此使用优化管理的方式进一步降低费用。降水井在将开挖竣工之后并配置好设备以后，分析开挖进度来决定是否需要开启降水井。如果涉及到地下水位要等一段时间之后才能降下去时，在实施基坑降水的时候，为了避免基坑正常开挖受到水位降沉的影响，必须要提前将降水井抽排地下水开启。在开启抽水设备之后，首先观测基坑内水位的变化情况，如果水位的下降速度足够大，甚至大于基坑开挖时的速度时，就可以将部分的抽水设备关闭，在下次需要的时候再开启，以免浪费多余的电量。

5 截渗墙止水方案

布置截渗墙的时候，要根据基坑的高度在其距承台边缘4m，切距离顶部4m的地方进行安装，截渗墙塑性混凝土的抗压强度一般在1.5～2.5MPa，其具体的渗透系数通常情况下在10-7cm/s以下，将厚度设置为0.8m，设置嵌入砂质黏土岩，将其深度定为0.5m。

5.1 截渗墙施工方案

（1）使用“钻劈法”成槽；（2）护壁的时候采用膨润土泥浆，因为对于施工的各项高难度指标只有泥浆能够满足其要求，以此来避免携带岩渣，并且能够维护孔壁；（3）浇筑混凝土的时候采用泥浆下直升导管发，这样一来汽车起重机配合混凝土来进行浇筑；（4）在实施墙段连接的时候使用“接头管法”。

5.2 钻孔成槽

（1）在实施成槽施工的过程中使用“钻臂法”。刚开始对一期槽段实施冲击钻机钻进主孔设计孔深，然后对于副孔实施劈打，一直打到最初所要求的孔的具体深度；（2）以基岩入量设计的标准来决定成槽的深度。一般情况下风化岩下大概嵌入到0.5m处距离墙底深度处，在将要成槽的情况下，要留心取钻渣接近基岩面时的样品，交给现场负责人或者有关地质工程师对岩样实施更准确的鉴定，成槽深度也是通过其来进行决定的；（3）槽段划分。除过一些特殊地质地区的特殊情况，在一期和二期当中，槽段都设置成5m。通常情况下将合龙段设置在槽较深以及条件相对较好的地方。

5.3 混凝土的浇筑

浇筑混凝土的时候，一般使用直升导管法。具体为：在注入水泥砂浆之后再将混凝土放入里面；在开浇之前，要注意导管内部是否能够浮起隔离篮球。然后再将充足的混凝土浇入其中，将塞球压住，然后将其立即埋住；在实际的浇筑过程中将导管底口始终埋在混凝土底下；要在整个浇筑的过程中对混凝土实施连续浇筑，注意控制混凝土面不断上升的局面，一定要将高差基本控制在0.3m左右，并且在每隔30min之后都要测量混凝土面的深度，然后坚持能够在2h内对导管内混凝土面的深度测量一次。

5.4 墙段连接

采用“接头管法”来实施墙段连接，在结束一期操控清孔换浆之后，将接头管设置的槽孔端头之下，针对槽内混凝土初凝的状况在完成浇筑或者混凝土浇筑的过程中，使用拔管机将接头管慢慢地拔起来，最终将接头空留设在一期的槽孔中。在对二期的混凝土进行浇筑的过程中，要在靠近一期侧壁的圆弧接头旁边设置接头孔，以使墙段能够进行有效连接。

6 结语

通过对本工程中承台基坑降水施工方案的总结和研究，如果在今后的桥梁承台降水施工过程遇到难以解决的问题，能够根据实际的现场施工状况进行分析与研究，最终确定使用哪种施工方案，能够灵活、有效使用以上意见，将会促使同类桥梁承台的降水施工更加便捷与高效。

参考文献

[1]张俊锋.基坑深井降水群井设计与施工[J].东北水利水电，2006，（10）.

[2]姜清华，颜克诚，蔡枫.浅谈基坑降水发展及优化设计[J].中国水运（理论版），2006，（12）.

（责任编辑：秦逊玉）