刍论桥梁深基坑施工技术

黄积宗

【摘要】文章结合具体工程实例，对桥梁深基坑开挖的施工技术进行分析探讨。

【关键词】桥梁；深基坑；施工技术

当前，深基坑施工技术已成为桥梁施工中的热点和难点，同时其施工质量将直接影响整个桥梁最终质量，因此分析桥梁深基坑工程施工技术具有重要意义。本文主要结合实例对桥梁深基坑开挖的施工技术进行了探讨。

1.工程概况

阳江市某桥跨长400m，分左右两幅设置，单幅桥宽26.5m。下部结构为U型桥台，薄壁花瓶板式桥墩，钻孔灌注桩基础。本工程所处河道为Ⅲ级通航河道，线路法线与水流夹角为9.8°。通航净高为12m，净宽为120m，桥址处最高通航水位4.744m。该桥墩位于河道之中，墩位处水深9m 多，桩径为2.3m，每个墩12 根桩，桩间距4.6m，桩长65.5m，承台尺寸12.90m × 17.5m ×（5m + 3m 加台）。地质资料显示：由上至下依次为淤泥质粉砂（9.553m）、淤泥质黏土（7.7m）、粗砂（6.2m）、全风化岩带（32.7m）、强风化岩带（6.0m）、弱风化岩带（10.3m）。

2.施工设计原则

钢板桩具有强度高，结合紧密，堵水性好，速度快、技术较先进且成熟，经济合理等特点，根据本工程的现场环境、工程要求，考虑其经济技术上的合理性及施工安全，应遵循以下施工设计原则，精心制定钢板桩支护方案。

1）基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。

2）基坑支护结构极限状态可分为下列两类：①承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏；②正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。

3）支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。

3.支护方案

采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型拉森钢板桩支护，长度为5.4～13m，采用履带式挖掘机配备液压锤及人工配合施打。施打前一定要熟悉地下管线、构筑物、设计图纸的情况，采用全站仪认真放出各井中心点准确坐标，以井点为中心每边各量出支护桩中线。依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度，要求钢板桩入土深度达到桩长1/3 倍以上，顶部支撑钢板桩配置见表1。

3.1 施工准备

将钢板桩运到工地后，对其详细检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m 的短桩作通过试验，以2～3人拉动，或采用卷扬机拖拉，最大牵引力≤ 50kN，有条件时，采用检查小车进行检查。

锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1 000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩，在桩端制作吊桩孔。在采用组桩插打时，每隔4～5m 设有一道夹板，夹木在板桩起吊前夹好，插打时，逐付拆除，周转使用。组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为∶黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土= 2∶2∶2∶1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。

表1 顶部支撑钢板桩支撑配置

3.2 导框安装与插打方法

在进行安装导框时，先进行定位测量。水中导框距岸边或已成墩或施工便桥较远者，用前方交会法定位。导框的安装，一般是先打定位桩或做临时施工平台。导框采用在工厂或现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上。当不设定位桩时，直接悬挂在浮台上，待插打入少量钢板桩后，逐渐将导框固定到钢板桩上。

3.3 钢板桩的吊运插打与合拢

钢板桩检查合格后，由两组平车运至码头，按插桩顺序堆码最多允许堆放4 层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm。

安插钢板桩使用高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，然后运用两个吊钩的吊起和放下，使钢板桩成垂直状态，脱出小钩，移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中。起吊前，锁口内嵌填黄油沥青混合料。箍紧钢板用的弧度卡箍，待插入锁口时逐个解除。钢板桩逐块（组）插打到底或全围堰（矩形围堰可为一边），先插合拢后，再逐块（组）打入，矩形围堰一般先插上游边，在下游合拢，圆形钢板桩围堰，插打顺序有以下3 种，如图1。

从图中看出，a 与b 较c 少一个合拢点，b 点累计误差大于c，a、b 都可能在合拢前遭受回流影响而使桩脚外移，造成合拢困难，c受回流影响较小，在流速较大处，用c 式插打。

在a 式插打方式中，由两侧对称向下游按顺序加插，到下游合拢，两侧增插数大致相等，最多允许相差8组。在钢板桩的垂直度较好时，一次将桩打到要求深度；垂直度较差时，分两次施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求深度。

3.4 抽水堵漏

抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞。桩脚渗漏时采用在桩脚处填筑土袋、填充水下砼的止水方法，若桩脚渗漏是因河床透水引起的，则采用向透水层压注水泥砂浆或采用水下砼封底的方法止水。

4 结束语

本工程采用拉森钢板桩支护，从施工情况分析，与其他基坑支护方法比较，不但大大节约了成本，而且工效明显。该钢板桩支护技术成熟、工艺简便、工期短、施工成本低及文明施工，并具有强度高、结合紧密堵水性好、速度快、经济合理等特点。笔者主要有以下几点体会。

1）钢板桩结构设计中充分考虑了钢板的拉伸和弯曲刚度，振动锤施振前根据设计图纸勘察实地地质情况，计算分析支护结构承载力及周边土体侧推力是否满足要求。故在施工过程中，对施工的地质情况，施工情况等信息实行动态监测。

2）在结构计算中验算指标评定钢板桩整体

稳定性是不充分的。因此在施工中除该指标必须合格外，还必须加强钢板桩的内支撑，横向、纵向连接，并对各个焊点加强检查，以确保整体的稳定性和变形最小。

3）鋼板桩设计在桥梁基础施工中已广泛应用，可有效预防基坑坍塌和滑坡事故，解决地下渗水量大的问题，深基坑支护安全可靠。

参考文献：

[1]刘天双.桥梁深基坑开挖技术探讨[J].交通标准化，2012年15期

[2]宋楠.桥梁深基坑施工技术探讨[J].科技创新导报，2010年34期