文/曾招坤、袁立敏
桥梁建设阶段深基坑围护目的在于抵抗基坑周围侧壁的倾斜力,以达到提升工程安全、加固以及保护作用。但深基坑围护结构又具有复杂性,因此在深基坑围护结构技术应用中需要对其进行重点关注,从而保证技术的应用效果能够充分发挥。
当前桥梁项目建设施工环节,应用的深基坑围护结构施工技术具备下述特点:
2.1 危险性。该结构为临时结构体系,在桥梁建设施工后会立即拆掉,所以并不具备安全性保障,施工环节的风险问题比较严重。
2.2 区域性。由于不同桥梁所处地理条件相差较大,且地质环境影响很大,所以施工技术和效果有着一定的差别,该技术具备一定的区域性。
2.3 时空性。深基坑部分的施工具有时空效应。由于深基坑深度与平面形式方面的差异,会给支护结构形式与稳定性产生很大的影响,因此在桥梁结构支护体系设计的过程中,应该注重空间效应分析。由于其土体具备一定的蠕变性,所以在结构中作用的土体应力会因为时间变化而发生变化[1]。
某桥梁项目为悬索桥的结构形式,其一侧的锚定承载主缆拉应力为680kPa,基岩埋深为50m。经过地质勘察可以发现,该地区地形条件相差较大,由此结合我国的国家标准开展地基基础施工,能够保证稳定性、可靠性符合要求。矩形钢筋混凝土地下连续墙的形式,厚度为1.2m,围护结构外包尺寸为72×48m;在该结构施工后,开挖部位进行深井降水设置,并从上到下逐步开挖作业,采取分层浇筑方式制作10 道支撑结构,然后在内部空间布置Φ1200mm 的钻孔灌注桩,另外支撑立柱选取直径600mm 的钻孔灌注桩结构形式。
4.1 危险性。在工程实施中,由于支护结构比较特殊,是临时结构形式,在桥梁建设结束后不会存在任何使用价值,所以需要及时进行拆除处理[2]。各个部分都会存在明显的安全隐患与问题,如果无法采取必要的应对措施,就会产生严重的风险问题。
4.2 区域性。施工现场地质条件会产生很大的影响,因此我们要结合实际情况的不同,选择合适的施工技术保证施工的质量。
4.3 从目前的深基坑实际情况分析,其具有非常明显的时空效应。深基坑结构要想达到整体性的标准,应该从深度、平面等方面进行,保证其不会给结构带来很大的影响。在支护结构体系设计环节,相关人员需要综合性分析时空效应,了解土体产生的蠕变性。另外,支护结构的应力并不是一致的,且有着一定的差异性[3]。
5.1 成槽施工
在该工程项目中,由于不同槽段结构形式具有明显差异,地下连续墙尺寸也不同,因此,我们应该综合性分析各个结构连续墙高程、风化情况,然后根据设计标准开展项目施工。此外,强、微、弱三个等级风化层打入深度分别为6m、1m、3m,但是在实施环节应该充分了解地基的具体情况,并按照该情况合理设定槽底的设计标高。在该工程中,成槽作业阶段由于强弱风化层厚度在3m 以上,且微风化层厚度为0.5m,因此我们应该保证嵌岩深度控制在4m 以下。如果微风化岩在2.6m 以上,则需要考虑到具体情况,把拐角位置分解成为两个槽段进行施工,以此使得各个结构部分的质量合格。
5.2 支撑体系施工
对于淤泥质土条件下,桩体加固施工的质量会比较差,容易产生结构稳定性不足的问题,进而影响工程的整体安全性。所以,在深基坑土方开挖作业阶段,应该充分考虑到气候条件,以提升深基坑支护体系的效果;结合具体情况,在施工作业前,进入现场勘察地质条件,分析淤泥性能;根据项目的具体情况开展砂桩支撑作业施工,并结合现场情况实施模拟试验,然后做好必要的记录,保证现场施工方案达到科学性与合理性的要求,为提升今后施工的科学性奠定基础。在本次桥梁施工项目开展深基坑结构部分的施工过程中,应根据需要布置12 道钢筋混凝土水平支撑结构形式,采用数量相同的直径Φ600mm 的钢管混凝土支撑立柱;浇筑作业后,在现场建设稳定性、高质量的支撑结构体系,并按照项目的实际情况做好钻孔作业,使钢支撑的结构形式性能以及各项结构性能完全符合要求,不会产生严重的工程质量与缺陷。
从工程的具体情况分析,因为施工现场主要是淤泥质砂桩,无法完成加固作业,因此需要进行土方开挖作业。由于施工季节为雨季,现场施工难度比较大,工程质量容易产生严重的问题,进而给桥梁项目的正常运行带来负面的影响。由此,该项目技术人员进入现场之后,应分析这一影响因素,并在现场开展压载试验。主要将设计要求载荷的1.5 倍作为现场试验载荷,通过土工布、沙袋等方式进行加固作业,再检查经过一定时间的沉降量。发现该桥梁的加固处理完成后,沉降量为1.8cm,这就表示该加固作业方法能够达到桥梁的施工性能标准要求。在现场技术人员开展全面的计算与分析后,确定这一方法进行施工,在铺底模板的环节预留2cm 沉降量,以保证支撑结构的性能合格。此外,还需要做好施工阶段速度的控制工作,避免开挖施工速度过慢而导致坑面裸露时间超长影响支护性能,否则将会导致整个结构质量难以达到标准要求。
5.3 土方开挖
基坑开挖作业环节,相关人员应该分析现场的地质条件和状态,并从分层、分布、对称、平衡等标注出发,按照施工的要求做好分层、分区的方法开挖作业。此外,为了保证开挖环节达到对称性的要求,还应该根据需要做好水平支撑作业施工,从土方两侧进行开挖作业施工,直到最终达到设计标准的要求。在该桥梁项目施工环节,土方作业阶段,根据土方开挖作业的技术标准和原则开展施工,并分层开挖作业,每层开挖都要按照先中间后两侧的顺序进行。主要的开挖施工的步骤如下所示:每层土层部分开挖都要从中部开展进行,并通过钢筋绑扎圈梁和模板形式组成支撑部分,然后从两侧逐步开挖作业,采用反铲开挖作业方法把现场的劣质土全面清理掉,并在邻近两侧的连续墙结构时,预先留出长度为4~6m 的空间,通过循环作业的施工方式,最终达到设计方案的要求。斜撑结构开挖作业时,要在邻近连续墙体一侧开展进行。该方式可以合理凿除钢筋接驳器,并且按照1∶1斜坡的形式放坡处理;在底部结构的开挖施工后,预留10~20cm 整平处理,以防发生回填找平的情况。此外,降水井、钢管支撑、观测井等结构施工时,需要在距离范围不超过50cm 的情况下进行,并采用人工作业方法实施,如果必须采用机械设备,则会影响周边土体结构,导致稳定性不足。土方开挖完成后,通过自卸汽车运输土方,然后组织进行连续作业。基坑开挖施工步骤如表1 所示。
表1 基坑开挖步骤分析
5.4 压顶梁施工
在压梁作业阶段,为了保证结构表面达到光滑、平整的标准,不能有低洼的结构形式存在。在施工开始前,根据技术要求进行C40 混凝土搅拌作业,同时制作断面结构形式为800×1400mm 的结构,按照锚杆部分预设钢板结构。在施工作业环节,分段凿除墙体要控制在750mm 以内,浇筑前先按照技术标准搅拌制作混凝土,然后振捣作业,直到表面没有浮渣再停止作业。
5.5 混凝土浇筑
混凝土浇筑是该桥梁的基坑围护施工重要的工序,对于项目承载力有着较大的影响,因此我们需要加强混凝土材料质量控制,保证塌落度处于18~22cm 之间、终凝时间为18h;通过导管方法进行作业施工,应用直径250mm 圆形螺旋快速插头将其插入混凝土结构内。浇筑结束后,立即组织进行养护作业,必须在终凝的12h 落实洒水养护作业工序,以保证混凝土结构性能达标,不存在任何质量问题与缺陷。
综上所述,桥梁项目在作业施工环节,深基坑支护结构部分是核心部分,对于桥梁工程的质量和性能有着直接影响。当前我国的基坑围护的结构类型比较多,不同的情况应选择不同的施工形式。从目前桥梁项目实施的具体情况分析,技术人员要进入现场勘察地质条件,了解现场的基本情况和要求,然后才能选择确定最佳的桥梁基坑围护的结构形式,以此保证其满足桥梁工程的应用需要。此外,在基坑围护结构施工阶段,还要做好各个环节的管理管控工作,落实设计方案和技术标准,从多个方面落实质量管理措施,提高桥梁工程的稳定性、可靠性,达到交通运行标准。