高水位沿海地区下沉式U型槽施工质量控制措施

薛银山 （中交一公局厦门工程有限公司，福建 厦门 361000）

1 引言

在各大沿海城市打造特色旅游景观大道的热潮下，“环岛路”亦成为人们关注的焦点，在确保行车速度的同时还可以保证不改变原有地貌。快速环岛路采用下沉式U 型槽的设计，使周边的规划、布局都可以和原始地貌融为一体，快速路在U型槽里面行走，周边海滩及城市道路的交通通过走辅道实现，这样既可以实现快速交通的分离，也可以最大限度保持原有地形地貌。

2 工程概况

泉州台商投资区海湾大道双山段道路及景观工程道路等级为城市主干路兼一级公路功能，主路为双向六车道地下道路，两侧辅路为地面道路。主路采用下沉式U 型槽及框架桥结构，结构内净宽29m，结构内底埋深位于两侧辅路路面以下。U形槽结构按照墙顶到结构底板顶的高度不同共分为4 类，其中高度小于4.5m 的为U1 型，高度小于7.6m 的为U2 型，高度小于9.2m 的为U3型，高度小于10.4m的为U4型。同时综合考虑抗浮及结构受力的需要，U1 型底板厚度分为600mm、900mm 及1200mm 三种，U2 型底板厚度分为1200mm 和1500m 两种，U3 型和U4 型底板厚度均为1500mm。结构侧墙顶宽510mm，面坡竖直，背坡坡度1:0.12。

3 工程水文地质条件概述

本项目沿线地貌为冲海积平原与沿海滩涂地貌，部分地段已被人工回填改造。勘察期间测得各勘探孔实测地面高程为-1.34m～8.15m，相对高差9.49m，沿线地形地势较低，地形呈微波状起伏，地势较为平坦、开阔。根据区域地质资料及钻探揭示，拟建场地上覆地层为素填土，局部有片块石（素填土厚约6.9m）、中砂（厚约11.6m）、粉质黏土（厚约4.3m）、全风化花岗岩。

根据泉州市水文站关于泉州湾资料，参照崇武站潮位资料，其最高潮位为3.74m，最低潮位为-3.37m，历史最高水位标高为6.0m。

4 施工流程

施工前准备→测量放样→场地平整、施作地表排水明沟→Ⅳ型拉森钢板围护桩、锚索、钢围檩等基坑支护→土方开挖→振冲碎石桩、抗浮桩施工→U型槽底板施工→U型槽侧墙土方施工至坑底标高（同时进行基坑排水及基底排水盲沟、降水措施）。

5 下沉式U型槽施工方法

5.1 基坑开挖及支护

开挖深度不大于4m 的部位，采用拉森Ⅳ型悬臂钢板桩支护，15m长钢板桩。

开挖深度大于4m、不大于6m 的部位，采用拉森Ⅳ型钢板桩+1 道锚索支护，15m 长钢板桩。锚索采用强度等级为1860MPa 的钢绞线。锚索总长21m，自由段7m，锚固段14m，水平间距2.4m，与水平方向倾角为15°，竖向位于桩顶以下1m，锚索施工应采用套管护壁成孔工艺，并采用二次压力注浆，终止注浆的压力不应小于1.5MPa，必要时可采用二次压力分段劈裂注浆工艺[1]。

开挖深度大于6m、不大于7m 的部位，采用拉森Ⅳ型钢板桩+2道钢支撑支护，15m长钢板桩。钢支撑采用Φ609mm、壁厚16mm 的圆管支撑。支撑平面间距5m，第一道支撑位于桩顶以下0.9m，第二道支撑与第一道支撑竖向间距2.5m。基坑内净宽36.2m，需设临时立柱及连系梁，以减小钢支撑的受压长度。立柱采用外轮廓460mm×460mm 的角钢格构柱，每个横断面设两根，纵向间距10m，柱间采用槽钢连系梁拉结，将钢支撑固定于连系梁上。立柱桩基础采用Φ800mm 的混凝土灌注桩，对于主体结构有抗拔桩的部位，采用抗拔桩兼做临时立柱的基础，对于主体结构无抗拔桩的部位，需施做Φ800mm的桩基础。

开挖深度大于7m 的部位，先从地面进行放坡开挖，坡角45°，开挖至坡脚高程至基底的高差不大于7m时，采用钢板桩+2道钢支撑支护，同上段。

5.2 U型槽施工

施工流程：底板细石混凝土垫层施工→底板防水卷材施工→底板钢筋绑扎并验收→堵头模板安装→浇筑底板混凝土→侧墙钢筋绑扎并验收→弹外墙边线→合外墙模板→单侧支架吊装到位→安装单侧支架→安装加强钢管→安装雅量槽钢→安装预埋件部分→调节支架垂直度→安装上操作平台→紧固并检查预埋件→验收合格浇筑混凝土。

U型槽内侧模板采用三角支架支承，间距1m，内侧模板采用6mm 面板+[8 槽钢筋板+三角支撑架（2[14），外侧倾斜模板采用6mm 面板+[8 槽钢筋板+2[14 双槽钢背楞。模板采用对拉杆受力，拉杆布置水平间距1m，竖向间距0.8m。

底板堵头模板采用18mm 厚木胶板模板，外肋采用5cm×10cm方木，间距25cm，横向排列。方木外背双排竖向钢管，间距90cm。中埋式止水带（钢板）处采用上下方木夹设方式，在转角止水带（钢板）铺设位置采用整体模板分割夹设方式，钢管通过拉杆与方木、胶合板连为一体。在受力钢筋上焊接横向钢筋固定模板体系，焊接斜撑支架顶紧钢管竖向中点以增加模板体系刚度。

6 施工质量控制及注意事项

6.1 基坑开挖及支护

基坑开挖采用自上而下分层分段进行，基坑顶层3.2m～3m开挖坡度按1：1 严格控制并设置10m 宽平台，第二层开挖深度1.5 处施作第一道内钢支撑，开挖深度3.5 处施作第二道内钢支撑。及时施作锚索支护，完成锚索支护后进行下一层开挖土方。

Ⅳ型拉森钢板桩之间采用482×700Q235B钢围檩进行连接，围檩与每根钢板桩之间空隙须打入木楔抵紧，转角必须设置专用构件。内支撑采用直径Φ609mm、壁厚16mm圆钢管进行[2]。

土方开挖次序严格遵循“分层、分段、对称、均衡”的原则进行开挖，严禁超挖，挖出的土方须及时外运。基坑先开挖至U型槽垫层底标高，再分批开挖出桩顶位置。距基坑底20cm土方以及桩顶采用人工开挖。

6.2 侧模拼装

拼装平台：要求平台高度200mm～400mm，可选用工字钢，或者槽钢搭设平台，操作平台大小根据模板的大小选择，模板正面打自攻螺钉。要求操作平台搭设牢固，安全，平稳，对应的各构件平行而且确保在同一水平上，对角线长度保持一致。

模板的拼装：根据侧墙新浇筑砼对模板侧压力大小放置背楞，横向背楞间距设置：第一道与第二背楞间距600mm，第二道与第三道700mm,第三与第四道900mm,第四与第五道1100mm。在横向背楞上画上定位线，间距300mm，按画线放置竖向背楞（木工字梁）。

6.3 模板安装

用模板扣件将模板背楞与单侧支架部分连成一个整体。调节单侧支架后支座，直到模板面板上口向墙内倾斜5mm左右（因为单侧支架受力后，模板将会后倾）。最后再紧固并检查一次预埋件受力系统，确保混凝土浇筑时，模板下口不会漏浆。

6.4 侧墙三角支架安装

三角支架质量大，为确保安全工人在立支架时应由多人同时进行，防止工人疲劳作业。在确保三角支架立稳后，工人才可安装操作平台，操作平台上的跳板须满铺，操作平台的护栏至少设三道。

6.5 混凝土浇筑

混凝土浇筑时，工人应在操作平台上工作， 按规范要求控制混凝土浇筑速度，分层浇筑。支架模板安装需要一定空间，工程中有内墙的地方如不能保证支架模板的安装空间，可在外墙浇筑完毕后，再绑扎内墙钢筋。

7 下沉式U型槽防、排水措施

7.1 基坑防排水措施

为了确保基坑稳定，便于土方开挖及结构的施工，减少对周边环境的不利影响，施工过程中应采用有效的防排水措施。先在开挖坡顶1m 外设置临时截水沟以防地面水流入基坑。钢板桩锁口严格按照设计要求进行止水密封，保证施工作业和支护结构不受地下水的影响，并做到无水施工。

基坑周边设置阻水、排水措施，防止雨水及施工污水流入基坑。对于渗透系数差异性较大的土层，施工期间要密切注意流沙、流土或管涌等不良现象。

基坑坑内设200mm×200mm排水盲沟，每40m布设一个降水井和一座集水井，降水井井深位于基底以下5m，集水井尺寸为400mm×400mm×600mm（长×宽×深），采用潜水泵及时抽水，将积水通过管道排入地面的集水池内，经沉淀后排入大海。

7.2 结构防水措施

底板采用2层4mm厚的APP塑性体改性沥青防水卷材。

侧墙采用FSB 复合防水涂料(3mm 厚)+20mm 厚掺外加剂防水砂浆。

底板悬挑边缘防水卷材采用120砖墙保护。

7.3 变形缝防、止水措施

变形缝缝宽3cm，预埋中孔型中埋式钢边橡胶止水带，采用3cm 厚变形缝衬垫板。变形缝衬垫板采用低发泡聚乙烯板，外框底板、侧墙变形缝迎水面外贴中孔型外贴式橡胶止水带，背水面采用双组分聚硫密封膏3cm×5cm 填缝，顶板采用双组分聚硫密封膏3cm×5cm填缝。

中埋式钢边橡胶止水带宽度为350mm，厚度为10mm；外贴式橡胶止水带，宽度为350mm，厚度为8mm。

遇水膨胀止水带应具有缓胀性能，7d 的净膨胀率不宜大于最终膨胀率的60%，最终膨胀率宜大于220%[3]。

8 结语

通过对该项目工程实例的施工过程分析可知，在地下水位较高、地层渗透系数较大、砂层较厚等不良地质状况下，下沉式U 型槽施工的质量控制关键点为基坑的开挖和支护、基础及侧墙的防水卷材铺设、变形缝防止水措施、侧墙模板安装支撑等，为确保下沉式U 型槽的施工质量，需进一步加强对各质量关键点的控制。

收稿日期：2020-12-31