桥梁工程深基坑围护结构施工技术研究

张浩

（四川公路桥梁建设集团有限公司机械化施工分公司，四川 成都 610000）

0 引言

近年来，随着城市化进程的加快和交通运输需求的不断增长，桥梁工程得到了越来越多的关注。深基坑围护结构施工技术是指在桥梁建设过程中，为了解决基坑开挖所带来的地面沉降、地下水涌入等问题而采取的一系列措施和技术手段，其不仅能够保证桥梁工程的安全稳定，还能提高施工效率、节约资源。随着现代桥梁工程规模的不断扩大和技术的不断进步，深基坑围护结构施工技术也在不断创新和发展，然而，该技术发展的过程中也不断面临地质条件复杂、施工环境恶劣等难题，为此，深入研究深基坑围护结构施工技术的应用具有重要的理论和实践意义。

1 工程概况

某地区的特大悬索桥桥梁长度为1050m，主缆跨度为240m+1050m+260m，主梁跨度为120m+1050m+80m。由于该桥梁工程跨度较大，并且其承载力需求较大，因此，在施工时需要保证施工安全性，避免发生地基变形和坍塌等问题。在桥梁工程施工前，为保证施工效果，该项目采用钻探方式进行施工现场的地质勘查，勘查深度为126m，勘查结果，如表1 所示。

表1 地质勘查结果

2 深基坑围护结构施工技术特征

2.1 临时性

深基坑围护结构施工通常需要对周围环境进行大规模的临时改造，包括临时支撑结构的搭建、土方开挖和挖土运输等工序。临时性工作需要严格的施工组织和管理，以确保施工安全和周围环境的稳定。深基坑围护结构施工还需要考虑临时支撑结构的设计和施工。在开挖深基坑的过程中，为了防止周围建筑物或道路的沉降和变形，需要设置临时支撑结构来支撑周围土体和建筑物。临时支撑结构通常采用钢支撑或混凝土搅拌桩等材料，其施工需要高度的技术和管理水平。另外，由于深基坑围护结构施工通常需要较长的施工周期，因此在施工过程中需要考虑临时性设施和设备的搭建和拆除[1]。例如，施工现场可能需要搭建临时办公区、仓库和生活设施，还需要安排临时设备如吊车、挖掘机等进行作业。因此，需要合理的施工计划和组织安排，以确保施工进度和效率。

2.2 区域性

区域性特征主要是指深基坑施工所处的地理环境、土壤条件、地下水位以及周边建筑物等因素对施工工艺和方法的影响。在软土地区，常见的围护结构包括土钉墙、搅拌桩和悬臂板桩等。而在岩石地区，常见的围护结构则包括锚杆支护和喷射混凝土桩等。根据地质勘查结果和工程设计要求，施工人员需要根据实际情况合理选择和调整围护结构的类型和参数，以确保其在区域性特征下的适用性和有效性。由于深基坑围护结构的施工常常会对周边地质环境和建筑物产生影响，施工人员需要在施工前进行详细的地质勘查和风险评估，并采取相应的安全措施，如设置监测点、使用振动隔离设备等，加强对施工过程中的变形、沉降、振动等影响的监测和控制，以确保施工过程的安全性和可控性。

2.3 风险性

由于深基坑深度较大，地下水位的波动会对围护结构施工造成重大影响，进而导致围护结构失稳甚至垮塌。因此，在施工过程中需要密切关注地下水位的变化，采取相应的排水和支护措施，以确保围护结构的稳定性。围护结构施工还会受到周围环境的影响，要加强支护措施，防止因为周围环境的变化而引发的意外事故。如果周围存在其他建筑物或地下管线，施工过程中需要特别注意避免对周围环境造成影响。

3 桥梁工程深基坑围护结构施工中常见问题

在桥梁工程中，深基坑围护结构施工是一个关键环节。在实际施工过程中，往往会出现深基坑开挖与边坡围护未能同步的问题，导致工期延误、安全风险增加等不良后果。首先，基坑开挖与边坡围护未能同步的原因之一是施工计划的不合理。在规划和设计阶段，如果没有充分考虑基坑开挖和边坡围护的协调安排工作，则有可能导致两者之间发生时间冲突。例如，深基坑开挖的进度比较快，但边坡围护的准备工作却没有及时跟上，造成基坑暴露在外的状态，安全隐患增加。其次，施工过程中的技术难题也是导致基坑开挖与边坡围护未能同步的因素之一。在一些复杂的工程环境中，如软土地质或高岸边坡，存在着较高的工程施工风险。由于技术手段的限制或现场条件的限制，可能导致深基坑开挖和边坡围护无法同步进行，因此需要施工方在进行基坑开挖时，同时考虑到边坡的稳定性并采取相应的支护措施，提高施工效率。最后，施工方的管理和配合不到位也是影响基坑开挖与边坡围护不同步的重要因素。如果施工方在组织协调上存在问题，比如工人配备不足或施工进度控制不当，则会导致深基坑开挖和边坡围护之间存在时间差距。为缩小时间差，施工方需要加强施工计划的管理，确保基坑开挖和边坡围护的施工进度能够有效衔接。

4 深基坑围护结构施工流程

深基坑围护结构施工流程如图1 所示。

图1 深基坑围护结构施工流程

5 深基坑围护结构施工技术在桥梁工程中的应用

5.1 成槽施工技术

施工前需对地质条件进行详细勘查和分析，确定施工的基坑开挖深度、土壤类型和力学性质等参数。然后，根据设计要求，确定成槽施工的总体方案，包括成槽的长度、宽度、深度和倾斜角度等。在确定好总体方案后，需要进行详细的施工设计，包括成槽的结构形式、支撑方式、防水措施等。成槽施工中常用的一种方法为机械挖掘。首先，使用挖掘机等大型设备进行初步的开挖工作，将基坑周围的土方逐层削平。其次，根据设计要求，利用挖孔机或者钻孔机进行垂直挖孔，将围护结构所需的槽位挖至设计深度。挖孔过程中需要注意控制挖孔的直径和深度，确保成槽施工的精度和准确性。再次，成槽施工需要进行围护结构的加固和支护。常见的围护结构包括混凝土槽和钢板槽。在施工过程中，根据设计要求，先进行槽底的加固处理，可以采用浇筑混凝土或者安装钢板等方法，然后根据槽壁的设计要求进行围护结构的安装和支护。此步骤需要使用专业的设备和工艺，确保围护结构的牢固性和稳定性。除了围护结构的加固和支护，成槽施工还需要考虑排水和防渗的问题。在挖槽过程中，需要及时进行排水处理，避免施工现场积水。同时，在围护结构施工完成后，还需要进行防渗处理，采用防渗材料或者其他防渗措施，确保基坑周围的土层不受水分侵蚀。最后，成槽施工完成后，需要对施工过程进行检查和验收，主要包括对围护结构的质量和施工工艺的合规性进行检查，确保成槽施工符合设计要求和相关标准。

5.2 支撑体系技术

首先，在支撑体系的施工前，需要进行详细的设计和计算。根据深基坑的深度、土层情况和周围环境等确定合适的支撑形式和材料。同时，需要考虑施工期间可能遇到的地下水位变化、土层沉降及周边建筑物的影响等因素，确保支撑体系的稳定性和安全性。其次，选择适当的支撑形式和施工方法。常见的支撑形式包括钢支撑、预应力锚杆支撑、混凝土支撑等。施工人员应根据实际情况选择合适的支撑形式，并采用先进的施工方法进行操作。比如，在钢支撑施工中，可以采用钢梁支撑系统，通过调整支撑高度和角度来平衡土压力，确保基坑的稳定性。最后，加强施工现场的监测和管理。在支撑体系施工期间，需要通过使用先进的监测设备和技术手段对基坑周围的环境进行实时监测，包括地下水位、土层变形等，及时获得数据，并根据监测结果进行调整和优化。同时，加强现场管理，确保施工人员的安全意识和操作规范，减少施工过程中的安全风险。

5.3 土方开挖技术

首先，在进行土方开挖前，需要进行详细勘测和设计。根据工程要求和地质情况，确定开挖的范围、深度和坡度等参数。同时，对周边建筑物、地下管线等进行全面调查和处理，确保施工过程不会引发其他问题。其次，选择合适的土方开挖方法。根据具体情况，土方开挖施工可以采用常规开挖、机械开挖或爆破开挖等方式。常规开挖适用于较小规模的基坑，主要借助人工工具进行；机械开挖则适用于大型基坑，可使用挖掘机、装载机等设备进行；爆破开挖主要用于岩石较硬的情况，通过爆破技术破碎岩石，然后再进行挖掘。进行土方开挖时，需要根据具体情况选择合适的支护措施，常用的支护结构包括桩墙、钢支撑、混凝土梁等，其可以有效防止土方塌方，保证施工安全。同时，还需要根据实际情况设置临时排水系统，及时排除开挖过程中产生的地下水和雨水，以保持施工现场的干燥。对于较软土层或水下土方开挖，需要采取相应的加固措施。常见的加固方式有土钉加固、喷射混凝土加固以及灌浆加固等，此类技术手段能够增加土体的强度和稳定性，确保开挖过程中不会引发地面沉降或坍塌。最后，在进行土方开挖的同时，需要进行实时监测和控制，通过安装监测设备，对土体变形、位移、沉降等进行监测，及时发现问题并采取相应的应对措施，确保施工过程的安全可控。

5.4 混凝土浇筑

首先，在混凝土浇筑前，需要对模板进行检查和修整。模板的表面应该平整、无裂缝、无松动，且表面光滑。如果发现模板有问题，需要及时修整，以确保混凝土浇筑时模板的质量符合要求。其次，在混凝土浇筑前，需要进行预埋件的安装。预埋件是指在混凝土浇筑前在模板上预埋好的钢筋或其他金属件。预埋件的安装位置应该准确无误，且与设计要求相符。同时，预埋件的安装要注意防止污染和损坏，以确保预埋件能够正常使用。最后，进行混凝土浇筑工作。在混凝土浇筑前，需要先进行试浇，试浇的目的是检验混凝土配合比、振捣效果以及施工工艺的可行性，确保混凝土浇筑质量符合设计要求。试浇后，需要对混凝土的强度、坍落度、温度等进行检测，以确保混凝土的质量达到要求。

在混凝土浇筑过程中，需要注意以下几点：一是混凝土浇筑应该分层进行，每一层的浇筑高度不宜超过1.5m。二是每层浇筑完毕后要及时进行养护，防止混凝土过早干燥或者受到其他外力的影响。三是在混凝土浇筑过程中，需要进行振捣。振捣的目的是将混凝土中的气泡排出，使混凝土密实、坚固。振捣的时间和次数应该根据混凝土的性质和厚度进行调整。四是混凝土浇筑后，需要及时进行养护。养护的时间和方式应该根据混凝土的强度和环境条件进行调整，通常情况下，混凝土浇筑后的养护时间应不少于7d。

5.5 压顶连续梁施工技术

第一，在进行压顶连续梁施工前，需要对深基坑进行充分的准备工作，包括对深基坑进行排水处理，确保工作区域干燥；还需要采用钢支撑或者预应力锚杆对基坑侧壁进行加固，以确保基坑的稳定性。第二，进行模板制作和安装。模板的制作和安装质量直接影响到施工质量和安全性，压顶连续梁的模板由钢模板组成，因此需要根据设计要求进行制作，并严格按照设计图纸进行安装。第三，进行钢筋的布置。根据设计要求和荷载计算结果，确定压顶连续梁内部和上部的钢筋布置方式，包括主梁、横梁和纵梁等。钢筋的布置必须符合相关规范和要求，以确保梁体的强度和稳定性。第四，在钢筋布置完成后，进行混凝土浇筑。混凝土浇筑需要根据设计要求进行配比，控制好水灰比和浇筑速度。同时，需要采取适当的振捣措施，确保混凝土充分密实，消除气孔和空隙，提高混凝土的强度和耐久性。第五，在混凝土浇筑完成后，进行梁体的养护。养护是确保混凝土达到设计强度和性能的重要环节。通常采用喷水养护或者覆盖湿麻袋等方式，保持梁体湿润，并防止混凝土过早干燥和开裂。

6 结语

综上所述，桥梁工程的深基坑围护结构施工难度较高，其施工质量会对整个桥梁工程主体结构稳定性及施工安全性产生影响。为此，施工人员必须严格按照施工工艺和施工技术进行操作，做好各个施工环节的质量控制。深基坑围护结构可选性比较高，必须根据桥梁工程项目的实际情况灵活进行选择，同时要在现有围护结构的基础上不断创新围护结构体系。未来，相关工程技术人员应继续加强对深基坑围护结构施工技术的研究和探索，为提升桥梁工程的质量及建设效率贡献力量。