水中深基坑施工技术要点

水中深基坑施工技术要点

唐海乐

中铁一局集团第八工程有限公司  401120

摘要：近年来，随着国家桥梁建设的飞速发展，对跨江的大桥而言，主墩位于深水中，水中深基坑的支护成为施工的关键技术手段。为解决水中施工的问题，考虑到安全、经济、工期等因素，采用钢板桩围堰施工水中基础成为了一个较好的选择,基于永宁江桥水中深基坑施工技术要点及其管理进行了研究分析。

关键词：水中深基坑  支护  钢板桩  

1 工程简介

永宁江桥梁工程为城市主干路，设计速度50km/h，桥梁全宽41m，主桥为独塔非对称斜拉桥，跨径布置组合为82m+68m=150m。主跨Pm2塔墩处于永宁江中，承台尺寸为44.9×16.5×4.0m，钢板桩围堰尺寸48.7×20.1m，水中开挖深度13.57m。

2 施工技术参数

(1)现状河道参数

Pm2墩现状河床底标高为-2.18m，现状河水位约为2.2m，流速小于0.5m/s，水位年变幅小，桥区水域船舶流量较少。

(2)土层参数

场地地质条件从上到下主要为水、淤泥质粉质粘土、淤泥、淤泥质粘土。与锚固体摩擦阻力80kPa。

(3)围檩结构参数

围护结构参数

3钢板桩围堰施工

（1）钢板桩施工顺序

钢板桩位置的定位放线—安装导梁—施打钢板桩—拆除导梁—抽水（挖土）—第一层内支撑安装—封底砼施工—抽水—其他层内支撑安装—承台及墩柱施工—回填—拆除内支撑—拔除钢板桩。

（2）导架安装

在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直性，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都要设置一定刚度的、坚固的导架，也称“施工围檩”。

（3）拉森桩的插打

拉森桩插打顺序从永宁江的下游向上游插打，打桩前对钢板桩逐根进行检查，剔除连接锁扣处的锈蚀、变形严重的钢板桩，待修整合合格后才可使用，整修后还不合格的禁用。

安插钢板桩使用履带吊配振动锤进行，安装时钢板桩应成垂直状态，插入已就位的拉森桩锁口中，锁口内填嵌黄油沥青混合料。在插桩过程中，应做到“插桩正直、分散偏差、有偏即纠、调整合拢 ”的要点 。

（4）围檩及内支撑安装

内支撑构件在平台上加工焊接完成---在拉森桩内侧测量并标注牛腿的位置---焊接固定牛腿---吊装已加工好的围檩至牛腿上----焊接各背肋交汇处---吊装焊接四角φ630×10钢管斜撑---安装焊接中间φ630×10钢管內撑---检查内支护各结构和焊缝质量---测量变形监测点数据---进行下层开挖。

4 水中深基坑施工技术控制要点

（1）内支撑安装应注意的问题

①内支撑的安装应随着开挖的深度逐层实施，应避免超深，一般要求当开挖深度达到内支撑标高处且满足安装作业空间，停止开挖，即刻安装围檩与内支撑，安装过程中要密切注意土压力对拉森桩的的影响情况。

②牛腿安装时，用水准仪精确找平，使每层牛腿都处于同一水平线上，以确保钢围檩安装在同一水平线上。

③安装完成后，检查工字钢与拉森桩的密贴情况，由于拉森桩在插打过程中受多方面的影响，部分拉森桩的侧面顺直度较差处，H钢安装后与拉森桩之间可能有较大的间隙，为防止拉森桩围护的变形过大，围檩与拉森桩之间的空隙，采用C30砼填充。

④每一层支护结构安装完成后，由技术部门对焊缝，以及各构件的连接质量，进行检查验收后，方可下一步施工。

⑤根据基坑围护方案图，内支撑位置与墩柱位置不冲突，内支撑安装后不影响墩柱的施工。内支撑施工中，如与桩基位置冲突时，土方开挖至该层内支撑标高位置后，及时的对开挖出的该层桩头进行破除，保证内支撑位置符合设计图纸要求。

⑥由于Pm1、Pm2基坑位于水中，河床底以上处于水中的围檩安装采用小船作为载体，临时用于人员对围檩牛腿的安装。

（2）支撑安装容许偏差

内支撑采用φ630×10钢管支撑，安装的容许偏差符合以下规定：

①支撑中心标高、同层支撑顶面的标高差：±100mm；

②支撑两端标高差不大于50mm，支撑长度的1/100；

③支撑挠曲度不大于支撑长度的1/1000；

④支撑水平轴线偏差不大于50cm。

（3）围檩施工过程中，如果内支撑安装遇到工程桩有影响时，及时的对工程桩进行分段破除，然后进行内支撑安装，根据实际灌注桩顶标高，工程桩对围檩的安装影响较小，吊装根据桩头采用50t履带吊进行吊离，吊离后及时的采用拉土车运至弃土场，再采用破碎机予以破碎处理。桩头吊离作业由专人指挥，吊离时基坑内及吊重无下方不得站人。

（4）内支撑安装质量控制

①用于内支撑的各型钢构件，进场后外观质量检验，并对构件的尺寸、厚度等进行检查，不符合要求的材料，不得使用。

②各构件的加工，应仔细核对图纸，保证加工尺寸准确无误。

③参与型钢焊接的操作人员必须持证上岗。

④各构件应严格按照图纸尺寸，预先定位出各结构的位置。

⑤焊接前清除熔渣、锈迹、油、泥土等影响焊接质量的杂质。

⑥焊接完成对焊缝进行检查，所有焊缝不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满弧坑及漏焊等缺陷。

⑦外观检查不合格的焊接件，在未返修合格前不得进入下一道工序。

⑧型钢构件吊装时，使用两点或多点应尽可能使各吊点受力均匀一致，各吊环点与构件的重心应相互对称，并且吊装由专人指挥，吊装侧基坑内不得有人。

⑨起吊构件的钢丝绳与构件的夹角不宜小于60°，起吊构件不得较长时间高空悬挂。

5 监控量测

为了能更好的了解和掌握拉森桩围护在基坑开挖过程中的变形情况，通过变形监测数据指导基坑开挖的深度，进度和时间，从而确保安全有效的完成深基坑开挖及承台施工。由于本桥两个基坑均处于永宁江中，周围无其他建筑物及管线，所以本工程深基坑施工需对基底土体、围护桩顶水平和竖向位移、支撑内力、水位等进行监测。

图4-1 监控量测点布设

（2）监测点数量

Pm2基坑监测点数量：围护桩顶部水平、竖向位移观测点8个，水位观测点2个，支撑内力（应力计）10个。

6 结束语

经过读取基坑监控量测点数据，根据不同时间所受应力的数据进行对比，研究得知：（1）钢板桩受到外部压力随着水位线的增高而增高。（2）开挖过程每一道支撑的受力在下一道支撑未安装前形成最大值，当封底混凝土浇筑后，第一道支撑受力有所减少。（3）采用钢板桩施工，施工便捷，刚度小，变形大，但经过严格的监控量测，仍可以有效地确保钢板桩围堰的安全稳定。

参考文献

[1] 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）.

[2]黄黔桂,李维安. 吹填区深水基坑钢板桩围堰设计施工优化技术[J]. 公路,2018,63(12):120-126.

[3]冯雨,张少立. 基坑工程降水设计与研究[J]. 四川水泥,2018,(12):93.