桥涵深基坑土方开挖与支护技术

作者:阮雄彬时间:2018-07-09 10:08:04  来源:  阅读次数:73次 ]

摘 要:桥梁工程是重要的市政基础设施工程之一,支持整个城市的交通运输,只有做好桥涵工程施工,才能确保交通运输质量,桥涵深基坑土方开挖与支护施工需要掌握科学的施工技术,才能确保整个桥涵工程施工水平。文章结合某地区市政桥涵工程,分析了深基坑土方开挖与支护施工技术。
关键词:市政桥涵;深基坑土方;开挖;内支撑;支护技术;监测

    桥涵工程施工中要从基础环节入手,深基坑施工是整个桥涵工程基础施工环节的重要组成部分,只有加强桥涵工程施工,掌握科学的深基坑土方开挖与支护技术,才能确保深基坑工程整体施工质量,从而打造出高质量的桥涵工程,进而发挥桥涵工程的功能和作用,达到预期的施工目标。
1 工程概况
   该市政桥梁工程顶部构造属于预应力混凝土现浇箱梁,底部则采用桩基承台墩柱构造,桥墩直接深入地下,采用实体墩柱,而且形成了群桩结构,各个承台都设置了若干桩基。由于桥墩承台以上结构比较复杂,所以必须牢固夯实桩基,而且要使承台埋设深度达标,对此要保证承台开挖深度,通常要在12.5-14m 范围内。本桥梁工程地处市区,实际的桥涵深基坑土方开挖需要顾及地面交通等因素,对此选择垂直式土方开挖模式。
2 桥涵工程地质条件
   此桥梁工程所在位置交通运输良好,方便施工设备、材料、人员的运输,此工程所处场地的土层分布具体为 :填筑土、弃石、黏土、粗砂、风化岩石等。此工程所处场地水文状况复杂,主要水体:上层滞水、承压水等。其中上层滞水属于中透水层,总体来看,此桥涵工程所处地区地下水量较大、埋藏较深。
3 桥涵深基坑土方开挖与支护技术
   由于此工程基坑施工范围相对较小,同承台自身的宽度相比,基坑要在每侧各自挖出 5dm,所挖掘的土方体积平均达到1000m3,对此决定选择分层开挖模式。每层开挖的土方体积大概在 100-300m3,单层开挖厚度也大概在 1-2m。
3.1 平面的设计
    根据基坑挖掘深度来选择开挖技术,例如 :深度 <5m,普通挖掘机开挖,深度 >5m,则应选择长臂挖掘机,基坑的边缘与角落处则由人工进行特殊处理,一边挖土一边运输至弃土场,反铲挖斗施工方向则要同线路方向保持平行,相邻基坑中间停放车辆,要避开围栏中的基坑,基坑施工平面图如下图 1所示 :
图 1 基坑挖掘施工平面图
3.2 土方开挖程序
    此桥涵深基坑土方挖掘主要分四层完成 :
第一,挖出表层土方,达到第一支撑标高,而且要清理掉杂物,例如 :受损混凝土、破碎土体等。第二,挖掘下一层土方,在左、右两边同时挖掘、同步进行的方式,而且要两边确保均衡一致,按照从一层到三层的顺序开挖,直到第二层支撑底标高,同时安装下一道钢支撑。再按照相似的流程、工艺和方案来反复操作第三道、第四道程序,逐层将土方挖出,再逐层装配支撑,一直到设计坑底的标高。

3.3 坑内外排水可以将截水墙设置于基坑顶端

   以此来滞留坑外水流对基坑的侵袭,同时,可以在冠梁的外围搭建起截水墙,以此实现坑外排水。坑内部水体则采用明排方式,具体方法 :坑内部挖出排水沟、集水井等,利用这两大渠道来排除水体,当看到坑侧壁出现渗水点,则要设泄水孔,并配设直径为 25cm 的泄水钢管,从而确保水体导入集水井、并将其传送到排水管网。
3.4 支护流程与技术
3.4.1 工序流程
   梁桩施工,支护桩施工,冠梁施工,土方挖掘,喷射混凝土,钢支撑装配,挖掘至坑底,混凝土垫层浇筑,承台施工,基坑回填。
3.4.2 冠梁施工
    对桩芯顶部的砼实施凿毛处理,彻底清理桩顶部的土渣杂质、积水等,为了防止锚固钢筋锈蚀,则要除锈保养,并矫正,而且经处理的桩芯混凝土顶面标高也要控制在规定的范围内,根据设计图来绑扎冠梁钢筋,而且主筋要同顶部锚固钢筋牢固焊接,从而确保钢结构的完整、稳定与安全,在此基础上支立冠梁模板,操作中要确保钢模板处于牢固稳定状态,并一次性来浇筑混凝土,确保其达到设计标高。
3.4.3 土方挖掘施工
    土方开挖需要一定的前提条件,具体为 :支护桩、冠梁等的混凝土强度达标,具体标准为 :70%。土方挖掘深度如果小于 5m,此时可采用普通挖掘机,当开挖深度在 5m 以上时,则可以借助长臂挖掘机,土方挖掘施工的关键点 :首先是土方开挖需要逐层逐步展开,要确保施工均匀,单层的挖掘厚度控制在 1m 以内,等到挖掘到支撑底标高则可以停止挖掘,此时可以装配内支撑,此环节则要本着逐层挖掘、先支撑再挖掘的顺利。如果地下水位较高,而且有水体流出,则要暂停开挖,要对地下水降低控制后,再开始挖掘,而且挖掘过程中要控制好机器,预防其碰触到支护结构与钢支撑。当土方挖掘达到设计要求的高度,则需要专门的人来对坑底标高进行测量,而且要安装标高控制木桩。
3.4.4 内支撑施工
   内支撑施工最关键是要掌握好施工顺序,本着先支撑再挖掘的思路,先进行土方挖掘,当到第一道支撑底部,则要配置钢支撑,再开始挖掘第二层土方,同时安装支撑,再逐步施工,直到第三道支撑。钢支撑则要满足以下标准 :
选择科学的支撑拼接模式,可以采用焊接方式,具体包括:支撑间、构件间,要注意拼接点强度的把握,具体应参照构件截面强度,而且要正确定位拼接点,应该在支撑相邻位置。做好拼接点的处理,由于节点处受力复杂,而且应力相对集中,对此则要深入细致地检查各个节点,保证节点钢构件之间能够填充,而且牢固焊接。各个部件焊接结束后则要进行质检,要逐步、逐点都检验,而且要对支撑的安装情况来加以检查,其误差不能超出特定范围,例如 :支撑中心标高、顶面标高差要在 -30mm 到 30mm 之间浮动,支撑两侧的标高之间相差也不能超过 2cm。支撑的挠曲度也要在支撑长度的千分之一以下,支撑水平轴线偏差也要控制在 3cm 以下。
3.5 基坑开挖监测
    基坑开挖完成后必须进行监测,具体是指 :支护桩顶端水平位移、地表沉降等,当发现存在以下问题时则要发出警示信号 :基坑支护结构喷锚中的构件应力上升、断裂等问题,四周建筑物地基扰动,发生不均匀沉降现象等,而且土方开挖操作中要确保对基坑水平位移、沉降等每星期监测 1-2 次,承台浇筑成功后,也要每星期监测一次,每逢狂风暴雨时节,则要增加监测的频率。
3.6 支护技术的施工运用
   结合工程的地质条件、水文条件、周围环境以及工期等选择合适的支护方案,通过对比钢板桩支护、排桩支护等最终选择钢板桩支护,因为此支护体现出方便操作、进度快等优势,然而,其缺陷在于钢板桩进入亚黏土时难以钉进,如果碰触孤石也难以处理,无法形成一个封闭状的支撑形状。或者选择一边开挖一边支护的方式,最终打造出一个密封的钢混结构,竖直方向支护由于刚度有限且支撑密集,为开挖施工带来困难,可以选择特殊的排桩方法,例如 :桩基附加支撑结构,从而提高竖向支撑刚度,减少支撑能够更为方便土方开挖。

4 结语
    桥涵深基坑土方开挖与支护施工需要选择科学的施工技术,掌握科学的施工方案,而且要做好监测与监管,这样才能确保桥涵工程深基坑土方开挖与支护施工质量,获得高质量的桥涵施工工程。
参考文献 :
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[2] GB 50204-2002.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].2002.
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