隨著城市建設不斷發(fā)展，高層建筑物和市政工程（道路、橋梁、地鐵等）也大量涌現(xiàn)，地下空間也隨之被不斷的開發(fā)利用，大量深基坑支護與施工，成為當前基礎工程的熱點和難點。深基坑工程是隨著我國城市建設事業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種較新類型的巖土工程,發(fā)展至今,已經成為城市巖土工程的主要內容之一。隨著對這些問題的認識及其對策研究的深入,越來越多的新技術在深基坑工程中得到應用。下面結合武漢地區(qū)某橋梁的深基坑支護設計與施工的現(xiàn)狀及今后的技術應用進行一些探討。
一、工程概況
某橋跨長400m，分左右兩幅設置，單幅橋寬26．5m．下部結構為U型橋臺，薄壁花瓶板式橋墩，鉆孔灌注樁基礎。本工程所處河道為Ⅲ級通航河道，線路法線與水流夾角為9．8．。通航凈高為12m，凈寬為l20m，橋址處最高通航水位4．744rn．該橋墩位于河道之中，墩位處水深9m多，樁徑為2．3m,每個墩12根樁，樁間距4．6rn,樁長65．5m,承臺尺寸12．90m×17．5m×（5m+3m加臺）。地質資料顯示：由上至下依次為淤泥質粉砂（9．553rr0、淤泥質黏土（7．7In），粗砂（6．2fro、全風化巖帶（32．7m）、強風化巖帶（6．0m）、弱風化巖帶（10．3m）。
二、工程地質和水文地質條件
該橋梁主要是建在漢水上，橫跨漢口和漢陽，其工程施工地點地層為：
?。?）人工填土：厚0.3——0.5m，較松散。
?。?）第四系全新統(tǒng)沖積層，自上而下分為以下亞層：①粘性土層；②淤泥質土層；③亞粘土夾亞砂土與粉砂層；④粉砂層；⑤細砂層；⑥中砂層；⑦圓礫石層。其中，①-③層總厚度11.24—22.23m，粘性土、亞粘土多為軟塑及流塑狀，粉砂層極松散；④層厚度4.85—17.22m，松散7中密狀；⑤層及以下總厚度18.66—31.33m，中密7密實狀。全、強風化泥質砂巖、礫巖、砂礫巖，層厚2.85—9.3m。亞砂土、亞粘土屬弱透水相對隔水層；粉砂、細砂及圓礫為強透水層；砂巖、礫巖為微透水—不透水層?；鶐r裂隙水有一定承壓性。
該工程場地條件相當緊張，漢水兩旁都是道路。基坑邊線距北側西寧道中心14m，相鄰為5層小區(qū)；距南側道中心15m，相鄰為5-7層小區(qū)；各道路均有密布的各種管線通過。
三、深基坑施工技術
3.1工藝流程
工程與支護樁施工→降承井降水→葉開挖至櫥梁底葉→帽粱施工→土方開挖至第一道環(huán)梁底→棧橋施工→第一道環(huán)梁施工→養(yǎng)護→第一道環(huán)粱下方范圍土方開挖至第二道環(huán)梁底→第二道環(huán)梁施王→養(yǎng)護→土方開挖至坑底→入工清槽→墊層→地基與工程樁頭處理→降水井降水→底板施工→底板與鉆孔樁間土方回填，做換撐板帶→拆除第二道臻粱→地下二層結構施工→外壤與鉆孔樁間土方回填，做換撐板帶→拆除第一道環(huán)梁→地下一層結構施工→回填土。降水及基坑監(jiān)濺為施工全過程。
3.2基坑支護
本工程深基坑支護設計必須達到如下目的:①為基坑施工提供足夠的作業(yè)面;②不影響基坑周圍環(huán)境正常運行;③快捷、經濟,尤其是支護結構的變形,不得引起坡頂土體嚴重開裂,不對附近房屋及地下管線構成威脅影響正常使用。
打樁方法為間隔跳打，嚴格控制成樁質量。水下澆筑混凝土時，保證樁身混凝土質量達到設計強度。水平環(huán)梁支撐模板采用木模，在加工場進行預加工，根據(jù)圖紙尺寸進行放大樣，保證了加工尺寸準確。環(huán)梁側模用的主龍骨橫鋼管根據(jù)環(huán)梁半徑彎曲成型。環(huán)梁半徑較大時，主鋼筋采用直鋼筋；小環(huán)梁半徑較小，對主鋼筋進行彎曲成型。大小環(huán)梁相切處的連接封閉箍筋預先放置，避免了兩個環(huán)梁主鋼筋綁扎完畢后無法放置的情況?；炷磷鳂I(yè)采用各層水平支撐系統(tǒng)整體連續(xù)澆注，未留置施工縫。澆筑完成及時覆蓋澆水養(yǎng)護。
3.3基坑降水
基坑開挖前，需將坑內的地下水位降低并排除，使坑內土體在基坑開挖時，通過排水固結達到一定強度，提高坑內土體的水平抗力，減少基坑的變形量；增強基坑底部穩(wěn)定性，減少坑底土體的隆起。本出人口結構范圍地層地下水主要為：①上層滯水，位于地面下3～4m，含水層為人工填土層和粉土層，透水性弱；②潛水，位于地面下8—9m，含水層為粉質粘土層和粉土層，透水性一般；③承壓水，位于地面下12m以下，含水層為粘土層、粉砂、中粗砂和砂礫層，透水性強?；咏邓捎霉芫?滲井方式，降水早于基坑開挖前20天開始。降水過程中對臨近建筑物和地下管線的安全進行觀察監(jiān)測，同時在坑外地面設回灌井，必要時應采取回灌措施，確保周邊建筑物安全。
3.4基坑圍護施工
基坑四周設直徑800mm混凝土灌注排樁圍護結構，樁間距1．0—1．2m，轉角部位局部加強。圍護樁采用
旋挖鉆機成孔，導管法水下澆注混凝土成樁。鉆孔施工時，為減少對鄰樁的干擾，保證成樁質量，采用隔三打一的辦法施工（即每隔三根樁施工一根樁）。冠梁將圍護樁連接成整體排架，使全體圍護樁形成共同受力體系，抵抗外部土體或圍巖側向荷載。圍護樁施工完成后，立即進行冠梁開挖和樁頂混凝土鑿除清理，圍護樁主筋錨人冠梁，冠梁采用與圍護樁同標號混凝土現(xiàn)場澆注，澆注時同時安裝預埋鋼板，滿足下部鋼支撐安裝需要。土方開挖后圍護樁間采用噴錨支護，防止樁間土體掉塊。
3．5鋼板樁的吊運插打與合攏
鋼板樁檢查合格后，由兩組平車運至碼頭，按插樁順序堆碼最多允許堆放4層，每層用墊木隔開高差不得大于10mm，上下層墊木中線要在同一垂直線上，允許誤差不得大于20mm。安插鋼板樁使用高架索道對鋼板樁進行水平和垂直運輸，將鋼板樁運至指定位置，然后運用兩個吊鉤的吊起和放下，使鋼板樁成垂直狀態(tài)，脫出小鉤，移向安插位置，插入已就位的鋼板樁鎖口中。起吊前，鎖口內嵌填黃油瀝青混合料。箍緊鋼板用的弧度卡箍，待插入鎖口時逐個解除。鋼板樁逐塊（組）插打到底或全圍堰（矩形圍堰可為一邊），先插合攏后，再逐塊（組）打入，矩形圍堰一般先插上游邊，在下游合攏，圓形鋼板樁圍堰，插打順序有以下3種，如圖l。
從圖中看出，a與b較c少一個合攏點，b點累計誤差大于C，a、b都可能在合攏前遭受回流影響而使樁腳外移，造成合攏困難，c受回流影響較小，在流速較大處，用C式插打。在a式插打方式中，由兩側對稱向下游按順序加插，到下游合攏，兩側增插數(shù)大致相等，最多允許相差8組。在鋼板樁的垂直度較好時，一次將樁打到要求深度；垂直度較差時，分兩次施打，即先將所有的樁打入約一半深度后，再第二次打到要求深度。
3．6抽水堵漏
鋼板樁插打完，即可抽水開挖。設計有支撐的圍堰，先支撐再抽水，并檢查各節(jié)點是否頂緊，板樁與導框間木楔是否敲緊，防止因抽水而出現(xiàn)事故。抽水速度不能過快，且要隨時觀察圍堰的變化情況。當鎖口不緊密漏水時，用棉絮等在內側嵌塞，同時在漏縫處撤大量木屑或谷糠，使其由水夾帶至漏水處自行堵塞。樁腳滲漏時采用在樁腳處填筑土袋、填充水下砼的止水方法，若樁腳滲漏是因河床透水引起的，則采用向透水層壓注水泥砂漿或采用水下砼封底的方法止水。
3.7基坑開挖與內襯施工
內襯為鋼筋混凝土環(huán)形結構，采用逆作法施工。內襯不等厚。基坑開挖按照“對稱、分區(qū)、平衡、限時”的原則進行，分層厚度同內襯分層高度（3m/層）。采用“島式開挖”，即先對稱分區(qū)開挖周邊6m區(qū)域內土方，后開挖中心土方，各區(qū)開挖的先后按照內襯分段的施工順序確定。開挖完周邊土方后，立即施工內襯體系，在施工內襯的同時開挖中間區(qū)域土方，待上層內襯混凝土強度達到設計強度的80%以后再開挖下一層周邊土方，如此循環(huán)直至基底。基坑從上到下按階梯形開挖。
為了使基坑開挖有良好的干施工條件，每層土方開挖前啟動坑內降水井抽降坑內地下水，保證坑內水位處于開挖面以下0.5m。開挖過程中采用信息化施工工藝，由同濟大學對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行及時反演分析，得到支護結構的內力，并反演土體等效力學參數(shù)。根據(jù)結構內力和變形判定基坑所處的安全狀態(tài)。同時，根據(jù)土體等效力學參數(shù)預測下一施工步的結構受力和變形。另外，利用前期的實測變形數(shù)據(jù)用多步滾動預測方法可以對基坑未來的變形做出超前預報，并針對施工反映出的危險信號提出調整施工參數(shù)建議，從而確保基坑開挖施工的安全。實踐證明，信息化施工是施工、設計單位及時了解結構物安全狀態(tài)、適時調整施工工藝、保證工程安全的有力手段。
3.8施工注意事項
（1）施工降水不宜過快，降水過程中應加強周邊建筑物、管線和地表沉降監(jiān)測。土方開挖必須在水位監(jiān)測指導下進行。
?。?）施工過程中注意基坑周邊用水管理，加強管線滲漏情況觀測，切斷基坑周邊水源補給途徑。若放線坑壁有滲漏隋況，應查清原因，切忌盲目注漿堵漏。
?。?）在施工中應嚴格控制基坑周邊堆載，基坑周邊2m范圍內嚴禁堆載，基坑周邊1．4倍坑深范圍應控制堆載。
（4）土方開挖必須與支撐架設同步施工，按設計要求分層開挖，嚴禁超挖和掏底開挖。開挖段的長度必須根據(jù)基坑深度和坡度合理確定，不宜過長。當基坑挖至設計標高后，必須馬上澆筑墊層混凝土，進一步減少基坑變形值。底板混凝土必須在5—7d內完成，相應結構層施工及時跟上，以建立永久的受力平衡體系，從根本上控制住基坑變形。
?。?）加強施工監(jiān)測，掌握邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)、安全程度和支護效果，以便隨時調整設計參數(shù)及基坑施工方案，確?；影踩煽?。
4、總結
該工程深基坑施工，采取了合理的技術措施嚴格的施工管理，采用信息法監(jiān)測施工，在施工取得了很好的效果，保證了深基坑的順利完成和邊環(huán)境的安全。從施工情況分析，與其他基坑支護方法比較，不但大大節(jié)約了成本，而且工效明顯。該鋼板樁支護技術成熟、工藝簡便、工期短、施工成本低及文明施工，并具有強度高、結合緊密堵水性好、速度快、經濟合理等特點。
