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：
（1）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?；訌纳系较掳措A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)測數據進行及時反演分析，得到支護結構的內力，并反演土體等效力學參數。根據結構內力和變形判定基坑所處的安全狀態(tài)。同時，根據土體等效力學參數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據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建議，從而確?；娱_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。
（3）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。
?。?）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及基坑施工方案，確保基坑安全可靠。
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。
