桥梁深基坑施工技术

桥梁深基坑施工技术

阎康康

中铁一局集团第五工程有限公司 陕西宝鸡 721006

摘要：深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)，或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。本文根据作者多年施工经验，以工程实例为基础对桥梁深基坑施工技术进行了详细的阐述。

关键词：桥梁；深基坑；施工技术

1、引言

根据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》，深基坑工程为:(一)开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。(二)开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑(构筑)物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护。本文以工程实例为基础，对桥梁深基坑钢板桩围堰支护和钢套箱支护两种方案进行了阐述。

2、桥梁深基坑施工技术

2.1测量放样

按图纸要求测放承台基础中心桩，定出基础的纵横轴线控制桩，控制桩布置在不受基坑开挖影响的位置，并设置各自相应的定位桩，用作以后检查复核的依据。严格控制承台的平面尺寸和标高。

2.2拉森钢板桩围堰施工

2.2.1拉森钢板桩围堰施工

（1）拉森钢板桩围堰施工流程

钢板桩的插打顺序，从远离支栈桥侧围堰中心开始打入第一根钢板桩，然后逐步向两边插打，最后在支栈桥侧合拢。水中钢板桩根据导向架的位置进行打设。确保在同一直线上。根据现场实际情况确定逐根插打到稳定的深度。钢板桩合拢通过精确计算，确定合拢位置，以确保整个围堰的密封性。

（2）拉森钢板桩整理

在施打钢板桩前，在顶层内导环上用红线划分桩位，为不使钢板桩在插打和搬运过程中弄错顺序，根据锁口套联情况，将钢板桩分为甲、乙两组，再用红线标出。钢板桩两侧锁口均在插打前涂满黄油以减少插打时的摩阻力，同时在不插套的锁口下端打入硬木楔，防止沉入时泥砂堵塞锁口，钢板桩插打时发生跑位现象。夹板在板桩插打过程中逐副拆除。

（3）拉森钢板桩打设

第一根边桩的定位及双向垂直度是控制钢板桩围堰位置及后期钢板桩施工的关键，施工时须从严控制。精确测设第一根边桩的方位，以此指挥打桩吊车的移位，定位后，打桩锤的锤心必须与第一根桩的中心重合。

起吊钢板桩呈垂直状态下完成插桩，第一根桩插设时需留置一定的预留量。插桩稳定后，精确复测桩的位置与双向垂直度，不符合要求时需重新插桩，直至合格为止。顺着事先排好顺序的钢板桩依次插打其它钢板桩，钢板桩顺前一根钢板桩的锁口插入，插桩到位后加塞固定，启动振动锤分次沉设至设计标高。钢板桩吊起后用人工扶持顺着前一块的锁口下插，当下插困难时，可采用强迫插桩法，即桩吊起插入锁口后快速放松桩绳，借桩自重急下插入。

钢板桩沉设时，采用全站仪跟踪测量，随时检查钢板桩的偏位情况，当钢板桩发生偏斜时及时用倒链校正，以利及时纠偏，当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时，应拔起重插。钢板桩插打过程中，可能遇到另外的问题有共连、扭转及水平伸长等，在此将相应的预防措施及处理方法列举如下表：

常见问题预防及纠正措施

钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口很难保证在一条直线上。此时采取的措施为：在钢板桩合拢而剩下几组还未插打时，提前考虑合拢情况，可将围堰短边的钢板桩全部插入导梁内，然后再逐次打设钢桩。在钢板桩施工中，打设允许误差为：桩顶标高偏差±100mm，钢板桩轴线偏差±100mm，钢板桩垂直度偏差为1%；在打设过程中，应检测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。

（4）钢板桩围堰的内支撑设置

内支撑的设置时间：2道内支撑根据施工受力验算的需要，分2次进行设置：①顶层内支撑（1道水平内支撑相同）：钢板桩围堰合拢后，立即予以设置，以提高钢板桩围堰的整体受力效应。②第2层内支撑：钢板桩围堰内开挖时，板桩须承受较大的内、外侧压力差，为确保施工安全，利用顶层内支撑的支撑，围堰内开挖至第2层内支撑标高，待第2层内支撑设置完毕后，围堰内继续开挖。

内支撑的设置方法：围堰内开挖至该层内支撑的设计标高下50cm处，焊接牛腿、安装围檩进行该层内支撑的设置。先在钢板桩围堰内壁按测定的标高焊接内支撑圈梁的三角支撑，三角支撑采用10#槽钢制作，支撑顶面标高相同。起吊并水平安放由双拼HN600*200型钢焊接而成的围檩，并连接固定，圈梁与板桩之间的空隙可用方木予以垫塞。吊车配合人工安装水平支撑，将水平支撑与围檩焊接固定，以形成平面桁架结构。

（5）围堰内除土

钢板桩插打完成后，安装完内支撑后。开始开挖，围堰清基拟采用长臂挖掘机进行，挖机开动时注意围堰内外水头保持平衡，靠近钢板桩和灌注桩附近的泥较难挖出，可用高压水枪冲刷，挖至承台底下0.8m处。

2.2.2钢套箱施工

作为水中承台施工而设计的临时阻水结构，套箱通过四周模板及底部砼封底，为水中承台施工提供无水施工环境，并兼作承台施工侧模。底模采用钢护筒间18工字钢连接+预制块进行封底。

（1）套箱预制块底模设计

底模采用25cm厚C20预制的钢筋混凝土板。主承重采用4个相邻钢护筒之间焊接18工字钢拉网连接。在18工字钢与钢护筒壁焊接16工字钢。另外，在每个悬臂18号工字钢下方增加一道0.8m长45⁰角16号工字钢斜向支撑。由于钢护筒的位置不是很精确，采用单孔板，每个钢护筒上套一块钢筋混凝土预制板。如果采用多孔板，由于钢护筒存在偏差和倾斜，预制板有可能不能完全放到位。混凝土板之间钢筋采用焊接，板块之间混凝土采用现浇。

（2）套箱模板设计

承台套箱模板采用单壁结构， 套箱面板采用δ6mm钢面板，竖肋采用I20a#工字钢，间距均为46cm，直接与面板贴焊，横向加劲梁为双拼22a槽钢。

（3）底模预制施工

整理预制场地，碾压压实，浇筑25cm厚混凝土作为预制块预制的底模，在混凝土底模上按照承台平面图进行1：1放样。板块中的钢护筒预留孔直径比钢护筒直径大10cm。

（4）底模工字钢焊接

先对钢护筒进行平面放样，预制板块底面标高为封底混凝土标高，在每个钢护筒标高0.4m的地方上用红线沿钢护筒画一个圆。然后红线标高处，相近钢护筒之间焊接18号工字钢，形成工字钢网，并且18号工字钢的顶标高控制在0.4m。

（5）底模安装

底模在预制场预制完成后，混凝土强度达到设计强度的90％以后，用吊机起吊出坑，用平板车运输到承台施工现场。每块预制板吊装完成后，立即用钢筋将吊点与钢护筒焊接连接。预制板吊装完成后，对相邻预制板接缝的钢筋进行焊接，并浇筑预留位置混凝土。

3、围堰拆除

3.1拉森钢板桩拆除

先拆除内支撑再拔出钢板桩。拔出钢板桩时注意先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min-2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。

3.2套箱拆除

在砼强度达到设计强度的80%时，拆除围堰。在套箱模板上对应有竖肋的地方对称焊接四个长100cm加劲的20槽钢，用双拼2I22分配梁作为承载梁，利用四台65t千斤顶同时起顶，起顶要同步，最大控制油压为40Mpa，起顶围堰至一定高度使模板与承台之间完全隔离，然后利用承台顶的预埋件焊接的起吊设备，吊起围堰至一定高度，在承台顶面布设分配梁，分配梁采用2[22槽钢，将围堰落于分配梁上，然后拆除连接螺栓，用吊机分片起吊，转运至下一个工作平台拼装使用。

5、结束语

钢板桩是桥梁深基坑施工中常见且十分重要的临时设施,适用于软弱地层深水基坑的施工,其防水性能好,整体刚度性较强,能重复利用。在桥梁深基坑施工中钢板桩支护能达到安全、快速、减少基坑土方开挖量的目的。

参考文献：

[1]深基坑钢板桩支护技术在施工中的应用[J].曹猛.佳木斯职业学院学报.2019(04)

[2]钢板桩支护在市政工程深基坑施工中的应用研究[J].陆泳. 中国标准化.2019(04)