滬杭高鐵海杭特大橋軟土深基坑開挖施工技術(shù)

1、<p>　　滬杭高鐵海杭特大橋軟土深基坑開挖施工技術(shù)</p><p>　　摘要： 本文針對(duì)滬杭高鐵海杭特大橋京杭二通道連續(xù)梁工程軟土地基深基坑土方開挖的施工難點(diǎn)，詳細(xì)闡述了軟土地區(qū)深基坑開挖施工方法和開挖施工監(jiān)測，確保該工程順利完成土方開挖，為后續(xù)工程的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)，實(shí)踐證明該施工技術(shù)在軟土地區(qū)深基坑開挖是安全、合理、可行的。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 軟土地基；深基

2、坑；開挖；變形監(jiān)測 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1 引言 </b></p><p>　　深基坑開挖一直是建筑施工中的技術(shù)難點(diǎn)、安全重點(diǎn)。在滬杭高鐵異常緊張的工期條件下，不容有半點(diǎn)差錯(cuò)。這就必須制定安全合理的施工技術(shù)方案，嚴(yán)格進(jìn)行施工過程監(jiān)控。 </p>&l

3、t;p><b>　　2 工程概況 </b></p><p>　　滬杭高鐵海杭特大橋京杭二通道連續(xù)梁（48+80+48m）中心里程為DK140+060.825，主跨橋墩為232#墩和233#墩，兩主墩處地勢平坦，經(jīng)現(xiàn)場測量地面標(biāo)高為4.81m，兩個(gè)主墩下節(jié)承臺(tái)的尺寸均為14.3×14.3×3.5m,設(shè)計(jì)承臺(tái)底面高程為-5.69m，承臺(tái)的開挖深度達(dá)10.5m。 <

4、/p><p>　　3 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況 </p><p>　　本工程所處土層為淤泥質(zhì)土，呈流塑狀，具有自穩(wěn)性差，承載力低等特點(diǎn)；地下水位高，靜止水位埋深一般在1.0m左右。 </p><p>　　4 深基坑支護(hù)施工方案 </p><p><b>　　4.1原設(shè)計(jì)情況 </b></p><p>　

5、　原設(shè)計(jì)對(duì)該承臺(tái)基礎(chǔ)采用鋼板樁圍堰施工方法施工。經(jīng)現(xiàn)場踏勘：該基礎(chǔ)開挖深度大、地質(zhì)條件差、地下水位高、坑邊有河道通過，周圍建筑物密集，施工風(fēng)險(xiǎn)大。經(jīng)檢算鋼板樁圍堰施工方法不能滿足基坑底部抗隆起、基底抗管涌安全性及基坑整體抗浮穩(wěn)定性。 </p><p>　　4.2施工技術(shù)難點(diǎn) </p><p>　?、攀┕?biāo)準(zhǔn)高、工期緊、任務(wù)重、質(zhì)量要求高、基礎(chǔ)施工風(fēng)險(xiǎn)大。 </p><p

6、>　　⑵軟土地基土質(zhì)較差，含水量較高，而且淤泥層分布較廣、厚度較深，軟土地區(qū)的基坑開挖工程施工條件相對(duì)較差，在基坑開挖過程中，軟土地基的土體很容易產(chǎn)生坍塌或基底隆起，引起工程事故。 </p><p>　?、擒浲恋貐^(qū)的基坑占地面積大，深度深，土方施工周期長?；娱_挖后支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍的土壓力及水壓力極易失去平衡，周圍墻體產(chǎn)生向坑內(nèi)的變形位移，很容易引起基坑外側(cè)土體的沉降變形以及周圍構(gòu)筑物的破壞等質(zhì)量安全事故。 &

7、lt;/p><p>　?、壬罨颖O(jiān)測是一種能夠直觀反映基坑及其周邊變形位移等情況的監(jiān)測方法，是信息化、安全化施工的一種常用方法，監(jiān)測控制在確保深基坑開挖質(zhì)量及施工安全方面具有十分重要的作用，但是由于軟土地區(qū)土質(zhì)的復(fù)雜性對(duì)深基坑監(jiān)測帶來很大的技術(shù)困難。 </p><p>　　4.3施工方案比選 </p><p>　　經(jīng)過對(duì)地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、SMW工法樁及鋼板樁等圍護(hù)

8、結(jié)構(gòu)進(jìn)行比選，從施工準(zhǔn)度、施工進(jìn)度、設(shè)備進(jìn)場、材料租用、工程造價(jià)等方面綜合論證后，確定選用鉆孔灌注樁加旋噴止水樁作為承臺(tái)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。樁徑選用Φ1.0m，樁身砼C25，內(nèi)支撐采用鋼圍檁，Φ609mm鋼管支撐。樁布置按凈距10cm考慮，以防擴(kuò)孔引起相鄰樁無法鉆進(jìn)（用回旋鉆）。鋼管支撐布置3道。詳見下圖。 </p><p><b>　　5 施工方法 </b></p><p&

9、gt;<b>　　5.1施工準(zhǔn)備 </b></p><p>　?、徘宄臃秶鷥?nèi)障礙物，修好施工現(xiàn)場范圍內(nèi)運(yùn)輸通道。 </p><p>　?、茰?zhǔn)備好地面排水及基坑內(nèi)抽排水系統(tǒng)。 </p><p>　?、亲骱酶鞣N不同類型的監(jiān)測點(diǎn)布置并測得各測點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)。 </p><p>　?、劝丛O(shè)計(jì)要求加工、購置（租賃等）鋼圍檁、鋼支

10、撐，備足鋼支撐，備好出土、運(yùn)輸和棄土等設(shè)備，確保連續(xù)開挖。 </p><p><b>　　5.2基坑開挖 </b></p><p>　　當(dāng)鉆孔灌注樁及旋噴樁施工完成，且強(qiáng)度達(dá)到要求后進(jìn)行基坑開挖施工。本開挖主要以機(jī)械化作業(yè)為主，水平分層開挖，邊開挖邊進(jìn)行內(nèi)支撐施工。開挖過程中，嚴(yán)格控制開挖土體層高差不大于2.0m，保證土體穩(wěn)定。 </p><p&g

11、t;　?、磐练介_挖采用挖掘機(jī)開挖，自卸汽車運(yùn)輸棄渣，基坑深度4m以內(nèi)用普通挖掘機(jī)開挖，4m以下用長臂挖掘機(jī)開挖，坑內(nèi)用0.3m3小挖掘機(jī)轉(zhuǎn)挖,如土體承載小, 小挖掘機(jī)不能正常工作時(shí),采用鋪設(shè)路基板的措施?；滓陨?.3m范圍內(nèi)土方由人工配合小挖掘機(jī)開挖。 </p><p>　?、苹娱_挖分層進(jìn)行，在各道支撐的土層開挖過程中，小段土方（每個(gè)角2根支撐部位）要求在8～10小時(shí)內(nèi)挖完，隨即在8小時(shí)內(nèi)安裝好該段鋼支撐施加

12、預(yù)應(yīng)力，并應(yīng)考慮復(fù)加預(yù)應(yīng)力措施；開挖時(shí)要特別注意土坡的穩(wěn)定，每次土方開挖嚴(yán)格控制開挖深度，禁止超挖土體。 </p><p>　?、情_挖后及時(shí)進(jìn)行鋼管內(nèi)支撐施工。 </p><p>　　⑷開挖當(dāng)中要注意及時(shí)進(jìn)行基坑排水，基坑四周設(shè)截流溝和排水溝，滲水及雨水及時(shí)泵抽排走。 </p><p>　?、砷_挖過程中，對(duì)基坑及周圍環(huán)境（房屋）進(jìn)行監(jiān)測，反饋信息指導(dǎo)施工。 <

13、/p><p><b>　　5.3鋼支撐安裝 </b></p><p>　　采用φ609壁厚16mm鋼管支撐，并設(shè)置鋼圍檁，鋼圍檁用700×300H型鋼雙拼加工，基坑拐角處第一道支撐采用300mm厚混凝土角撐，內(nèi)配置雙層雙向Φ18@200鋼筋。鋼管支撐及鋼圍檁采用1臺(tái)35t吊車起吊安裝。 </p><p>　　5.3.1圍檁安裝 </

14、p><p>　　圍檁安設(shè)根據(jù)開挖深度及時(shí)進(jìn)行。當(dāng)土方開挖至圍檁設(shè)計(jì)標(biāo)高下0.5m時(shí)，準(zhǔn)確測量支撐中心定位標(biāo)高，鑿出圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁上的主筋并焊接三角托架或用膨脹螺栓錨設(shè)三角托架，根據(jù)圍檁底面標(biāo)高定位三角托架頂面標(biāo)高，三角托架頂面標(biāo)高定位精度滿足規(guī)范要求。其后進(jìn)行圍檁分節(jié)段安設(shè)及焊接連接。 </p><p>　　圍檁安裝采用吊車進(jìn)行，安裝時(shí)從鋼支撐中間下放圍檁到安裝位置后，平轉(zhuǎn)就位固定于三角支架上，并

15、與樁內(nèi)鋼筋焊接固定。三角支架用L75×5角鋼加工，用膨脹螺栓固定于圍護(hù)樁內(nèi)。 </p><p>　　5.3.2鋼支撐安裝 </p><p>　　圍檁安設(shè)完成后，在圍檁上放出支撐中心位置，進(jìn)行斜支撐水平牛腿焊接，并進(jìn)行支撐架設(shè)。采用人工配合吊車進(jìn)行鋼支撐起吊安裝就位，支撐就位后利用千斤頂進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加設(shè)，鋼支撐預(yù)應(yīng)力加設(shè)值為設(shè)計(jì)軸力的50～70%，施工中采用2臺(tái)100t千斤頂，通過壓

16、力表讀取預(yù)應(yīng)力值，當(dāng)壓力讀數(shù)與需要加設(shè)的預(yù)應(yīng)力值相符時(shí)，穩(wěn)定千斤頂，在活動(dòng)端打設(shè)鋼楔限位，完成支撐預(yù)應(yīng)力加設(shè)。 </p><p>　　斜支撐架設(shè)安裝時(shí)，保證在鋼圍檁上焊接的水平牛腿三角支承鋼板強(qiáng)度可靠、端面與斜支撐軸線垂直，并在斜支撐端頭設(shè)可靠防滑措施。 </p><p><b>　　6 監(jiān)控量測 </b></p><p>　　6.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)水

17、平位移監(jiān)測（測斜） </p><p>　　測斜是本工程的一項(xiàng)主要量測項(xiàng)目，也是最能夠直接反映圍護(hù)安全狀況的量測項(xiàng)目。用測斜儀由下至上測量預(yù)先埋設(shè)在樁內(nèi)測斜管的變形情況，以了解基坑開挖施工過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)在深度方向上的水平位移情況，用以了解、推算圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形。 </p><p>　　6.2支撐軸力監(jiān)測 </p><p>　　支撐軸力測試是本基坑監(jiān)測的重要測試項(xiàng)目，支撐體

18、系是否安全，直接關(guān)系著基坑坑施工的成敗。鋼支撐采用支撐軸力計(jì)來監(jiān)測支撐軸力的變化，軸力計(jì)安裝在鋼支撐端板與圍檁上焊接的水平牛腿之間，有專用的支持器以保證加裝了軸力計(jì)的鋼支撐（管）的正常工作，起到應(yīng)有的支撐作用。 </p><p>　　6.3坑外地下水位監(jiān)測 </p><p>　　地下水位監(jiān)測井每個(gè)基坑布置2口，用水位計(jì)測試基坑外的水位變化，掌握坑外地下水沉降情況。 </p>

19、<p>　　6.4基坑周圍地表沉降監(jiān)測 </p><p>　　在基坑每邊布置了基坑周圍地表沉降測線，每條測線布3-4個(gè)測點(diǎn)，間距按3-4m布點(diǎn)，可密切監(jiān)控基坑開挖引起周圍地表的沉降隨距離的變化規(guī)律。利用水準(zhǔn)儀觀測測點(diǎn)高程變化情況。 </p><p>　　6.5周圍建筑物沉降監(jiān)測 </p><p>　　用高程觀測的方法來測量被保護(hù)建筑物的沉降，從而了解其是否

20、發(fā)生會(huì)引起傾斜或開裂的不均勻沉降。 </p><p><b>　　6.6警戒值 </b></p><p>　　警戒值的確定是監(jiān)測工作中的非常重要的工作內(nèi)容。警戒值的確定應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況，在充分分析基坑受力、變形狀況的基礎(chǔ)上提出，只有這樣才可以起到真正的指導(dǎo)作用。 </p><p>　　⑴支撐軸力為設(shè)計(jì)值的85％。 </p>&

21、lt;p>　?、茋o(hù)結(jié)構(gòu)水平變形量為3.5cm，變化速率為2mm/d。 </p><p>　　⑶圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大沉降量為30mm，地表最大沉降量為35mm，變化速率為2mm/d。 </p><p>　?、然油馑幌陆盗繛?m，下降速率為0.5m/d（結(jié)合本地區(qū)房屋基礎(chǔ)深度考慮）。 </p><p>　　⑸建筑物差異沉降值δ/L為1/300（δ為差異沉降值，L為建

22、筑物長度）。 </p><p><b>　　7 結(jié)束語 </b></p><p>　　由于軟土地區(qū)土質(zhì)復(fù)雜，以及深基坑施工過程中影響施工安全和質(zhì)量的因素眾多，涉及到土力學(xué)中的強(qiáng)度、變形、穩(wěn)定等問題，由于基坑土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用、施工場地交通、水位等因素的影響，導(dǎo)致施工進(jìn)程受到制約。因此，努力探索軟土地區(qū)的深基坑開挖施工新技術(shù)，按照合理的施工技術(shù)指導(dǎo)，對(duì)于軟土地區(qū)深基

23、坑施工技術(shù)具有重要的意義。 </p><p>　　針對(duì)滬杭高鐵海杭特大橋京杭二通道連續(xù)梁深基坑施工具體情況，提出了用鉆孔灌注樁加旋噴止水樁作為承臺(tái)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開挖方式，然后進(jìn)行圍檁分節(jié)段安設(shè)及焊接連接。加強(qiáng)施工過程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理，確保了軟土地區(qū)深基坑施工的順利進(jìn)行以及建筑物基礎(chǔ)的安全，實(shí)踐證明該施工技術(shù)在滬杭高鐵海杭特大橋軟土深基坑開挖是安全、合理、可行的。 </p><p><

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