桥梁工程深基坑围护结构施工技术

桥梁工程深基坑围护结构施工技术

李向阳

中铁十五局集团有限公司,710016

【摘要】：地下连续墙作为桥梁工程深基坑围护结构常用类型，具有安全性能佳、刚度大的特点，可以满足深基坑周边复杂环境围护需求。但地下连续墙接头位置抗渗性能较差，且受地质的较大影响。鉴于此，可以采取钻孔灌注桩与地下连续墙相结合的围护结构。文章以一个桥梁工程为例，简单介绍了桥梁工程深基坑钻孔灌注桩与地下连续墙相结合的围护结构施工技术。

【关键词】：桥梁工程；深基坑；围护结构

1、工程概况

1.1一桥梁与既有铁路并行，两者之间距离为14.8m，桥梁线路前进方向紧密毗邻河流。桥梁桥墩为桩基础，承台埋设深度为14.7m。

1.2桥梁所在地区由表层向下层依次为松散到稍密状态褐色杂填土、中密到密实状态圆砾、软塑到硬塑状粉质黏土、密实状态粉细砂、硬塑状黏土、片麻状构造强风化花岗岩，各层厚度在3.4m以上、14.6m以内。同时经勘测得出基坑所在区域地下水位埋深为6.50m~7.25m，主要为第四系孔隙潜水，分布于中砂、细砂层。出于保障承台周边安全需要，拟采取措施进行深基坑围护结构施工。

2、桥梁工程深基坑围护结构施工技术要点

2.1技术准备

2.1.1根据桥梁工程深基坑围护结构施工环境、工期与工序要求，配备所需仪器，包括水准仪、全站仪、钢卷尺、混凝土试模（15cm×15cm×15cm）、旋挖钻机、发电机、冲孔钻机、电焊机、切割机、弯曲机、砼喷射机等。

2.1.2根据桥梁工程深基坑钻孔灌注桩+地下连续墙围护结构施工用材要求，准备C30商品混凝土、HRB400钢筋、工字钢、2000mm×1000mm钢筋网片、中砂、石子、42.5普通硅酸盐水泥等材料[2]。

2.1.3依据建设方提供的现场平面控制点、水准点，结合实地踏勘结果以及工程平面布置图，放样出施工坐标。

2.2钻孔灌注桩施工

2.2.1平整场地

在地下连续墙施工前，人工平整场地，清除积水，畅通材料输送与设备行驶道路，并设置适当的施工用电线路安全维护措施，确保钻孔灌注桩施工过程安全。

2.2.2定位测量

根据前期放出轴线位置，结合设计图纸中钻孔灌注桩布置情况，建立测量控制网，测放钻孔灌注桩位点。控制钻头中心、桩位中心误差小于10mm。

2.2.3下埋钢护筒

根据测量数据，将钻尖准确对应桩位中心，钻机旋挖一定深度（1m~2m），去除旋挖土体，放入直径200mm的外护筒，护筒顶端超出地面30cm，埋设偏差小于50mm，倾斜度小于1%，且周边经黏土分层回填、夯实。

2.2.4旋挖成孔

根据既往围护结构施工经验，借助大扭矩、高转速的旋挖钻机，经连续性筒式取土钻进，实现成孔。

2.2.5安装钢筋笼与导管

钻孔灌注桩钢筋笼为现场制作安装。制作时应利用钢丝刷、砂轮将钢筋表面油污、铁锈、浮皮清除，并利用调直机或冷拉法，对弯曲钢筋调直。根据设计图纸，进行每一根桩钢筋配料，主筋之间经丝套筒连接，连接接头错开。箍筋则依据要求垂直套入主筋，经点焊操作，固定主筋与箍筋，同时经细铁丝紧密绑扎绕筋与主筋。在桩顶位置设置一道加强筋（主筋内侧），并在钢筋地面以上10cm位置设置最下一道加强筋，中间位置从上层到下层每间隔200cm设置一道加强筋。

在钢筋笼安装完毕后，借助汽车吊，经扁担起吊法，对准孔位，将钢筋笼垂直、缓慢、徐徐吊装至桩底。进而利用两道插杠固定。

2.2.6灌注混凝土

在导管居中、稳定安装后，利用混凝土罐车直接浇筑坍落度在18cm~22cm的混凝土。首根混凝土浇筑后，经36h进行相邻混凝土浇筑。或者利用间隔方式，进行施工。

2.3地下连续墙施工

2.3.1导墙制作

依据前期设计地下连续墙施工方案，沿着地下连续墙中心线，以阶梯式布置导墙，并每间隔12m（2个槽段）设置1个高20cm~30cm的台阶。同时根据最小开挖槽段、冲孔入岩要求，将导墙转弯位置向外延伸。

确定导墙位置后，经全站仪复核。确认地下连续墙轴线向桥梁深基坑外侧外放50mm后，经挖掘机开挖导墙，人工清除底层虚土。同放入钢模板支撑系统。支撑稳固后，浇筑C20混凝土并放入插入式振捣器振捣，最终导墙顶超出地面10cm以上，且水平顶面适当位置设置10cm~15cm高台阶。混凝土强度达到设计强度后，沿着导墙纵向加设2道内支撑，内支撑为8cm×8cm方木，相邻内支撑之间距离为100cm。内支撑设置完毕后，经黏性土分层回填导墙底、周边外侧并夯实，避免槽内泥浆渗漏或者导墙沟槽开挖土体失稳。

2.3.2槽段划分

确定单元槽段长度是槽段划分的主要任务。根据场地水文地质情况、接头灌注桩施工工艺要求、单元槽段混凝土浇筑强度与钢筋网起吊能力，确定单元槽段长度为600cm，形式为“L”型，拐角位置向外放出50cm[5]。

2.3.3泥浆制作

根据前期设计方案，借助2台高速回转式搅拌机，先配置CMC（羧甲基纤维素钠）溶液，静置5h，再将水、膨润土按比例加入搅拌筒内，搅拌3min后加入前期配置的羧甲基纤维素钠溶液，最后加入纯碱，均匀搅拌。静置24h至膨润土颗粒充分水化膨胀，泵入循环池待用。根据桥梁深基坑地质条件与围护结构成槽方法，设定泥浆配比与性能指标

2.3.4开挖成槽

依据前期划分槽段，经液压抓斗、冲孔桩机配合开挖成槽。即先使用冲孔桩机垂直冲击端头孔，再经液压抓斗挖掘岩层上部，最后经冲击钻冲击成槽，并借助方锤平整槽壁。开挖后，检查槽壁垂直度应小于0.5%。挖槽期间，经循环池将泥浆注入开挖槽段，确保泥浆液面、导墙面相距20cm，且泥浆液面超出地下水位100cm及以上[6]。在开挖入岩与清槽期间，选择泵吸反循环模式，经循环池将泥浆泵入槽内，促使槽内上部泥浆进入沉淀池，物理沉淀后返回循环池。

2.3.5连接地下连续墙与钻孔灌注桩

在地下连续墙开槽施工至钻孔灌注桩位置时，检查止水钢板内清洁度，开展排砂工作，确保止水钢板内无砂石杂质。确认无误后，根据前期设计方案，沿着围护结构纵向分段连接若干止水钢板单体，连接方式为单面坡口焊接。同时将φ14的HRB400吊筋焊接到止水钢板腹板内侧。根据设计要求检查桥梁深基坑钻孔灌注桩与地下连续墙围护结构的水平度、垂直度，确认无误后，沿水平面连接止水钢板一侧铆钉，并进行地下连续墙、钻孔灌注桩顶部冠梁平整处理。

2.3.6钢筋网吊装

依据前期钢筋加工图纸制作钢筋网。制作完成后，利用50t履带吊车与30t汽车吊配合吊装钢筋网。其中50t履带吊起吊方式为退吊，边退边提拉吊钩[7]。将钢筋网吊入槽后，将槽钢横向穿入钢筋网吊筋，支撑导墙顶面。同时在钢筋网外侧焊接定位垫块。

2.3.7水下砼浇筑

在钢筋网吊装4h内，经爬升式砼灌注机配合直升导管灌注坍落度在180mm~220mm的水下砼。一般初期灌注砼时灌注机料斗内储备砼量应超出1m3，灌注上升速度为2m/h或以上，以便砼隔离栓挤出导管后将导管底部一次性埋入水下砼100cm~400m。整个水下砼灌注过程连续进行，直至达到设计高度。

3、结束语

通过此次桥梁深基坑围护结构的施工，总结了地下连续墙与钻孔灌注桩结合利于提高结构刚度，利于降低围护结构的渗漏风险，是一种安全、高效、先进的施工方法，今后应大力进行推广，促使地下连续墙与钻孔灌注桩结合的围护结构优势充分发挥。经止水钢板连接地下连续墙与钻孔灌注桩，体现了桥梁深基坑围护结构施工的创新原则，有利于更好地提高施工效益，发展空间较大。

【参考文献】

1、王虎标.砂卵石地层基坑围护结构受力测试分析[J].黑龙江交通科技,2020(12)。

2、李有能.组合式支护方案在桥梁深基坑施工中的应用探讨[J].西部交通科技,2019(12)。

3、陈桐民.岩溶地区地铁深基坑围护结构钻孔灌注桩工艺[J].四川建材,2021(05)。

4、李伟.钻孔灌注桩在深基坑围护施工中的应用与实践[J].中国建材科技,2021(04)。

5、马丁.基坑围护结构地下连续墙遇微风化岩施工技术研究及应用[J].安徽建筑,2020(11)。

6、诸颖.锁扣型钢地下连续墙施工技术及其特点分析[J].隧道与轨道交通,2022(01)。

7、刘翔.富水复合地层地下连续墙快速施工技术——以长沙地铁某车站围护结构施工为例[J].工程技术研究,2021(18)。