桥梁工程深基坑围护结构施工技术

发表时间:2020/9/4   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:张坤
[导读] 摘要:深基坑围护结构施工是桥梁工程的核心工序环节,也是保障深基坑施工安全与桥梁结构质量的重要技术手段。
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        摘要:深基坑围护结构施工是桥梁工程的核心工序环节,也是保障深基坑施工安全与桥梁结构质量的重要技术手段。随着深基坑围护结构施工技术体系与应用模式逐渐成熟,工程质量有了大幅度提升。但在部分桥梁工程中,深基坑围护结构质量还需要不断的完善,深基坑围护结构的作用没有得到全面发挥。因此,本文对桥梁工程深基坑围护结构施工技术的主要特点、结构形式选择与关键技术进行简要分析,以供参考。
        关键词:桥梁工程;深基坑;围护结构;施工技术
        一、桥梁工程深基坑围护结构施工技术特点
        1.区域性
        不同桥梁工程深基坑现场环境、地质地貌结构与土体性质都存在一定差异,对围护结构的性能质量要求不一。因此,在桥梁工程深基坑施工阶段中,企业应结合实际情况,针对性制定基坑围护结构施工方案,才能为施工安全提供必要保障,这也是技术区域性特点的主要体现。
        2.综合性
        桥梁工程深基坑施工涉及到诸多专业领域及学科。在围护结构选择、施工方案制定环节,技术人员应综合考虑到桥梁结构、地质地貌结构、土力学、基坑开挖深度等诸多因素,对技术标准进行适当调整。
        3.系统性
        深基坑围护结构是一项系统性支护体系,不但由诸多工序环节、分支技术加以组成。同时,围护结构还将受到环境、人为等因素影响。例如,在深基坑施工区域地下水位大幅上升时,将对深基坑周边地基造成影响,出现一定程度的变形情况。在问题严重时,对深基坑围护结构造成破坏影响。简单来讲,当出现各类突发问题、或是施工不当时,将导致围护结构出现一系列连锁反应。
        4.时空效应性
        一些桥梁工程中,为控制施工成本,普遍选择修建临时性基坑围护结构,由于基坑土质具有蠕变性特征,时常出现蠕变现象,进而导致深基坑围护结构的强度有所降低、支护体系稳定性能变差。随着时间的不断推移,围护结构强度持续降低。在低于一定标准后,有可能出现围护结构坍塌、倾斜等安全事故。因此,应合理设置围护结构的强度系数与使用寿命,并在限定时间范围内完成深基坑施工。
        二、桥梁工程深基坑围护结构形式的选择
        不同桥梁工程的深基坑施工现场环境、水文地质条件都有所不同,对深基坑围护结构的性能、形式要求存在一定差异。因此,技术人员应结合实际施工情况,遵循因地制宜原则,选择恰当的围护结构形式,如工字钢桩、钻孔灌注桩或是钢板桩等。当基坑深度小于一定数值时,企业可选择采取地下连续墙的围护结构形式,这类结构的受力性能相对较好、适用范围广。而在桥梁工程基坑深度超过10m、且土层含水率较小时,可选择采用悬臂式排桩结构。当工程基坑深度小于18m时,可选择构建喷锚围护结构。
        三、桥梁工程深基坑围护结构的关键施工技术
        1.成槽施工
        在成槽施工环节,技术人员应结合深基坑不同槽段的规格参数、连续墙结构高程、周边基岩层风化情况,合理设置槽段岩层嵌入深度。例如,在基岩层为强风化层时,将槽段嵌岩深度控制在6m左右。当基岩层为弱风化层时,将嵌岩深度控制在3m左右。而在基岩层为风化程度较为轻微时,将嵌岩深度控制在1m左右即可。同时,当桥梁工程深基坑地质条件较为特殊时,技术人员应对以上槽段嵌岩深度标准加以调整。例如,在某桥梁工程中,微风化岩面相对较高,最终选择将该区域槽段嵌岩深度调整至2.6m;成槽施工环节的具体工艺流程为,施工人员开挖槽段至指定深度、清理槽段与孔内残留的泥渣积水、依次在槽段内放置接头管以及钢筋笼、浇筑适量的混凝土浆体、缓慢拔出接头管。


        2.支撑体系施工
        在支撑体系施工环节,技术人员应全面掌握桥梁工程深基坑施工现场的地质条件,现场开展压载试验、观察地层沉降值,合理选择支撑体系。例如,在某桥梁工程中,深基坑施工区域中分布有淤泥质土层,这类土层的承载性能较差,在后续施工阶段中将出现下沉现象,进而对支撑体系造成一定程度的负面影响,存在安全隐患。因此,企业选择对淤泥质土层开展加载试验,针对性制定土层处理方案,组合使用砂袋与土工布竹栅板的软土地基处理方式。经过加固处理,地基淤泥质土层沉降量为2cm,承载性能得到大幅提高、满足深基坑围护结构施工要求。最终,选择设置12处水平支撑节点,并在各节点内设置适当数量与型号的钢管混凝土立柱。此外,技术人员应确保桥梁工程深基坑围护支撑体系与基坑土方开挖标准保持高度匹配状态。
        3.土方开挖
        在土方开挖环节中,在施工条件允许前提下,优先采取分层开挖方式,严格遵循“分层、限时、对称平衡”的施工原则。例如,在某桥梁工程深基坑土方开挖环节,土方开挖量在16万m3左右,技术人员选择将基坑土方分为15层,并划分出若干开挖区域,对称开展基坑土方开挖作业;将深基坑土方开挖时间控制在合理范围内,预防各类施工安全事故的出现;将各土方层的中心区域作为开挖起始点,以此向两侧区域延伸、对称开挖。同时,在土方开挖面中心区域搭建临时性水平支撑结构;在土方层两端区域开挖完毕,应及时搭建水平支撑梁。随后,即可开展后续土方开挖作业,重复上述步骤;当施工人员开挖至深基坑斜撑部位土方后,应优先对连续墙上方区域土方进行开挖;优先采取一次到底的基坑土方开挖方式;当开挖至深基坑底部标高、或是钢管支撑桩与降水管径等设施时,提前由机械开挖模式切换至人工开挖模式,避免出现土方超挖、欠挖问题,或是对设施造成破坏影响;在指定位置修建排水坡等排水设施,并在必要情况下开展抽水作业,确保深基坑土方开挖面保持干燥状态;提前对所配置机械设备开展维护保养、故常排查工作,确保设备运行工况符合施工要求,不会频繁出现各类运行故障。在深基坑土方开挖完毕后,对设备开展全面性检修工作。
        4.混凝土施工
        在混凝土施工环节,管理人员提前对所制备混凝土材料质量进行检测,如若混凝土材料质量不达标,则重新配制混凝土。而在混凝土坍塌度与施工要求不符、或是出现离析现象时,则重复开展混凝土搅拌作业。在某桥梁工程中,要求将混凝土材料坍塌度控制在20cm左右、强度标准应超过C40、终凝时间在18h以上;结合实际情况,合理选择混凝土浇筑方式。例如,可选择运用导管法,配置适当型号的混凝土导管、提升机等工具设备。施工人员缓慢将导管吊入至槽段内,并在在端部区域放置方形漏斗。同时,将导管与插筋、预埋件保持安全间隔距离。
        5.压顶连梁施工
        在压顶连梁施工环节,施工人员提前对导墙槽进行清理,清除槽内积水、泥渣,以及槽体表面结构上残留的混凝土浮浆。随后,依次开展钢筋绑扎、模板支设以及混凝土浇筑作业;分段开展导墙凿除作业,将地下连续墙的墙顶钢筋插入值控制在75cm以上;使用强度等级为C40的混凝土材料开展连续墙压顶连梁作业;严格控制混凝土用量及浇筑速度;施工人员使用振捣棒开展混凝土振捣作业;确保帽梁表面结构的光滑度以及平整度符合施工要求。
        结语:
        综上所述,在桥梁工程深基坑施工阶段中,施工技术人员必须掌握深基坑围护结构施工技术的各项操作要点,结合工程情况合理选择围护结构形式,针对各项关键施工工序要进行严格的质量控制。同时,对深基坑维护结构施工技术体系进行完善补充,标注不同施工条件下的技术标准,进一步提高桥梁工程的施工水平。
        参考文献:
        [1]王丹.桥梁施工中深基坑围护结构施工技术研究[J].黑龙江交通科技,2018,41(09).
        [2]王华英,余志鹏.桥梁施工中深基坑围护结构施工技术[J].交通世界,2017(35).
        [3]夏建勋.深基坑围护结构施工技术在桥梁工程中的应用[J].住宅与房地产,2017(29).
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