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摘要：随着城市建设的快速发展，基坑支护技术已成为地基基础施工领域的一个难点、热点，由于我国经济发展水平的特定国情，基础基坑支护结构一般是本着安全经济的原则，保证施工周围建筑物及市政设施施工安全的前提下尽量合理节省工程投资。
关键词：深基坑；锁口钢管桩；支护应用
引言
桥位所处场地为黄河冲积平原地貌。上部为近代粉土，中部为全新粉质黏土，下部为晚期更新粉土、粉细砂和粉质黏土。南北运河整治改造设计河槽上口约124m，设计水面宽度100m。由于规划河槽要下挖，且规划河槽高于承台底部6～12m，设计为深埋承台，最大基坑深度达到14m。从地质资料分析，桥梁承台均处于流塑状淤泥层上，为了保证开挖基坑安全和承台的施工质量，初拟采用钢板桩或钢管桩形式围堰施工。
1锁口钢管桩的原理
首先在修建的基础周围打设锁口钢管桩形成围堰，用砂浆或泥土将锁口处封闭，然后进行堰内降水挖土，至设计深度后灌注水下混凝土封底，待水下混凝土达到要求强度将围堰内水抽干，施工承台和墩身混凝土。工后向围堰内抽水回灌，用水下切割将承台以上钢管桩切除或用机械直接拔出。国内锁口钢管桩打入多采用搭设打桩平台或打桩船，再用震动打桩锤或柴油打桩锤击沉打入。锁口钢管桩具有刚度大、承载力高，可锁口止水，安全可靠，施工简单，是一种较好的基坑围堰支护施工方法。
2锁口钢管桩在桥梁深基坑中的应用
2.1锁口管桩打设
钻孔桩施工完毕后，首先用全站仪精确定位承台中心线，同时测出承台的边缘线，平行于承台的边缘线向外1.5m定出钢管桩插大中心线（在确定钢管桩插打位置时应充分考虑施工偏差及下步施工空间的需要）。用钢尺和石灰线在地面弹放出边线和支护桩的角点。按照测量放样的桩位线，用50T履带吊配合DZ90振动锤依次进行打设。打设过程中要控制好每排桩的垂直度，便于打设支撑系统的工字钢围檩，钢管桩垂直度控制在1%以内，保证基坑开挖后的施工面。
2.2土方开挖
锁口钢管桩打设完毕后，分次对基坑进行开挖。首先采用挖掘机将基坑内土体挖至第一道支撑之下1m范围内，待第一道支撑加固完毕后，采用长臂挖掘机继续向下开挖至第二道支撑下1m范围内，然后加固第二道支撑，直至最后一道支撑加固完毕且开挖至承台底面。如要进行混凝土封底则需要进行适度超挖。应注意，如基坑周围土压过大，则必须用挖掘机将四周土体挖出卸载，且基坑内取出的土方应及时外运，不得堆积在基坑四周，以防止围堰发生倾覆。
2.3锁口钢管桩设计
1）钢管桩截面的选择：钢管桩为围堰受力的主要部件。初拟钢管截面尺寸必须符合《钢结构设计规范》的规定：钢管桩的径厚比要求钢材的屈服强度。在保证钢管总体稳定的前提下，应能打穿密集弧面、片石和孤石，保证足够的埋设深度。同时还要保证钢管桩的钢管臂厚足以保证能够承受围堰内支撑的重力及做脚手架时的荷载。2）钢管桩支点处理：因钢管桩由震动锤打入地下后钢管桩内土体密实，故围堰内水平支撑对钢管接触点产生的变形可忽略不计。3）封底混凝土厚度：低强度混凝土在抗静水压力和承托新鲜混凝土的重力时增加厚度，则相应增加基底开挖量。若提高混凝土标号，则厚度减小且开挖量减少。所以应尽量提高混凝土标号，减小混凝土厚度。
在提高混凝土标号的同时增加钢管桩的埋深或增加横向支撑数量。4）围堰内支撑的主要作用是支撑围堰外侧力压力。在设计时应注意围堰内混凝土封底之前，作用在围堰外侧的土体压力和机械扰动影响。内支撑兼作脚手架，承受竖向荷载。5）锁口设计：为保证锁口能止水且各钢管桩之间连接牢固，要保证锁口有足够的强度不开裂，同时保证各锁口便于嵌合。
2.4锁口钢管桩施工
1）锁口钢管桩加工。平整场地，制作钢管桩焊接加工台座，首先将钢管桩对焊接长至设计长度，然后将阴阳锁口钢管与主管定位焊接，再焊接加劲肋和限位肋，阴阳锁口要位于主管截面的同一轴线上（角桩为两垂直轴线），焊缝饱满、咬合连续、不漏水。主钢管的上下两端焊接高250mm的加劲钢抱箍，确保钢管在插打和拔出时不损坏，提高钢管桩的周转利用率。2）导向围檩。基础钻孔桩施工完成后，拆除钢平台，安装锁口钢管桩施工导向围檩，为确保锁口钢管桩打入的垂直度，采用两层导向围檩，将锁口钢管桩的第一道围檩作为一层导向围檩，再在钻孔桩钢护筒顶端临时设置一层导向围檩。利用钻孔桩钢护筒焊接简易牛腿，第一道围檩按设计标高安装。3）锁口钢管桩插打。采用1台50t履带吊配合1台DZJ-120振动锤沉管，首先插打首根定位桩，定位桩一般选择上游一侧紧邻角桩的第一根桩，插入时严格控制锁口钢管桩的平面位置，从两个相互垂直方向观测钢管桩的垂直度，确保首根桩的垂直度≤1/200。定位桩插打至设计标高后，沿着导向围檩按一个方向依次插打锁口钢管桩。钢管桩插打前，需清理C型锁口内侧和O型锁口外侧的杂物，涂抹专用胶泥，以利于止水。钢管桩插打时，依次将一根钢管桩的O型锁口插入另一根钢管桩的C型锁口内。打设过程中每隔一定数量的钢管桩需从两个方向校核钢管桩的垂直度，超出允许范围要进行适当调整。4）围堰合拢，支撑安装。围堰选择在角桩处合拢，通过现场实际量测合拢距离，如需要可采用异形锁口钢管桩合拢，异形锁口钢管桩通过改变主管直径以及角桩上C型和O型锁口与主管中心连线之间夹角，实现围堰快速精准合拢。围堰合拢后，结合基坑开挖按顺序开挖安装1～4道支撑，通过在围堰上焊接牛腿将围檩与围堰连结，每下挖一道支撑范围的土方安装一道围檩和支撑，再下挖和安装下道围檩支撑，严禁超挖。
2.5支撑系统拆除
承台墩身施工完毕，待混凝土强度达到设计强度后，便可对支撑进行拆除。先对基坑进行回填，回填至支撑位置时，拆除回填面上部支撑。不得提前拆除上部支撑，以防围堰倾覆。拆除最后一道支撑后，便可进行钢管桩拔除。3锁口钢管桩施工中的几个注意点1）深基坑围堰支护必须经过检算，并由检算结果合理布置支撑体系的位置，确保支撑体系的稳定性。2）对工点工程地质情况要高度重视，加强对土层及其物理力学性质的研究，特别是基坑开挖过程中，对地下水丰富的地区，做好降水处理措施。3）加强施工过程控制，对深基坑围堰加强变形监测，发现问题及时处理，将安全质量事故消除在萌芽状态。4）合理安排施工机械及劳动力。基坑开挖到位后，要迅速组织基础瓦工施工，避免基坑长时间暴露，以防止意外事故发生。
结语
通过本次对深基坑支护方式的比选及锁口钢管桩设计、施工，圆满完成了下部基础的施工，即保证了施工中的安全，又节约了工期及资金，很好地完成了既定施工任务。为同类工程提供了有益参考。锁口钢管桩施工中要注意以下几个要点：①深基坑围堰支护要经过技术人员细心检算，并由检算结果合理布置支撑体系的位置，确保支撑体系的稳定性；②对工点工程地质情况要高度重视，加强对土层及其物理力学性质的研究。特别是基坑开挖过程中，对地下水丰富的地区，做好降水处理措施。③加强施工过程控制，对深基坑围堰加强变形监测，发现问题及时处理，将安全质量事故消除在萌芽状态；④合理安排施工机械及劳动力。基坑开挖到位后，要迅速组织基础圬工施工，避免基坑长时间暴露，防止意外事故发生。
参考文献：
[1]CJJ2—2008城市桥梁工程施工与质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.