桥梁基坑施工技术要点控制分析研究.docx

桥梁基坑施工技术要点控制分析研究 摘要：随着经济社会的快速发展，我国的公路和铁路工程越来越多地出现在中西部山区地区，桥梁作为一种跨越沟壑的结构形式，正在发挥着越来越大的作用，而桥梁基坑施工又在桥梁工程中扮演着举足轻重的角色。本文将综合从基坑勘察、设计、降水、开挖、支护、等方面，总结分析桥梁基坑施工过程中的技术要点和现有的诸多限制因素，从而为桥梁的建设和人们的安全出行保驾护航。 下载 关键词：基坑降水 技术要点 基坑支护 桥梁基坑施工 一、前言 桥梁基坑工程是为保证桥梁基础的安全和稳定而服务的，同传统基坑工程样，它包括基坑工程地质勘察、基坑降水、土方开挖和回填、基坑支护以及监测等，是一项具有很强综合性的系统工程。可以这样说，桥梁基础施工是整个桥梁工程施工的基础，而桥梁基坑工程施工又是基础的基础，它不仅要用到土力学中典型的强度、稳定与变形理论，还要考虑土与支护结构的相互作用问题。 随着理论的发展和施工技术的不断进步，桥梁的架设高度越来越高，跨度越来越大，这就要求桥梁的基础形式作相应地调整，桥梁基坑的开挖也具有深度越来越深、面积越来越大的趋势，基坑周围的工程地质条件也变得越来越复杂，支护结构的设计和施工也将面临更大的挑战。所以，应该将桥梁基坑施工作为一个独立的范畴，引起广泛的重视，通过大量的工程实践来总结其技术要点，经验与技术相结合，只有这样，才能真正地保证桥梁基坑施工的安全和合理。 二、施工特殊性 桥梁基坑工程是桥梁工程的一个重要组成部分，关系到桥梁投入使用后的安全可靠程度。而桥梁基坑工程由于其服务对象的特殊性，又具有一些新的施工特点，根据现有桥梁基坑工程的施工经验，得出其主要有以下几个特性。 （一）短暂性。桥梁基坑施工具有短暂性的特点，对于整个桥梁工程来说，基坑工程不过是为了保证后续施工的安全可靠，它只是作为临时性的工程结构而存在，但是基坑工程的安全却极为重要，因为它关系到桥梁基础的稳定性，因此，在基坑施工过程中必须做好相应的进度和安全控制，定时监测基坑变形，保证施工质量。 （二）区域性。桥梁基坑工程应用地区广泛，工程地质条件多变，不同地区往往表现出不同的施工特点，具有明显的地域性差异。如：在软粘土、黄土地区进行基坑施工，基坑的降水、支护等方案一定有自身的特点；根据基坑周围的场地限制，包括是否有建筑物、地下管线等，又要选择不同的施工方案，因此，桥梁基坑施工要因时因地制宜，从而保证施工的有效性和合理性。 （三）专业性。现今，桥梁基坑工程施工都需要完成多个方面的工作，各个施工过程之间环环相扣，这对基坑施工人员提出了较高的要求，他们必须具备较强的专业知识，掌握相应的施工技能，只有这样，才能在施工中做到游刃有余，保证各个施工工序的安全有序地开展，因此，施工单位对员工的专业培训就显得尤为重要，岩土工程知识、地下结构工程知识、土力学理论等相关知识都是需要掌握的。 三、施工技术要点 （一）施工前期准备 桥梁基坑施工的前期准备主要是指对场地进行工程地质勘察，查明场地的工程地质条件，包括场地的地形地貌、地质结构或地质构造、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质等，确定岩土体的物理力学参数，并出具勘察报告，为下一阶段的基坑降水、支护等设计等提供有力的支撑。 岩土勘察、周边环境勘察、水文条件勘察等都是包括在桥梁基坑工程地质勘察之内。根据地基土条件和工程要求确定勘察范围，一般是依据开挖深度和面积，合理地扩大一定的范围，如：可在基坑开挖面积的基础上再向外扩展1.5倍开挖深度作为勘察范围，勘察深度必须大于开挖深度，每隔1530m布设一个勘探孔。 岩土勘察包括以下几方面的内容：地基土的类型、性质；不良地质现象；场地内水层分布；土体参数，例如：重度、内聚力等。 桥梁基坑勘察中尤其要注意的是水文地质勘察，就是要查明地下水的分布和形成规律、地下水水位情况、含水层和隔水层埋藏情况、地下水的物理性质和化学成分等，地下水与岩土相互作用，是不可分割的关系。 最后是基坑周边环境勘察，应该查明以下几个方面：基坑影响范围内建筑物类型、层数、基础类型、埋深、荷载大小等；四周道路和车辆：基坑周边的排水情况。 （二）基坑降水技术 为了保证施工正常进行，防止土壁坍塌和地基承载力下降，桥梁基坑工程一般需进行降水设计。降水方法般分为集水明排和井点降水两种，需要根据场地的条件，选择其中 种或两种方法结合使用。 集水明排中排水沟和集水井的布置一般宜按照下列规定：排水沟边缘距离基坑坡脚不应该小于0.3m；设置集水井、排水沟等，距桥梁基础边缘净距需大于0.4m；一般在基坑的四角或每间隔3040m要设一个集水井；在挖土面下0.30.4m设置排水沟；沟底面下0.5m以上设置集水井。有时基坑侧壁会出现分层渗水的情况，此时，可按照不同高程设置导水沟、导水管等构成明排系统；当基坑侧壁渗水量很大或不能分层明排时，可采用导水降水的方法。基坑降水也要重视环境排水，当地表水对基坑侧壁产生冲刷时，可在基坑外采取截水、导流、封堵等措施。 井点降水具有多种类型，有单级轻型井点、多级轻型井点、喷射井点、深井井点、电井井点和管井井点等，其中应用最多的是轻型井点降水。轻型井点降水就是在基坑周围布设井管和集水总管，其中井管中又设置滤管，在离心泵和真空泵的作用下，地下水被抽出，从而做到降低地下水位。轻型井点设备主要包括：井管、集水总管、水泵和动力装置等。 桥梁基坑的降水需要按照相关规范来进行计算设计，一般轻型井点的计算要遵循以下的步骤： （1）计算涌水量； （2）计算井点数量和井距； （3）校核水位降低数值； （4）选择水泵规格等。 最后，基坑降水效果应达到以下要求：基坑开挖及地下结构施工期间，地下水位保持在基底以下0.5l.Om；降水不能引起严重的地面沉降；保证基坑边坡的稳定。 （三）基坑支护技术 桥梁基坑土坡的支护结构，需要根据场地的空间状况、土体的物理力学性质、水文条件、和施工条件等情况，进行综合考虑。若基坑规模较小，则开挖时间较短，基坑土壁般能保持稳定状态，可进行直立或近直立开挖；当基坑开挖深度较大，或者坑壁土体力学性质较差时，需要采用基坑支护。 一般的支护手段：放坡；地下连续墙；水泥土墙；喷锚和土钉墙支护；排桩（护坡桩）支护；板桩支护；支撑技术，常见的支撑方式包括：单跨压杆式、双向多跨压杆式、水平框架式、平面斜角撑等，施工单位应根据勘察资料，综合分析后决定采取哪种基坑支护技术。 例如，苏州市冬青路一桥梁基坑的施工，根据该基坑场地的工程地质条件，确定这是一个工程等级为“三级”的基坑，选定本场地基坑围护采用挂网喷浆的支护形式。在基坑南侧、北侧、东侧采用放坡喷面支护，上部3.Om放坡比例选择1：1.5，-O.10标高设平台宽l.Om，下部2.88m决定1：1放坡，坡面挂设钢筋网，喷设混凝土保护层厚80mm；基坑西侧有厂房，桥梁基础距和厂房只有几米距离，支护形式也作相应调整，整体1：1放坡，在同一位置设置平台，平台形式也相同，喷面支护，在坡顶加设两排竖向超前注浆钢管土钉，平台设一排竖向注浆钢管钉，坡面挂网、混凝土保护层相同。 （四）基坑开挖技术 桥梁基坑开挖就是按照工程要求挖除相应的土方量，需要根据基坑尺寸以及开挖前的支护情况，合理地确定开挖顺序和开挖方式，以保证基坑侧壁稳定。常用的开挖方式有放坡开挖和支护结构挡土开挖，如果施工现场的土质较好且场地空间比较开阔，一般可选择放坡开挖，这样既能够减少施工工序又能够降低工程造价；如果基坑开挖深度很大，放坡开挖受限制或者需要严格控制基坑侧壁的变形，则可选择支护结构挡土开挖。 桥梁基坑的开挖方式又可以分为分层开挖、盆式开挖、分道开挖和中心道式开挖等，具体采用哪种的开挖方式要同时考虑时间和空间的限制，综合考量基坑面积大小、基坑作业时间、基坑开挖深度、前期支护形式等各方面因素，最终确定基坑开挖方式。桥梁基坑的开挖一般采用分道开挖与分层开挖协同进行的方式，而分层开挖又经常采用阶梯式开挖，这样，已开挖阶梯可充当机械作业