(中铁十一局集团第二工程有限公司 湖北十堰 442000)
摘要：随着经济的发展和交通设施日益发达,铁路桥梁已成为缓解城市立体交通，实现良好交通环境的必要设施。铁路桥梁施工中深基坑施工技术已成为桥梁施工的热点和难点问题，其施工质量的优劣将会直接影响整个桥梁的建设施工质量。因此，积极探索铁路桥梁深基坑工程施工技术具有重要的现实意义。
关键词：桥梁 深基坑 支护 施工技术
1.铁路桥梁深基坑施工监测
铁路桥梁施工中,往往会遇到深基坑开挖支护。由于基坑深度、土质结构、地下水位等因素经常会发生变化,所以尚无一种较成熟的方法用以计算基坑周围的土体变形来进行基坑支护设计。但是如果在施工中能够做到及时准确的测量监测控制,可以用来指导基坑开挖和支护,并有利于及时采取应急措施,避免或减轻破坏性的后果。
1.1 深基坑施工监测特点
（1）时效性。普通工程测量一般没有明显的时间效应,而基坑监测通常是配合降水和开挖过程,有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的,每一时间点的测量结果对于第二个测量时间点都有可能会失去直接的意义,因此深基坑施工中监测需随时进行,通常是1 次/天,在测量对象变化快的关键时期,可能每天需进行数次。基坑监测的时效性要求测量的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力,甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。
（2）高精度。工程测量中误差限值通常在数毫米,但是正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1ｍｍ/天以下,要测到这样的变形精度,普通测量方法和仪器不能胜任,因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
（3）等精度。基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值,而不要求测量绝对值。例如,普通测量要求将结构物在地面定位,这是一个绝对量坐标及高程的测量,而在基坑边壁变形测量中,只要求测定边壁相对于原来基准位置的位移即可。
1.2 深基坑施工监测方法
为了适应基坑监测的特点,具体测量中需要采用很多新型的测量仪器,本文结合作者参与的一些工程实例,介绍磁性深层沉降仪和测斜仪等设备。这些新的设备及其技术特点是传统的工程测量不能涵盖的。
（1）深层沉降仪。深层沉降仪是用来精确测量基坑范围内不同深度处各土层在施工过程中沉降或隆起数据的仪器。它由对磁性材料敏感的探头和带刻度标尺的导线组成。当探头遇到预埋在预定深度钻孔中的磁性材料圆环时,沉降仪上的蜂鸣器就会发出叫声。此时测量导线上标尺在孔口的刻度以及孔口的标高,即可获得磁性环所在位置的标高。通过对不同时期测量结果的对比与分析,可以确定各土层的沉降(或隆起)结果。
（2）测斜仪。测斜仪是一种可以精确地测量沿竖直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器,可以用来测量单向位移,也可以测量双向位移,再由两个方向的位移求出其矢量和,得到位移的最大值和方向。
2.铁路桥梁深基坑施工技术
2.1 基坑降排水基坑开挖过程中若开挖底面高于地下水位基坑,由于土体内水的存在和地下水渗流将在很大程度上制约基坑的稳定,开挖过程中含水层被切断而使周围土体的强度大大减弱,不仅加大的土体开挖的难度且开挖后边坡易出现塌方,地基易被水浸泡,因此在基坑开挖时应采取措施将地下水面降至基坑以下实现土体在基坑开挖时土体可达到无水状态并达到一定的强度,提高土体的水平抗力。在基坑降水时应先进行实验井的抽排水实验,之后根据工程桩及围护体的位置合理布置降水井,在排水井管安设时应保持井口标高一致,并采用扶正器来确保井管不靠住井壁并保证其外侧有一定的厚度用于填砾,且在安设时不可靠外力将井管压下以免破坏过滤器结构,井管安设完成后则可进行洗井,其最终效果应保证井内出清水且内部不含砂,出水量大且均匀,在以后的降水过程中应及时察出水状况,若抽一段时间后出现长时间大量沙粒从井内抽出则应停止抽水并改为间断抽水或该用小口径水泵抽水以免导致地下土壤流失引起土体沉降;基坑排水方法多种,常见的为利用各种排水沟排水及各种井点系统降水。排水沟以设明(暗)沟以及集水井、基坑排水方法。
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2.2 基坑维护
常采用的基坑维护方法为混凝土灌注桩或喷锚护坡等方法,灌注桩一般采用钻机成孔后采用导管法进行水下混凝土浇筑成桩,成桩间距一般为1—2m,基坑转角部位应局部加强,钻孔过程中为了保证成桩质量并减少对临桩干扰而一般采用间隔施工的方法,灌注桩施工完成后则应采用冠梁将桩体连成整体排架以实现维护桩共同受力,增强抵抗外侧土体侧向荷载的效果,维护桩施工完成后应进行冠梁开挖及桩顶混凝土的凿除处理并使灌注桩主筋锚入冠梁后方可采用与桩同标号混凝土进行冠梁浇筑。
2.3 土方开挖
（1）原则。基坑土方开挖的顺序、方法必须结合实地情况与基坑围护设计工况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖的原则,并结合土体在开挖过程中位移的变化规律,对整个基坑开挖过程作动态管理,为了能够确保基坑变形量在设计允许之内,应采用监控量测手段实行信息化施工。
（2）土方分区布置。平面分区布置。深基坑土方的平面分区部署,要根据施工机械、当地作业条件,围护结构的布置情况以及工程工期要求来进行划分,通常为了避免运土汽车在对撑顶面行走而对撑为界划分为数个区段,来控制挖土先后的顺序,每个挖土区段以出土口为核心点,采用先远后近的顺序进行开挖。竖向分层布置。竖向分层挖土应主要结合挖土深度以及围护结构设计工况进行部署,一般采用反铲挖机接力式挖运土方,并控制实际每层挖土厚度不超过2m。施工过程中要严格控制当上层土方挖好后,并且其内支撑施工完成并并达到一定强度后才能进行下层土方施工,按照该顺序原则逐层开挖,待最后承台以及坑中坑的土方应由人工进行开挖。整个土方开挖过程中要控制好坑内土方高差和临时边坡的坡度。
（3）支撑下挖土。基坑支撑下方的挖土一般采取小型反铲机挖土或长臂反铲机挖土两种方法。小型反铲挖土机挖土时挖土机应钻到支撑下挖土,之后采用接力式将土方传送到自卸汽车,该方法需要支撑下可挖高度在3m 以上,以保证小型反铲挖机的操作空间;长臂反铲机挖土时挖土机应站在支撑顶作业,作业前应在支撑顶回填塘渣且铺垫钢质路基板,且应保证停机的支撑下土方不松动,并且支撑应具备相应的承载能力,以避免挖土作业负荷时压断支撑。
（4）人工修土。在机械开挖土方后,对于边角处以及基坑内不平处土方需人工修土,人工修土时要确保人工劳动力,采用边修边运土的方法,把修出的土能及时由机械带走,或用塔吊运输出坑外装车,使基坑支护及土方开挖能形成流水线施工,减少坑底土的暴露时间。
2.4 基坑支护
基坑支护即根据基础各部位开挖深度不同,采取不同的临时支顶斜撑或者加强被动区措施以达到周边建筑安全的目的。
(1) 水泥搅拌桩。水泥搅拌桩适用于基坑在5m 以内乃至10m 以内的支护方式,当地下土层条件好时,15m 深的基坑也可使用。水泥搅拌桩既能挡土又能挡水,也可以与钻孔灌注桩配合使用,既可以浆喷也可以粉喷。
（2）地下连续墙。地下连续墙多用于地下水位较低或者地下水位能够被降低的场区。地下连续墙可以单独使用,也可以与其他支护型式联合使用。基坑深度大于10m 时,也可用地下连续墙,并根据需要设置支撑或锚杆,以便于能够同时承受竖向与水平向荷载。
（3）土钉墙。基坑采用土钉墙进行围护,应按照每排土钉的竖向间距来控制每层挖土的深度,一般两排土钉的竖向间距不超过1.5m。采用土钉墙施工时待上层土钉施工并且在土钉注浆达到一定强度后才能进行下排土钉施工。
结束语：
铁路桥梁工程深基坑施工是整个桥梁施工中的关键环节,而基坑施工中基坑降水、土方开挖以及基坑支护是基坑施工中的重点,在基坑施工中只有做好前期准备、选择正确的施工工艺并对发生的特殊问题及特殊环节能够做到及时处理,才能最终保证施工质量,保证施工安全并降低施工成本,保证工程的经济效益。
参考文献：
【1】朱昌华.议深基坑开挖施工技术[J].四川建材.2008（3）.
【2】刘振京,王慧卿,王丽娟.基坑支护方法的探讨[J].路基工程,2007(6).
【3】戴伟.桥梁深基坑施工技术探讨[J].科技创新导报.2007(9).
论文作者:王建军
论文发表刊物:《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿
论文发表时间:2015-6-19
标签：基坑论文; 土方论文; 测量论文; 桥梁论文; 方法论文; 深基坑论文; 位移论文; 《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿论文;