張海鈺

（廣東保輝建筑工程有限公司 廣東汕頭 515000）

1 工程概況

東莞市某橋梁工程，橋墩承臺基坑為超深基坑，基坑深度達到11.48 m。具體工程數(shù)據(jù)為：承臺基礎9 m×34 m×5 m（厚度），封底混凝土厚2.4 m。承臺基坑原地面標高為+3.0 m，基坑底標高為-8.48 m，基坑深度達到11.48 m。

2 地質條件

基坑開挖范圍內主要涉及填土層、淤泥層、粉質黏土層。填土層強度較低、工程特性變化較大，壓實度較差，基坑開挖時，自穩(wěn)能力差；淤泥層層厚變化大，呈流塑狀，具含水率高、抗剪強度低、壓縮性高、結構靈敏、承載力低等特點，為軟弱土層［1］。粉質黏土層層位分布較不穩(wěn)定，總體上分布連續(xù)，呈可塑狀，工程物理力學性質稍好，地基土穩(wěn)定性較好。各土層的物理力學指標如表1所示。

表1 各土層的物理力學指標Tab.1 Physical and Mechanical Indexes of Each Soil Layer

3 優(yōu)化總體部署

⑴在基坑原地面一定區(qū)域范圍內進行卸土，減少垂直開挖深度，承臺基坑原地面標高為+3.0 m，卸土至標高1.5 m，此時，基坑實際垂直開挖深度由原來的11.48 m降低至9.98 m。

⑵增加水泥攪拌樁地基封底坑內加固，水泥摻量16%，加固深度為基坑底下6 m，此時，原設計封底混凝土厚度2.4 m降低1.6 m，因此，基坑實際垂直開挖深度二次降低，由上述⑴中的9.98 m降低至9.18 m。

⑶基坑采用拉森Ⅵ鋼板樁作為支護，樁長設計24 m，嵌入深度14.8 m。

⑷ 基坑內采用3 道內支撐，分別在0.5 m、-3.0 m、-5.5 m處，圍檁采用雙拼H700×300型鋼，內支撐前兩道為?609×16 鋼管［2］，后一道為雙拼H488×300型鋼支撐。

優(yōu)化部署后深基坑圍護結構立面布置圖如圖1所示。

圖1 圍護結構立面布置圖Fig.1 Elevation Layout of Enclosure Structure （mm）

4 整體穩(wěn)定性及抗傾覆驗算

4.1 開挖工況

根據(jù)支撐布置高度計算開挖深度，本工程是“三道支撐、四次開挖”，采用分層開挖，開挖工況如表2所示。

表2 開挖工況表Tab.2 Excavation Conditions

4.2 整體穩(wěn)定性驗算（見表3）

表3 整體穩(wěn)定性驗算表Tab.3 Overall Stability Check Sheet

4.3 抗傾覆驗算（見表4）

表4 抗傾覆驗算表Tab.4 Anti Overturning Check Sheet

5 基坑關鍵施工技術

5.1 施工工藝流程

⑴基坑原地面卸土至1.500 m標高；

⑵周邊邊坡掛網(wǎng)噴混凝土；

⑶鋼板樁施工；

⑷水泥攪拌樁地基封底坑內加固；

⑸開挖至標高0.000 m，架設第一道支撐；

⑹開挖至標高-3.500 m，架設第二道支撐；

⑺開挖至標高-6.000 m，架設第三道支撐；

⑻開挖至坑底標高-7.681 m，澆筑1.6 m 厚混凝土封底；

⑼封底混凝土達到強度后，拆除第三道支撐［3］；

⑽第一次澆筑大承臺至標高-4.181 m（澆筑厚度1.9 m），并澆筑30 cm 厚混凝土換撐傳力板帶，混凝土傳力板帶大樣圖如圖2所示。

圖2 300 mm厚C20素混凝土傳力板帶大樣圖Fig.2 Detail Drawing of 300 mm Thick C20 Plain Concrete Force Transfer Plate Belt （mm）

⑾鋼板樁與承臺間回填砂性土；

⑿待承臺和換撐板帶達到80%以上強度后，拆除第二道支撐［4］；

⒀澆筑余下的承臺結構至標高-1.581 m，并澆筑30 cm厚混凝土換撐傳力板帶；

⒁鋼板樁與承臺間回填砂性土；

⒂待承臺和換撐板帶達到80%以上強度后，拆除第一道支撐，施工余下的橋臺結構［5］。

5.2 拉森Ⅵ鋼板樁施工

5.2.1 拉森樁對接施工

⑴拉森樁對接焊接采用單面坡口（60°角），2 mm鈍邊，組裝間隙3 mm，如圖3所示［6］。

圖3 拉森樁對接翼板/腹板的坡口開設Fig.3 Groove Opening of Larsen Pile Butt Flange / Web

⑵ 盆口（翼板）外側各加設16×150×500菱形加強板一塊，盆底（腹板）內外側各加 設16×280×500 菱 形 板 一塊，盆沿口（鎖扣）內側各加設12×20×200矩形板一塊，如圖4所示。

圖4 加強板和拉森樁組裝示意Fig.4 Assembly Diagram of Reinforcing Plate and Larsen Pile

⑶拉森樁組裝直線度、彎曲及盆口尺寸控制

拉森樁對接需要平整的場地，或采用型鋼墊出平整的組裝面，要求場地平面度偏差不大于30 mm。

拉森樁對接時采用手動葫蘆、撬杠、大錘等工具，調整側向彎曲度（鐮刀彎），控制側向彎曲小于L/3 000（L為拼接后樁體總長）。

采用花籃螺栓、手動葫蘆、門架等輔助工具控制盆口處的翼板、腹板、鎖扣平滑對接，如圖4所示。特別是鎖扣處對接順滑和直線度（鎖扣處對接不允許出現(xiàn)折彎）。

為了控制拉森樁對接處焊接變形，采用連接輔助措施，待焊縫冷卻后再割除。

拉森樁對接后及焊接后，鎖扣處需要做鎖扣通過實驗。實驗采用1 m 長鎖扣和拼接的拉森樁進行互鎖，并且能順利通過拼接接頭處。

5.2.2 拉森樁插拔施工

⑴采用75 t 履帶吊和120 振動錘組合進行拉森樁安插作業(yè)。

⑵在場地平整到1.5 m 標高后測量放線，定位拉森樁內邊線［7］。

⑶靠近長邊的中部兩側打設定位立柱，并在立柱內則放置定位架。

⑷選擇長邊中分線，計算樁的朝向，打插第一根拉森樁。

⑸拉森樁安插時，須通過限位塊等裝置控制拉森樁的垂直度。

⑹依次對稱安插第一根樁兩側的拉森樁，此時可通過焊接、限位塊、手拉葫蘆等措施控制拉森樁的垂直度。

⑺角部使用焊接制作的90°角樁，最后一根角樁封閉時，須控制最后約10 根的安插尺寸，即沒安插一根樁需要測量一次剩余尺寸，不斷通過調整樁的角度來控制最后一根樁的空間，以保證最后封閉鎖扣。

⑻難以使用標準樁封口時，須采用異型樁進行調解，必須保證圍堰墻體整體連續(xù)。

⑼采用75 t 履帶吊和120 振動錘組合進行拉森樁拔除作業(yè)。

⑽樁體拔除可以選擇后插先拔。

⑾拔除第一根樁時，應選擇多根樁進行試拔，直至找到容易拔起的樁作為首根拔除樁。

5.3 內支撐施工

5.3.1 測量放線［8］

取土到第一層鋼支撐標高下約700 mm 時，進行支撐標高線的測量。測量放樣依次定位標高線、垂直線，拉線或油漆標示。

5.3.2 三角托架施工利用水平儀，卷尺，測量定位三角托架安裝位置，接（焊接）三角托架。

5.3.3 鋼圍檁施工

擺放鋼圍檁，焊接加固連接，控制其平直度在10 mm以內。

5.3.4 鋼支撐施工

⑴在鋼圍檁上對正支撐的位置擺放掛板，拼裝連接后的鋼支撐吊放在掛板上。

⑵采用液壓千金頂進行鋼支撐預應力施加，并采用塞鐵填緊鋼支撐間隙。

⑶斜支撐和圍檁采用焊接連接，抗剪板焊接連接支撐和圍檁，以保障支撐安全。

⑷根據(jù)取土進度，依次安裝鋼圍檁和內支撐。⑸墊層混凝土凝固到設計強度80%后，拆除第三道鋼支撐和鋼圍檁。

⑹最下層承臺混凝土凝固到設計強度80%，并進行承臺和拉森樁體之間的間隙回填后，拆除第二道鋼支撐和鋼圍檁。

⑺上部承臺混凝土凝固到設計強度80%，并進行承臺和拉森樁體之間的間隙回填后，拆除第一道鋼支撐和鋼圍檁。

⑻內支撐施工嚴格遵守“先撐后挖、邊撐邊挖原則”，拆撐必須在沙土回填完成以后進行。

6 監(jiān)測點布置及監(jiān)測內容

基坑工程監(jiān)測點布設原則如表5所示。

7 結語

該技術在核算滿足《建筑基坑支護技術規(guī)：JGJ 120—2012》、確保安全的前提下，將超深基坑的垂直開挖深度由原來的11.48 m 降低至9.18 m，使得基坑施工安全風險大大降低，同時節(jié)省基坑施工造價。該技術的優(yōu)化部署和關鍵施工技術，具有一定的推廣價值。

表5 基坑工程監(jiān)測點布設原則表Tab.5 Layout Principles of Monitoring Points for Foundation Pit Engineering