瓯海大道下穿桥深基坑支护与开挖施工技术论文

瓯海大道下穿桥深基坑支护与开挖施工技术

摘要：瓯海大道下穿桥近邻温州市主干道，本文重点介绍了瓯海大道下穿桥位处淤泥层深基坑支护与施工，对基坑开挖的方案进行了比选、重点介绍深基础施工程序、组织安排、监测方法以及施工要求，在工程实施中，缩短了施工工期，降低了经营成本，取得了良好的经济效益，为今后类似工程施工提供了参照的经验。 关键词：深基础、基坑开挖、监测方法

abstract: under the ouhai avenue bridge near main road in wenzhou city, this paper introduces the ouhai avenue down through the silt layer in deep foundation pit supporting and construction, of foundation pit excavation project were mainly introduced than the election, deep foundation construction procedure, and organization arrangement, monitoring methods and construction requirements, in the implementation of the project, shorten the construction period, reduce the operation cost, achieved good economic benefit as reference for future similar project.

key words: deep foundation, foundation pit excavation, monitoring methods

中图分类号：tv551.4 文献标识码：a 文章编号： 1. 前言

温州市地处东南沿海，土层结构主要由淤泥质粘土和淤泥质粉

土组成，土质含水量大，可塑性低，易变形，透水性差，抗剪强度低。瓯海大道下穿桥紧邻瓯海大道，施工环境复杂，开挖深度深，工期紧，施工障碍多，安全风险大，属典型的淤泥质深基坑。本文结合工程实际情况，对淤泥质深基坑的支护及施工技术做进一步的探讨。 2. 工程概况

瓯海大道下穿立交桥位于温州市新温州站北侧，为新温州站跨越城市主干道瓯海大道铁路框架桥。桥中线与瓯海大道夹角5°42′20″，桥长140.3m，宽度42.3m，原地面标高为：+4.8m，设计承台底标高：-3.771m，基坑开挖深度约8.8m。地面以下25m均为淤泥质土，地下水位：+2.6m，桥梁分布于瓯海大道两侧，分别为温州侧和宁波侧，距离瓯海大道边缘线仅1.5m。瓯海大道宽度22米，为双向4车道，断面结构为3m（人行道）+3.75m*2（行车道）+1m（隔离带）+3.75m*2（行车道）+3m（人行道），根据建设部门及地方交管部门要求，施工期间，不能影响瓯海大道正常交通及甬台温铁路路基填筑正常施工。 3. 气候条件

温州市属海洋性热带季风气候，气候湿润，长年雨量充足，每年5月~8月为台风季节，经常伴有大到暴雨，造成高潮位形成洪水。 4. 基坑施工方案比选 4.1支护方案比选

支护施工设计有两套方案：一种是在基坑四周插打φ100cm，壁

厚1cm，长度16m的钢管桩支护；另一种是基坑四周采用φ80cm钻孔桩排桩和φ70cm搅拌桩支护；综合考虑支护安全及周边施工环境因素，结合施工经验并通过详细的技术计算复核，前一种方案刚度比较薄弱，抗弯能力差，变形大，多深基坑开挖安全系数不够，且插打过程中对瓯海大道的交通影响较大，成本相对比较高，后一种采用钻孔桩，刚度大，抗弯能力强，变形量小，加上外侧搅拌桩对基坑外侧的土层固化和防水，有利于施工安全，对周围影响范围小。钻孔桩防护具备施工工艺成熟，技术可靠，施工简便等特点，且运营成本相对较低，对本桥尤为合适。

地质报告说明地面最大荷载20kpa，经过计算弯矩最大设计值1209kn，剪力最大设计值265kn，位移最大设计值4.73cm，支撑最大刚度120.3kn/mm2。支护桩采用φ80cm钻孔桩@95cm，设计桩长32m的c30钢筋混凝土钻孔桩，外侧设有φ70cm长15m的双头搅拌桩作为固化和防水层。钻孔桩顶设700mm*1000mmc30钢筋混凝土圈梁（顶面高程：+3.9）。支撑采用φ609mm，壁厚11mm钢管，基坑设两道横向支撑和斜撑，上下层之间设顶撑，横向支撑水平距离4m，上层支撑在圈梁预埋板上，下层支撑在钢围檩上，上下层间距3.5m具体支护见断面图。 4.2开挖方案比选

基坑开挖原则：竖向分层，纵向分段，以机械为主、人工为辅的开挖方式。基坑开挖设计方案有两种，一种是基坑两侧直接利用长臂挖掘机开挖，第一层挖至圈梁底，将钢支撑按4m间距全部安

装好，按4m节段开挖至第二层支撑位置，安装钢围檩和第二层支撑，再挖至基坑底部。第二种是基坑内放置一台小型挖掘机挖土，基坑外挖机负责翻土和运土，基坑内留8m（两根不安装）距离作为挖掘机操作空间，其余全部安装到位，挖掘机后退时先安装前一道支撑再拆除后一道支撑，始终保证挖掘机操作空间为8m，依次类推。第一种方案优点是机械在基坑外操作方便（挖机形成的附加荷载，对基坑安全影响不大），弃土可一次性运离现场。但挖掘机站位较高，挖至6m上下时能见度底，看不到基坑内情况，容易破坏预应力管桩，施工工期较长；第二种方案优点是挖掘机视野开阔，操作灵活，可将弃土翻至长臂挖机可见处倒出，安全快捷，易于开挖，施工工期可大大缩短。从安全优质、经济实效、施工环境、有效工期等综合考虑，采用第二种开挖方案优势明显，更利于工程的开展。 5. 基坑支护及开挖施工工艺要点 5.1基坑支护施工 5.1.1施工机具设备

5.1.2钻孔桩、搅拌桩施工

测量放样后，埋设护筒，采用1500型循环钻机钻进成孔，安放钢筋笼，灌注成桩，拔除护筒。

钻孔桩完成后，进行搅拌桩施工，按设计桩位就位，钻进至设计深度，二次喷浆后成桩。 5.1.3圈梁施工

钻孔桩、搅拌桩完成达到强度80%后，清除钻孔桩桩头浮浆至设计标高，绑扎结构钢筋，安装预埋钢板和结构模板，浇筑c30砼。 5.1.4基坑支护、开挖

根据现场实际情况，开挖既要保证基坑内土层稳定也要保证基坑内挖机具备一定的操作空间，基坑纵向分段长度为：自东向西第一段8m，以后每段4m。竖向分3层：第一层开挖到圈梁以下约1m，钢管桩支撑在圈梁预埋钢板上；第二层开挖至地面以下6.0m，安装钢围檩及第二道钢支撑；第三层开挖到承台底。 具体施工步骤：

（1）、基坑支护桩施工完毕后，测量放出基坑中心位置、方向和高程控制点。根据土质和现场情况，确定开挖坡度<25%，明确开挖范围。

（2）、基坑开挖以机械施工为主，人工辅助成形。圈梁混凝土达到设计强度后，才能开挖基坑。开挖采用2台长臂挖掘机配合进行施工，1台120型挖掘机站在基坑内进行纵向分段放坡开挖，挖出的土方甩向基坑南侧，再由另一台站在基坑外的长臂挖机配合装车运离现场。

为避免在基坑开挖过程中造成已施工管桩发生倾斜或滑移，施工中挖机严格按照开挖顺序施工，开挖时严禁挖机在基坑内来回走动，要求自东向西放坡开挖。确保开挖过程中管桩的完好性。 （3）、当第一段（纵向8m）的第一层开挖至圈梁以下约1m后，

安装上支撑的第1、2根横撑（自东向西）及斜撑，后面预留两根横撑的位置暂时不施工，作为挖机的工作区域，其余的上支撑须全部安装。横向支撑采用φ609mm钢管，间距4m均匀布置，内支撑采用50t履带吊机吊装。安装前，测量每根内支撑的准确长度，在指定加工区域焊接加工完成后，由履带吊吊至支撑位置，调整到指定位置后，先点焊固定一端，待测量调平后再固定另一端，采用加劲板加固焊接。

（4）、第一道支撑安装完毕后，基坑内挖机继续放坡开挖至原地面以下约6m，安装钢围檩及下支撑支撑。钢围檩及下支撑需跟第一道支撑对应，纵向分段施工，第一段约为8m，后续随着挖机4m一段的后退作业，随挖随撑。钢围檩采用2根i45工字钢沿基坑四周布置，第二道横向支撑固定在钢围檩上，采用φ609mm钢管，间距4m均匀布置。在上、下横向支撑之间、横向支撑中部设置一道顶撑，均采用φ609mm钢管，与上、下横向支撑焊牢。

（5）、由于下支撑以下约有2m的深度，长臂挖机无法施工，钢围檩及下支撑安装完毕后，将改由小型挖机配合人工继续开挖至承台基础底面。小型挖机在基坑作业时，将坑内淤泥甩向基坑两侧，再由基坑外的长臂挖机挖出装车。继续开挖至承台基础底面时，停止挖掘机作业，改由人工开挖完成基础底面以下20cm土层（碎石垫层），以免破坏基底土壤结构。

（6）、后续的开挖按照上述步骤，按4m一段，放坡后退开挖。挖机第一次后退时，须将预留的挖机工作区域内前一根支撑及时安

装，其余支撑不动；第二次后退时要将前一根支撑安装，并将后一根支撑拆除，始终保持预留两道横撑的位置作为挖机的工作区域。 2.2.4 基坑排水系统处理 本桥地处多雨地区，尤其5月~8月间为台风季节，淤泥质土层透水性差，但长期经水侵泡容易造成土层稀释、软陷，不利于挖机行走作业。施工中做好基坑排水处理是基坑开挖安全、质量控制的关键，在每个节段开挖前在基坑两侧分别设置一处集水坑，人工沿基坑两侧各梳理一条排水通道，将基坑内积水排至集水坑，利用两台15kw水泵抽出基坑外，施工中注意集水坑中存水量，及时抽出。雨季过后，基坑需将晾晒干后才能进行开挖作业。 2.3监测方法 2.3.1、监测内容

根据现场实际情况，本项目施工过程中确立的监测项目具体如下：

（1）、基坑内外情况观察：了解裂缝的发生、发展过程，分析施工的影响程度。测量基坑外侧开挖影响范围（15m）沉降位移情况。

（2）、位移监测：主要包括圈梁顶水平和纵向位移，目的是掌握基坑开挖对周围土体、支护桩的影响程度及内支撑是否需要加强。

（3）、管桩倾斜监测：主要观测基坑开挖过程中，因挖机走动对管桩的侧压造成管桩倾斜。

2.3.2 监测点布设

（1）、基坑外侧15米设置水准点，每5m一个，观测基坑外侧沉降位移情况。

（2）、沿基坑四周圈梁上按两支撑钢管中心位置，每4米设置1个监测点，观测圈梁梁体是否发生水平位移及产生裂缝。下支撑钢管对应位置设置监测点，每4米设置一道，观测支护桩是否发生水平位移。

（3）、抽查管桩倾斜率，开挖前随机在某个桩顶设置观测点，在开挖过程中跟踪监测。 2.3.3、 数据分析与处理

位移量测随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将各位移点位移值及时记录。 ㈣、 监测频率

监测工作自始至终要与施工进度相结合，监测频率的设计见下表：

项目监测频率设计表

序号 观测名称 方法及工具 监测频率 次/天

1 基坑内外观察 现场观察 每次开挖后立即进行 2 圈梁水平位移 全站仪 2

注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。