武汉杨泗港长江大桥深基坑开挖施工技术研究--中国期刊网

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武汉杨泗港长江大桥深基坑开挖施工技术研究

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：吕成

[导读] 摘要：基坑开挖施工是整个桥梁工程的重要组成部分，也是工程项目的基础施工部分，其施工质量的好坏会对工程质量产生直接的影响。

        中建三局集团有限公司湖北省武汉市 430000
        摘要：基坑开挖施工是整个桥梁工程的重要组成部分，也是工程项目的基础施工部分，其施工质量的好坏会对工程质量产生直接的影响。由于深基坑开挖受到周边地质环境的影响，选用合适的施工技术才能减少环境对基坑开挖施工的影响，有效提升施工质量。本文就武汉杨泗港长江大桥工程展开研究，了解其在深基坑开挖时的施工工艺要点和施工技术要求，并阐述基坑监测的具体内容。
        关键词：杨泗港长江大桥；深基坑；施工技术
        在经济迅猛发展和城市化进程加快的形势下，地下工程数量和类别越来越多，也越来越受到施工企业的重视。国内很多建筑工程中的深基坑开挖都因为施工工艺选择不合理以及施工过程中监测不彻底而出现不同程度的质量问题，基坑外土体沉降严重，造成工程建筑的地下结构变形。桥梁工程中深基坑开挖技术是整个工程中的重点内容，深基坑周边土压力、土体变形等都需要实施监测。本文将重点阐述武汉杨泗港长江大桥武昌岸的深基坑开挖技术。
        一、工程概况
        武汉杨泗港长江大桥位于鹦鹉洲大桥上游3.2公里、白沙洲大桥下游2.8公路处，从汉阳国博立交，沿汉新大道跨鹦鹉大道和滨江大道，在武昌侧跨八铺街堤、武金堤至八坦立交，全长约4.134公里，主桥采用主跨1700m加劲钢桁梁双层悬索桥，悬吊跨度为465m+1700m+465m。主塔基础为沉井基础，锚碇基础采用地连墙结构型式。具体如图1所示。

                  图1 主桥立面布置
        深基坑开挖时，将保持基坑开挖至平均高程-15.0m处，从帽梁顶（设计标高为+24.0m）至基坑开挖底部，平均深度39m。基坑开挖分层进行，每3m一层（现地面标高为+24.8m，故第一层为3.8m，其余各层均为3m）。单层开挖最大土方量为26450.275m³（第一层），总计土方量为281496.775m³（地连墙内侧土方）。
        二、杨泗港长江大桥深基坑开挖施工工艺
        武昌岸锚碇深基坑开挖计划工期为9个月，工期较为紧张。由于基坑开挖阶段所需物资机械数量较多，合理研究深基坑开挖工艺，选择最优方案不仅可以节省工期，更能节约成本，大大提升施工效率。基坑开挖阶段在锚碇帽梁上垂直桥梁里程方向布置5台臂长50m的塔吊，用于钢筋模板及临时设施的吊运[1]。
        1-9m基坑开挖时，在坑内设置斜坡，运土车直接从坑内装土外运。9m以下基坑开挖用4台挖掘机和2台推土机坑内挖土，配合3套皮带运输机往坑外运土，土方通过皮带运输机运送到基坑平台上的自卸车中。另有一台履带吊机配抓斗直接从坑内取土外运装车，并负责坑内机械进出坑[2]。土方运至临时弃土场临时存放，再用2台挖掘机在土方转运区进行装土作业。
        三、杨泗港长江大桥深基坑开发施工技术要求
        （一）基坑开挖工艺流程

        图2 锚碇深基坑开挖施工工艺流程图
        工程施工期间，为了保障基坑开挖的质量，需要确保施工环境呈现出相对干燥的状态，在对每层土方进行开挖期间，需要先通过四口降水管来抽水，从而达到降低基坑内的地下水位效果。而如果施工期间发生降雨的情况，需要观察和记录基坑当中水位的位置，并且严格控制地下水位要保持在基坑开挖面下，不能出现超降的情况[3]。因为黏土层本身的渗透系数比较小，因此，为了改善降雨对黏土层的影响，可以在基坑开挖时做好排水沟和集水坑工程的处理，从而以小型潜水泵排除坑内积水。
        （二）基坑开挖准备工作
        基坑开挖和取土需要的设备和用途具体如下：
        ①坑内开挖设备：6台1m³反铲挖掘机和2台推土机；
        ②运土设备：4套提升站和4台100t履带吊机；
        ③土方转运：2台挖掘机，自卸汽车15～20辆（含二次倒运）。
        （三）基坑土方开挖
        为保证基坑在开挖过程中能够保持良好的相对干燥的施工条件，每层土方开挖前通过设在坑内的四口降水管井抽水降低基坑内的地下水位，控制坑内地下水位低于基坑开挖面以下3.0～3.5m，不得超降。
        提升站运土方式，通过推土机将基坑中部土方倒运到提升站布置点，再用一台挖掘机将积土倒至提升站吊斗上，通过卷扬机提升，并通过溜槽输送至运土车中。履带吊则直接将吊斗土方装到运土车中。
        每层土方在内衬部位开挖到底时预留10～20cm，内衬内径向内1m范围内采用人工开挖整平，避免扰动土体，抽水管井周围50cm范围内的土方采用人工开挖，开挖过程中根据要求注意在需要的地方放出排水坡。
        （四）基坑弃土
        基坑开挖的土石方运到指定的弃土场，未能及时运出土方堆放在临时弃土场。弃土时合理布置弃土车辆行驶路线，严格按武汉市有关规定进行弃土作业。
        （五）设备及人员通道
        在本基坑内的施工机械设备最大重量均不超过20t，进、出坑采用80t履带吊配专用吊具吊运。基坑开挖过程中，施工人员上下的工具采用基坑边的两座人行爬梯。
        四、杨泗港长江大桥深基坑开发施工技术监测
        （一）支撑体系监测内容
        结合设计要求和规范文件，考虑到本工程的性质和本工程的安全等级（一级），确定本工程的基坑支撑体系监测主要包括以下几个方面的内容：
        （1）地连墙径向水平位移
        （2）地连墙沉降
        （3）内衬钢筋内力
        （二）基坑外土体沉降及位移监测
        测点布置：坑外土体沉降、位移测点布设4条垂直于坑边的沉降观测剖面：D1～D4，每条测线长度为45米，设10个测点，测点间距为5米，以监测基坑开挖和坑外降水对坑外地基影响的沉降曲线。点位用一根1米长直径20的钢筋打入地面，周边用水泥加固。在施工影响的武金堤及防洪墙上，按每20m左右间距布设沉降监测点，在南锚施工范围内外均有布设。另外增加位移监测点，采用沉降点同点观测。

        图3 地基沉降、位移监测布点图
        结束语
        杨泗港长江大桥在开展深基坑工程时，需要细化施工方案，在遵从总体桥梁施工组织设计的基础上，严格按照施工技术要求开展深基坑工程。施工单位要求施工人员严格按照施工工艺流程进行基坑开挖前的准备工作，并做好设备及人员通道的预留，同时，注意对基坑弃土的处理。在完成上述工序情况下，施工单位也要注重施工技术监测，建立明确的施工监测标准，细化监测内容。相信桥梁工程中的深基坑技术能够凸显出其作用，桥梁工程质量也能够得到控制，此深基坑施工技术对于行业内各种类型的深基坑开挖施工亦具有参考价值。
        参考文献：
        [1]王仪政，石峻峰，胡帅军. 杨泗港长江大桥北锚碇超深基坑支护结构数值模拟分析[J]. 土木建筑工程信息技术，2018，10（1）：92-97.
        [2]覃亚伟，刘晟，马文瑾，等. 拆迁管理信息化系统及其在杨泗港长江大桥项目中的应用研究[J]. 土木建筑工程信息技术，2018，v.10；No.46（02）：108-114.