浅谈明挖基坑施工技术在城市桥梁基坑中的应用

摘要：基坑的围护结构主要是承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑及围护，是稳定基坑的一种施工临时结构。本文主要阐述明挖法施工、天然放坡支护形式的施工技术要求及施工措施和基坑的监控量测及土方回填的注意事项。
关键词：基坑围护、明挖法、土方回填、监控量测
一、基坑围护结构介绍
本工程采用明挖法施工，基坑采用天然放坡支护形式，对于地下水采用抽和排结合的方式进行处理。基坑护面采用C20喷射混凝土+Φ6@200×200钢筋网，厚度为80mm，坡面上设泄水孔和插筋。坑外地表采用500mm×500mm明沟，集水井方式排水，每隔30m设一600×600×1000mmj集水井。坑内采用300×300mm明沟，集水井方式排水。
二、施工技术要求及施工措施
施工应根据本工程特点、工程地质及水文地质条件、环境情况及工期要求，在确保安全、经济合理、技术先进的前提下，进行科学、合理的施工组织设计。应充分利用现场监控量测信息指导施工，严格按照施工程序，不得任意省略。
⑴、土方开挖施工技术要求：
①土方开挖前，应对基坑四周的场地进行平整，并确保平整后的场地标高不高于设计标高；
②基坑开挖深度应结合主体结构施工图进行；如当两者有出入时，应以主体结构施工图为准；
③土方开挖必须“分层分块对称”进行，严禁超挖，挖出的土方须及时外运，不得堆在基坑四周；
④挖土至设计标高后应尽快进行垫层和底板砼浇注施工，基坑不得长时间暴露；
⑤开挖时应注意对坡体保护；
⑥土方开挖期间应有专人定时检查边坡稳定情况，发现问题及时与设计人员联系以便及时处理；
⑦基坑在水平方向上的开挖须分段进行，每段10～20m；
⑧基坑分层分段开挖应统一组织，但必须保证基坑安全；
⑨基坑开挖预留300mm厚的土进行人工清底，挖至基底设计标高。
⑩为了保证基坑安全，在基坑影响范围内禁止堆放大于设计要求的荷载。基坑周边设置阻、排水设施，防止雨水及施工污水流入基坑。基坑底设置盲沟、积水坑及相应的排水设备以减少地下水浮力对底板的“拱起”破坏作用。
⑵、水泥浆体材料应符合下列要求：
①水泥宜使用普通硅酸盐水泥，必要时可使用抗硫酸盐水泥；
②细骨料应使用粒径小于2mm的中、细砂，砂的含泥量按重量计不得大于3%，砂中所含云母、有机物、
硫化物及硫酸盐等有害物质的含量，按重量计不宜大于1%；
③混合水中不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质，不得使用污水；
④必要时水泥浆中可掺加外加剂，但一次灌浆不宜使用膨胀剂。水泥浆中氯化物的总含量不得超过水泥
重量的0.1%；
⑤拌浆、注浆应采用专用搅拌桶和注浆泵，注浆泵的工作压力应满足设计要求的二次注浆压力；
⑥浆液应搅拌均匀，并过筛，随拌随用，浆液应在初凝前完成；
⑦浆体应按设计配制，一般一次灌浆可选用灰砂比1：1～1：2、水灰比0.38～0.45的水泥砂浆，或水灰比0.4～0.45的纯水泥浆；二次高压注浆宜使用水灰比为0.45～0.50的水泥净浆；
⑧一次注浆待孔口溢浆，即可停止注浆，二次高压注浆压力宜控制在2.5～5.0MPa之间，二次注浆时间可根据注浆工艺通过试验确定；
⑨浆体强度检验试块数量每30根锚杆不少于一组，每组试块数量砂浆为3块，水泥净浆为6块。
⑶、施工排水要求：
为了确保明挖结构基坑稳定，便于土方开挖及结构的施工，减少对周边环境的不利影响，必须认真做好降水工作及施工用水的排放工作。考虑到本工程基坑施工时间不在雨季，故主要采用基坑内的明沟排水。
本基坑采用坑内明沟进行排水，地表水通过自然散水排入市政管网内。
②根据实际情况在基坑内设排水沟、截水沟并及时将坑内的水抽出，基坑内不得积水。基坑周边设置阻
水、排水措施，防止雨水及施工污水流入基坑。
③施工现场应有备用电源及降水设施，以保证排水连续进行。
三、土方回填要求
⑴、对肥槽及结构顶板以上土方的回填
顶板施工完且混凝土达到设计强度后，应及时铺设顶板防水层，并回填覆土均匀夯实，避免结构不均匀受力，回填土要求如下：
①施工前应根据工程特点、填方土料种类、密实度要求、施工条件等，合理地确定填方土料含水量控制范围、虚铺厚度和压实遍数等参数；重要回填土方工程，其参数应通过压实试验来确定。
②回填土可采用级配良好的砂土或碎石土、粉质粘土、粉土、粘质粉土，其含水量宜为最优含水量，有机质含量不得大于3%。
③顶板以上0.5m范围内应回填透水性较差的粘性土，并应采用小型机具夯实。
④必须在结构顶板达到设计强度后再回填，肥槽位置土体应对称回填。回填前应将杂物清理干净，并对顶板防水层进行保护。
⑤回填前应对备用的回填土进行试验，确定最佳含水量，回填土应分层夯实，密实度达到93%以上。
⑥回填区域为市政道路时，基坑回填还应满足道路专业设计要求；对通道顶板覆土小于1m的区段，为防止通道结构与路基产生较大差异沉降，肥槽位置应回填水泥石粉渣，压实度要求在96%以上，并根据道路专业要求，在通道结构与道路连接部位设置土工格栅。
⑦填土前应对填方基底和已完工程进行检查和中间验收，合格后要作好隐蔽检查和验收手续。
⑧回填土工艺流程：基坑底地坪清理→检验土质→分层铺土→分层碾压密实→检验密实度→修整找平验收。
四、施工监控量测
为确保施工期间基坑支护结构的安全，施工期间必须加强监控量测，做到信息化施工。同时，通过施工监控量测掌握地层、支护结构的动态，并及时分析、预测和反馈信息，以指导施工。监控量测要求如下：
①量测数据必须完整、可靠，对各施工工况应有详细的描述，使之真正地起到施工监控的作用，为设计和施工提供理论和实践依据。
②施工中加强监控量测，且量测数据应及时分析，沉降、位移等观测项目应绘制随时间变化的关系曲线，对变形和内力的发展趋势作出评价。当观测数据达到报警值时必须立即通报有关单位和设计人员，并及时采取相应的应急处理措施控制变形（具体措施根据现场情况由业主、监理、设计及施工单位等各方参建单位共同商定）。
③测试单位应能根据对当前测试数据的分析，较好地预测下施工工况过程中地层、支护的稳定性与受力情况和地表沉降等，并对施工措施提出相应建议。
④所有测点均应反映施工过程中该测点受力或变形等随时间的变化，既从施工开始到完成、测试数据趋于稳定为止。
五、施工注意事项
①严格按照设计图纸施工，并应符合各有关施工规范、规程及技术规定的要求。当地质条件与地质勘察报告差别较大时，施工单位应及时通知有关单位，会同解决。
②施工前应对隧道地下管线、建（构）筑物等做进一步核实、调查，落实平面位置、埋设深度及其与隧道结构的关系，了解管沟内积水及漏水情况，确保施工安全及地下管线的正常使用。如与图纸不一致应及时通知设计单位，以采取相应的处理措施。
③施工中应关注施工对周围环境的影响，杜绝灾害事故的发生，应本着先布置测点进行观测、再对周围建（构）筑物进行保护，然后进行降水作业和土方开挖的步骤进行，以减少对场区周围环境的不利影响，并做到施工过程的可控。
④在施工过程中，如建（构）筑物、地下管线等变形过大，有可能危及安全时，应立即停止施工，并应通知设计、监理等有关单位，待采取可靠地措施后方可继续施工。
⑤通道施工期间应设临时排水设施，保证良好的作业环境。
⑥在结构施工过程中要及时监测，如有异常情况发生，施工单位应迅速通知有关单位，以便及时研究应急方案，并采取相应的应急措施。
⑦施工前，应先把基坑边缘1.5倍开挖深度范围内的场地标高整平至横断面坡顶标高，否则不得施工。

参考文献
[1] 中华人民共和国建设部.建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）.北京:中国建筑工业出版社,1997.