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摘要：随着我国交通事业建设步伐的加快，各线桥隧比例都比较大，在桥梁中跨越河流湖泊的比较多，桩基施工完成后，水中墩基坑开挖施工承台的技术安全成为现场施工的难题，本通过石涧跨二广特大桥水中墩深基坑施工的实例，提供一些水中墩深基坑施工的技术措施和处理方法。
关键词：桥梁;水中墩;防护桩;水泥搅拌桩;基坑开挖
Abstract: along with our country speed up the pace of traffic construction, the proportion of each wire tunnels are big, in Bridges across rivers and lakes is more, after the completion of the pile foundation construction, and the excavation of pier cap technology security become a problem of on-site construction, wide this through Shi Jian across two extra-large bridge piers in water of deep foundation pit construction examples, provide some water piers of deep foundation pit construction technical measures and processing method.
Key words: Bridges; The water block; Protective pile; Cement mixing pile; excavation
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1.工程概况
1.1. 工程地理位置和概况
石涧跨二广高速公路特大桥中心里程为DK711+932.108，桥址处为低山丘陵地貌，山间谷地平坦处多为水田。附近植被发育良好，主要植被有竹、柑橘等。
该桥于DK712+448.82～DK712+571.12跨越宾河，该河为绥江支流。河流与桥梁交角41°，上游200m处为近90°的急弯，河面正宽36.0m。39#墩位于宾亨河中，施工桩基础采用筑岛围堰的施工方法，现阶段桩基础已经施工完成，由于筑岛后施工平台高程为24.04，设计承台底标高为14.773，开挖深度在9.4米左右，水中围堰开挖这种深基坑施工难度大，开挖危险系数高。
1.2.设计基本情况
(1)该桥孔跨布置為：
中心里程为DK711+932.108，全长1554.595m。桥梁结构形式为26-32.6m +3-24m+1-32m组合简支箱梁+1-(48+80+48m)连续梁+1-32m +3-24m简支组合箱梁+1-(40+56+56+40m)连续梁+1-32+3-24.6m简支梁。
(2)39#墩为9φ200cm群桩基础，承台为1160*1220*350cm矩形承台，桥墩采用双线圆端形实体桥墩。
2.施工方法
石涧跨二广高速特大桥39#墩位于宾亨河中，施工桩基础采用筑岛围堰的施工方法，从施工便道填筑出一引道至39号墩桩基位置，引道填筑标准同施工便道，便道填筑下部使用片石填筑，上部1.2m～1.5m用粘土填平，达到施工水位24.04m，然后采用草袋装粘土在施工平台四周按1：1的坡度修1m宽的围堰，防河水冲刷。桩基础已经施工完成，由于筑岛后施工平台高程为24.04，设计承台底标高为14.773，开挖深度在9.4米左右，水中围堰开挖这种深基坑施工难度大，开挖危险系数高，经研讨拟采用混凝土柱桩围堰开挖，首先在承台四周施工直径80cm桩长13m的钢筋混凝土桩基52根，再桩顶1米范围内施工矩形环向锁口，然后在每2根柱桩之间施工水泥搅拌桩进行止水。此后再施工基坑开挖。
2.1.混凝土柱桩施工
设计承台尺寸为1160cm×1220cm×350cm，在承台外1560cm×1560cm范围内施做直径80cm钢筋混凝土桩基52根，桩间距120cm，桩长1300cm（已经深入河床底中风化层2.5m），钢筋笼主筋采用14根Φ16螺纹钢，加强筋采用7根Φ16螺纹钢，箍筋采用Φ8圆钢，桩身混凝土采用C20砼，具体施工形式见下图1。
图1
2.2.锁口施工
施工钢筋混凝土防护桩时，浇注12.1米长的桩身混凝土，浇注完成后，在防护桩桩顶1米范围内开挖，挖出桩头，挖桩时不要破坏桩身钢筋，清理出新鲜混凝土面，然后在高1米范围内设置24根Φ16钢筋，间距20cm，布置形式如Ⅰ-I截面图，在锁口内侧钢筋增加4根Φ16钢筋加强锁口的抗剪强度，每隔1.2m设置1道环向Φ8箍筋，最后支立模板浇注混凝土把所有52根防护桩连接成整体形成120cm厚矩形环向锁口。
2.3.水泥搅拌桩施工
在混凝土柱桩缝隙间施工水泥搅拌桩，搅拌桩桩径50cm,水灰比1:0.5，桩长13m。
2.4.承台基坑开挖
使用长臂挖机进行深基坑开挖，首先从靠近40#墩方向开挖，边开挖边注意基坑渗水情况，并且在最先开挖的边角处一集水坑，设置一台泥浆泵随时抽水。基坑开挖至设计标高以上10cm，停止开挖，使用人工进行清底。然后夯填10cm碎石或砂夹碎石垫层。基坑排水采取在基坑底四周设排水沟及集水坑，并由专人负责排除基坑积水，严禁积水浸泡基坑。
2.5.承台施工
基坑开挖完成后及时施工承台，承台施工按实施性施工组织设计中水中承台施工方法进行施工。
（1）凿除桩头、桩基检测
桩头人工采用风镐凿除，上部采用风镐凿除，下部留有10～20cm由人工进行凿除。凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。将埋入承台的桩身钢筋整修成设计形状，复测桩顶高程，进行桩基检测。
（2）钢筋安装
承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品，运至现场绑扎。承台钢筋按规范进行焊接，钢筋网片之间采用架立钢筋焊接牢固，做到上下层网格对齐，层间距正确，并确保钢筋的保护层厚度，墩身预埋筋及其他预埋件按规定位置安装并牢固定位。
（3）模板安装
模板全部采用钢模板，并保证模板强度、刚度和稳定性。模板安装必须按施工规范标进行施工。
模板拼装利用吊车在基坑内逐块组拚，拼接表面必须平整、支撑牢靠。
支模前用全站仪测放承台四角点，墨线弹出模板的边线，支模后再用仪器进行复合校正。
（4）安装冷却水管及测温元件
大体积混凝土承台，由于结构截面大，混凝土所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，通过安装冷却管及时将水泥水化热传导出去，从而控制承台大体积混凝土芯部与表面、表面与外部温差，避免混凝土因温差效应开裂。
冷却循环水管采用φ20mm耐腐蚀的PPE管，上下层冷却水管间距及同层冷却水管间距均采用1.0m。进出水口安设调节流量的水阀和测流量设备。
冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。
循环冷却管排出的水在混凝土灌注未完之前，不得排至混凝土顶面。
（5）砼浇筑
混凝土浇筑采用拌和站集中拌制混凝土，混凝土输送车运送，混凝土泵车泵送入模，分层浇筑，插入式振捣棒振捣密实。浇筑完成后，及时覆盖浇水养生，拆除模板，经监理工程师检查合格后，对基坑进行回填养护。
混凝土分层浇筑，层厚控制在30cm以内，插入式振捣器捣固密实，一次性连续浇筑至设计标高。浇筑过程中设专人随时检查钢筋和模板的稳固性，发现问题及时处理。混凝土浇筑到顶初凝后，立即进行洒水覆盖养护，达到规定强度后拆除模板。其质量经监理工程师验收合格后，方可进行基坑的回填工作。
（6）冷却水管压浆
管道压浆采用与预应力相同的真空压浆工艺。采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐或普通硅酸盐水泥；掺入的粉煤灰、高效减水剂、彭胀剂等外加剂的含量按规定执行，严禁掺入氯化物或其它有腐蚀作用的外加剂。压浆泵采用连续式，同一管道压浆应连续进行，一次完成。压浆前用空压机吹管清除管道内杂物及积水，水泥浆拌制均匀后，须经2.5mm×2.5mm的滤网过滤方可压入管道。管道出浆口出浆浓度与进浆浓度一致后，方可关闭进出口阀门封闭保压。浆体注滿管道后，在0.50～0.60MPa的压力下保持2min，以确保压入管道的浆体饱满密实;压浆的最大压力不得超过0.60Mpa。
2.6.河道清理
承台施工完成后，抢先施工墩身，因为墩身有近6米左右在水流冲刷线以下，施工完成这一部分后，对基坑进行回填，回填高度到原河床高度后，对柱桩按破桩头施工方法对防护桩进行清理，疏通河道。
3.小结
本桥39#墩承台位于宾亨河正中，基坑开挖深度9.4米，开挖难度比较大，根据以往经验结合工程具体情况，本桥施工地点在广东省，一般雨季比较长，降雨量相对较大，施工期间正值汛期，施工时间紧迫，恰本项目钻机、水泥搅拌桩机现场均有，所以设计此施工方案。经过反复讨论施工方案，制定了采用柱桩围堰开挖的方案，制定了从防护桩围堰、开挖、止水、回填等各项技术措施，施工期间采取的各项防护、止水措施都发挥了应有的作用，不但确保了深基坑承台施工的安全质量，同时也积累了水中墩深基坑开挖施工经验。
在水中墩施工前，必须进行合理的设计，尽量避免和减少产生施工中存在的安全风险。在施工过程中，必须进行天气、安全的监控，随时掌握水位变化情况，根据现场条件，及时采取必要的安全防护措施。
目前，在桥梁水中墩设计施工中，深基坑开挖大多采用钢围堰的施工方法。但是在现场施工中，应该结合实际情况因地制宜、因时制宜制定施工组织设计，只有适合的才是最好的。
参考文献：
〔1〕郑承培，以深层搅拌桩做大型基坑围护质量事故的防治[J]建筑施工1994，（05）
〔2〕赵维茂,万军,郏鸿秋,等，用钻孔灌注桩及钢支撑作深基坑支护结构[J]建筑施工, 1994,(04)
〔3〕罗剑锋，深基坑岩层裂隙水降排施工技术[J];广东建材;2005年10期
〔4〕龚晓南，高有潮 深基坑工程设计施工手册 1998
〔5〕JGJ 120-1999.建筑基坑支护技术规程 1999
关键词：桥梁;水中墩;防护桩;水泥搅拌桩;基坑开挖
Abstract: along with our country speed up the pace of traffic construction, the proportion of each wire tunnels are big, in Bridges across rivers and lakes is more, after the completion of the pile foundation construction, and the excavation of pier cap technology security become a problem of on-site construction, wide this through Shi Jian across two extra-large bridge piers in water of deep foundation pit construction examples, provide some water piers of deep foundation pit construction technical measures and processing method.
Key words: Bridges; The water block; Protective pile; Cement mixing pile; excavation
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1.工程概况
1.1. 工程地理位置和概况
石涧跨二广高速公路特大桥中心里程为DK711+932.108，桥址处为低山丘陵地貌，山间谷地平坦处多为水田。附近植被发育良好，主要植被有竹、柑橘等。
该桥于DK712+448.82～DK712+571.12跨越宾河，该河为绥江支流。河流与桥梁交角41°，上游200m处为近90°的急弯，河面正宽36.0m。39#墩位于宾亨河中，施工桩基础采用筑岛围堰的施工方法，现阶段桩基础已经施工完成，由于筑岛后施工平台高程为24.04，设计承台底标高为14.773，开挖深度在9.4米左右，水中围堰开挖这种深基坑施工难度大，开挖危险系数高。
1.2.设计基本情况
(1)该桥孔跨布置為：
中心里程为DK711+932.108，全长1554.595m。桥梁结构形式为26-32.6m +3-24m+1-32m组合简支箱梁+1-(48+80+48m)连续梁+1-32m +3-24m简支组合箱梁+1-(40+56+56+40m)连续梁+1-32+3-24.6m简支梁。
(2)39#墩为9φ200cm群桩基础，承台为1160*1220*350cm矩形承台，桥墩采用双线圆端形实体桥墩。
2.施工方法
石涧跨二广高速特大桥39#墩位于宾亨河中，施工桩基础采用筑岛围堰的施工方法，从施工便道填筑出一引道至39号墩桩基位置，引道填筑标准同施工便道，便道填筑下部使用片石填筑，上部1.2m～1.5m用粘土填平，达到施工水位24.04m，然后采用草袋装粘土在施工平台四周按1：1的坡度修1m宽的围堰，防河水冲刷。桩基础已经施工完成，由于筑岛后施工平台高程为24.04，设计承台底标高为14.773，开挖深度在9.4米左右，水中围堰开挖这种深基坑施工难度大，开挖危险系数高，经研讨拟采用混凝土柱桩围堰开挖，首先在承台四周施工直径80cm桩长13m的钢筋混凝土桩基52根，再桩顶1米范围内施工矩形环向锁口，然后在每2根柱桩之间施工水泥搅拌桩进行止水。此后再施工基坑开挖。
2.1.混凝土柱桩施工
设计承台尺寸为1160cm×1220cm×350cm，在承台外1560cm×1560cm范围内施做直径80cm钢筋混凝土桩基52根，桩间距120cm，桩长1300cm（已经深入河床底中风化层2.5m），钢筋笼主筋采用14根Φ16螺纹钢，加强筋采用7根Φ16螺纹钢，箍筋采用Φ8圆钢，桩身混凝土采用C20砼，具体施工形式见下图1。
图1
2.2.锁口施工
施工钢筋混凝土防护桩时，浇注12.1米长的桩身混凝土，浇注完成后，在防护桩桩顶1米范围内开挖，挖出桩头，挖桩时不要破坏桩身钢筋，清理出新鲜混凝土面，然后在高1米范围内设置24根Φ16钢筋，间距20cm，布置形式如Ⅰ-I截面图，在锁口内侧钢筋增加4根Φ16钢筋加强锁口的抗剪强度，每隔1.2m设置1道环向Φ8箍筋，最后支立模板浇注混凝土把所有52根防护桩连接成整体形成120cm厚矩形环向锁口。
2.3.水泥搅拌桩施工
在混凝土柱桩缝隙间施工水泥搅拌桩，搅拌桩桩径50cm,水灰比1:0.5，桩长13m。
2.4.承台基坑开挖
使用长臂挖机进行深基坑开挖，首先从靠近40#墩方向开挖，边开挖边注意基坑渗水情况，并且在最先开挖的边角处一集水坑，设置一台泥浆泵随时抽水。基坑开挖至设计标高以上10cm，停止开挖，使用人工进行清底。然后夯填10cm碎石或砂夹碎石垫层。基坑排水采取在基坑底四周设排水沟及集水坑，并由专人负责排除基坑积水，严禁积水浸泡基坑。
2.5.承台施工
基坑开挖完成后及时施工承台，承台施工按实施性施工组织设计中水中承台施工方法进行施工。
（1）凿除桩头、桩基检测
桩头人工采用风镐凿除，上部采用风镐凿除，下部留有10～20cm由人工进行凿除。凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。将埋入承台的桩身钢筋整修成设计形状，复测桩顶高程，进行桩基检测。
（2）钢筋安装
承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品，运至现场绑扎。承台钢筋按规范进行焊接，钢筋网片之间采用架立钢筋焊接牢固，做到上下层网格对齐，层间距正确，并确保钢筋的保护层厚度，墩身预埋筋及其他预埋件按规定位置安装并牢固定位。
（3）模板安装
模板全部采用钢模板，并保证模板强度、刚度和稳定性。模板安装必须按施工规范标进行施工。
模板拼装利用吊车在基坑内逐块组拚，拼接表面必须平整、支撑牢靠。
支模前用全站仪测放承台四角点，墨线弹出模板的边线，支模后再用仪器进行复合校正。
（4）安装冷却水管及测温元件
大体积混凝土承台，由于结构截面大，混凝土所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，通过安装冷却管及时将水泥水化热传导出去，从而控制承台大体积混凝土芯部与表面、表面与外部温差，避免混凝土因温差效应开裂。
冷却循环水管采用φ20mm耐腐蚀的PPE管，上下层冷却水管间距及同层冷却水管间距均采用1.0m。进出水口安设调节流量的水阀和测流量设备。
冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。
循环冷却管排出的水在混凝土灌注未完之前，不得排至混凝土顶面。
（5）砼浇筑
混凝土浇筑采用拌和站集中拌制混凝土，混凝土输送车运送，混凝土泵车泵送入模，分层浇筑，插入式振捣棒振捣密实。浇筑完成后，及时覆盖浇水养生，拆除模板，经监理工程师检查合格后，对基坑进行回填养护。
混凝土分层浇筑，层厚控制在30cm以内，插入式振捣器捣固密实，一次性连续浇筑至设计标高。浇筑过程中设专人随时检查钢筋和模板的稳固性，发现问题及时处理。混凝土浇筑到顶初凝后，立即进行洒水覆盖养护，达到规定强度后拆除模板。其质量经监理工程师验收合格后，方可进行基坑的回填工作。
（6）冷却水管压浆
管道压浆采用与预应力相同的真空压浆工艺。采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐或普通硅酸盐水泥；掺入的粉煤灰、高效减水剂、彭胀剂等外加剂的含量按规定执行，严禁掺入氯化物或其它有腐蚀作用的外加剂。压浆泵采用连续式，同一管道压浆应连续进行，一次完成。压浆前用空压机吹管清除管道内杂物及积水，水泥浆拌制均匀后，须经2.5mm×2.5mm的滤网过滤方可压入管道。管道出浆口出浆浓度与进浆浓度一致后，方可关闭进出口阀门封闭保压。浆体注滿管道后，在0.50～0.60MPa的压力下保持2min，以确保压入管道的浆体饱满密实;压浆的最大压力不得超过0.60Mpa。
2.6.河道清理
承台施工完成后，抢先施工墩身，因为墩身有近6米左右在水流冲刷线以下，施工完成这一部分后，对基坑进行回填，回填高度到原河床高度后，对柱桩按破桩头施工方法对防护桩进行清理，疏通河道。
3.小结
本桥39#墩承台位于宾亨河正中，基坑开挖深度9.4米，开挖难度比较大，根据以往经验结合工程具体情况，本桥施工地点在广东省，一般雨季比较长，降雨量相对较大，施工期间正值汛期，施工时间紧迫，恰本项目钻机、水泥搅拌桩机现场均有，所以设计此施工方案。经过反复讨论施工方案，制定了采用柱桩围堰开挖的方案，制定了从防护桩围堰、开挖、止水、回填等各项技术措施，施工期间采取的各项防护、止水措施都发挥了应有的作用，不但确保了深基坑承台施工的安全质量，同时也积累了水中墩深基坑开挖施工经验。
在水中墩施工前，必须进行合理的设计，尽量避免和减少产生施工中存在的安全风险。在施工过程中，必须进行天气、安全的监控，随时掌握水位变化情况，根据现场条件，及时采取必要的安全防护措施。
目前，在桥梁水中墩设计施工中，深基坑开挖大多采用钢围堰的施工方法。但是在现场施工中，应该结合实际情况因地制宜、因时制宜制定施工组织设计，只有适合的才是最好的。
参考文献：
〔1〕郑承培，以深层搅拌桩做大型基坑围护质量事故的防治[J]建筑施工1994，（05）
〔2〕赵维茂,万军,郏鸿秋,等，用钻孔灌注桩及钢支撑作深基坑支护结构[J]建筑施工, 1994,(04)
〔3〕罗剑锋，深基坑岩层裂隙水降排施工技术[J];广东建材;2005年10期
〔4〕龚晓南，高有潮 深基坑工程设计施工手册 1998
〔5〕JGJ 120-1999.建筑基坑支护技术规程 1999