浅谈深水基坑安全施工的保障措施

郑如滨

摘 要：在本文中主要通过对深水基坑施工情况进行分析，阐述实际工程上施工生产中安全方面的注意事项，探讨深水基坑施工中设计方案在实操过程中安全方面的保障措施，从而为相似或相近的工程提供切实可行的参考经验。

关键词：深水基坑；拉森桩围堰；封底施工

1 工程概况

水阳江特大桥跨杨村水电站连续梁位于宣城市宣州区杨村水电站蓄水库深水区，是一座1-（60+100+60）m的水上连续梁。本连续梁的两座主墩为180#和181#，均位于蓄水库深水区中，桩基础采用10根直径2m的钻孔桩，承台尺寸为19.2*12.8*5.5m，拆除钻孔平台后制作拉森桩防水围堰进行承台施工，墩身施工完成后拆除拉森桩防水围堰进行连续梁0#托架法现浇施工。其中，施工最危险的阶段为深水基坑施工，栈桥面高程为19m，正常水面高程为16.2m，河底一般冲刷线高程为12m，承台底高程为6.681m，基坑开挖完成后深度达到12m。深基坑、高水压、快流速，给施工带来巨大的困难，使施工存在巨大的危险。

2 基坑围堰设计结构形式

基坑平面尺寸15.8m×22.2m，开挖深度以较大值181#进行计算，取值为13.4m。采用15m长的SP-IV型钢板桩，在挖深1.5m、6.5m和9m处设置三道水平钢管内撑，内撑位置钢管型号为Φ630×10mm，设I56b双拼工字钢腰梁。

3 施工流程及过程控制要点

3.1 施工流程

钻孔钢平台拆除→插打拉森桩→抽水制作第一道围檩及内支撑→抽水开挖制作第二道围檩及内支撑→抽水开挖制作第三道围檩及内支撑→抽水开挖进行封底混凝土施工→一步承台施工→回填、拆除第三道内支撑、二步承台施工→拆除第三道围檩和第二道内支撑、回填→墩身施工→围堰拆除。

3.2 拉森桩施工及安全控制要点

钻孔桩施工完成后，拆除水上钻孔平台，拉森桩采用SP-Ⅳ型拉森桩，宽400mm，高310mm，重77Kg/m。拉森桩施工关系到基坑止水和结构稳定性，施打前一定要准确放出中线。打桩前，对拉森桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的拉森桩，防止打入后渗水严重。在插打过程中，对拉森桩的锁口进行内涂油脂，以方便打入和拔出。同时，监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，应拔起重打。拉森桩插打形成闭合后，进行围堰外侧水面至河床底部位的立面封堵，封堵采用塑料薄膜，安排潜水员在水下进行，并安排一名盯控人员随时做好应急准备。

3.3 围檩施工及安全控制要点

根据基坑理论深度共设置3道围檩，围檩采用2根56b型双拼工字钢错开截面焊接接长。设置Φ630×10mm钢管柱作为横撑，四角设置斜撑，斜撑与横撑夹角45°。施工时，首先在拉森桩上焊接三角形托架，然后将预制围檩吊装并在四角处焊接牢固，最后将钢管柱斜撑和横撑顶在围檩上并焊接牢固。托架间距两米设置一个，施工时进行测量定位，保证托架处于同一水平面。吊装完围檩后，检查每一个托架是否与围檩贴紧，发现有空隙的地方采用钢板进行支垫。同时检查围檩与拉森桩凸面是否密贴，在不密贴处塞满木楔子，在围檩与拉森桩凹面焊接适当长度的I28工字钢，增大围檩与拉森桩的接触面积，使围檩受力均匀分布。安装钢管柱横撑和斜撑时，在钢管柱与围檩接触的地方，设置加强钢板，防止接头处受力变形，使横撑和斜撑发生扭曲。

3.4 基坑开挖施工及安全控制要点

3.4.1 抽水施工

深水基坑钢围堰施工完成后，安排潜水员对水下拉森桩外侧进行堵缝，保证围堰的防水能力。然后进行围堰内抽水工作，抽水采用4台200m3/h离心泵进行，抽水开始即开始围堰的沉降位移观测，如发现围堰沉降位移累计值达到预警值时，立即采取加固等有效措施进行处理，待加固措施完成后，基坑的沉降位移趋于稳定时才能继续进行抽水。抽水至围檩设计标高以下0.5m，停止抽水进行围檩施工。第一道围檩施工完毕后继续抽水，直至第二道围檩下0.5m。在围檩施工过程中，需要有专职人员盯控基坑内水位情况，围堰缝隙渗水量过多时，开启离心泵进行抽水。

3.4.2 基坑开挖施工

第二道围檩安装完后，采用小型挖掘机配合长臂挖掘机共同进行基坑土方开挖施工。首先将小型挖掘机吊至基坑内，将围堰与桩头狭小空间处的土或石堆积至长臂挖掘机可作业的区域，由长臂挖掘機装入自卸汽车内运出场内。开挖至第三道围檩位置，进行基坑的沉降位移观测并进行最后一道围檩的安装施工。第三道围檩安装完毕后，继续基坑开挖施工。随着深度的增加，基坑存在的安全隐患越大，从第三道围檩位置开挖至封底混凝土层的过程中，需要安排专职安全员，24小时轮班盯控基坑的渗水情况和围堰的变形情况，并且此次开挖过程控制在24小时内最佳。封底混凝土浇筑厚度为0.5m，浇筑至承台底的高程位置，围堰内部受力趋于稳定期间需要定期对围堰进行沉降位移观测，直至围堰拆除。

3.5 拆除围堰施工及安全控制要点

一步承台施工完毕后，为保证基坑结构安全，进行承台边至围堰区域的回填施工。回填料采用河卵石和细沙，沉淀后在表层浇筑300mm厚混凝土作为转换支撑。拆除第三道围檩的钢管柱横撑和斜撑，进行二步承台施工，为进一步保证基坑底部安全，二步承台施工完成后进行承台边至围堰区域的回填。墩身施工完毕后，进行基坑内充水，待基坑内外水位一致时，拆除所有支撑、围檩和围堰。

4 位移观测控制要点及措施

深水基坑监测以勘察院给定标准点为起始工作基准点，在安装完内支撑后的拉森桩上焊接沉降位移观测标。在基坑开挖前应测得稳定初始值，且不应少于2次，从基坑土方开挖期间，每1～3天观测1次，稳定后每5～7天观测1次，并作观测记录。水平位移累计值超过40mm，垂直沉降累计值超过50mm时，进行红色预警。当结构变形超过累计值或基坑外部受力环境变化较大时，应加密观测并进行连续监测。监测工作以全站仪测量为主，并与日常的巡视工作相结合，施工期间，做好现场监测点的保护工作，每次监测前，对所使用的控制点进行校核，如若发现有位移，需要按布网时的测量精度恢复。

5 安全机制、安全教育、安全检查

5.1 落实安全生产责任制

建立以岗位责任制为中心的安全生产责任制，必须制度明确，责任到人，对施工生产中注重安全生产的个人和班组给予重奖，对忽视安全的施工行为给予重罚，对造成安全事故者视其情节轻重进行处理。

5.2 进行安全教育

开工前，结合施工现场实际情况，针对每道工序做出详细的施工安全工作的交底，分发至操作人员手中，组织逐条学习、落实，并应在施工过程中检查督促，严格执行。严格执行交接班制度，坚持工前讲安全、工中查安全、工后评安全的“三工制”活动。定期进行安全检查制度，项目部每周检查一次，工班每天检查一次，发现不安全因素，立即指定专人限期整改。

5.3 开展安全检查

在日常工作中，对每道工序安全技术交底的落实情况进行检查；对所有施工人员所需的安全用品使用情况进行检查；对所有施工人员实际操作行为进行检查；对运转的机械状态和操作行为进行检查。检查施工现场防洪、防火、用电的配套设施，检查场内危险地方的警告标志是否齐全。加强大型机械养护与维修工作，搞好各种大型机械的管理。

6 结束语

随着我国高铁事业的飞速发展，动车组列车成为中短途出行的快捷交通工具，建设桥梁工程将在城市间逐步展开。为适应各种地形地貌，桥梁工程的基础施工需要采用不同种类的结构形式。深水基坑施工作为桥梁基础施工中技术上的难点和安全上重点，值得我们深入的进行分析研究，总结并创新出更加安全、更加快捷的施工方法和安全保障措施。

参考文献：

[1] JGJ 120-2012.建筑基坑支护技术规程[S].

[2] GB 50497-2009.建筑基坑工程监测技术规范[S].

[3] JGJ 311-2013.建筑深基坑施工安全技术规范[S].