浅析滩涂路段桥台和涵洞基坑开挖与支护方案

浅析滩涂路段桥台和涵洞基坑开挖与支
护方案
摘要：在道路基坑施工过程中会遇到各种不同地质的路段，需根据实际情
况采取针对性的施工方案，但如何在沿海滩涂这种不良地质和施工困难路段进行
大尺寸基坑开挖，施工方案如何拟定、施工过程中如何解决排水问题、如何保证
基坑安全稳定等一系列问题都需要深入探讨。

本文结合所从事的国省干线公路联
十一线涵江段A3合同段，通过对其桥台、涵洞基坑开挖与支护的难点进行分析，制定相应的施工方案，为今后在类似条件下进行桥台涵洞基坑开挖与支护提供参考。

关键词：桥台涵洞；深基坑；开挖与支护
1 前言
在各种地质条件下修筑公路桥梁，对我国来说早已司空见惯。

然而，在沿海
滩涂段落，地质均位于淤泥层，开挖尺寸较大较深的情况下进行基坑开挖与支护，由于开挖过程存在较大安全隐患，且施工条件较为困难，因此此类状况下基坑开
挖与支护方案仍具有较大研究性，挑战性。

为此，本文从工程项目概况、施工方
案拟定、施工工艺介绍几个方面对国省干线联十一线A3合同段中的桥台、涵洞
基坑开挖与支护进行介绍，为相关从业人员在遇到类似工程条件下如何进行基坑
开挖与支护作业提供借鉴。

2 工程概况
2.1工程简介
联十一线A3合同段，北接锦岚互通，南接三江口互通，全长3.3公里，其中路基长1.8公里，桥梁长1.5公里，按一级公路标准设计，设计速度为80km/小时，线路内分布有桥梁5座，涵洞2座。

桥台基坑开挖10道，涵洞基坑开挖2道。

2.2桥台、涵洞工程情况
该项目的桥台、涵洞基坑总体概况详见表2-1和表2-2。

其中桥梁最大开挖深度达6.462m，涵洞最大开挖深度达7.4m。

表2-1 桥台基坑概况
注：图中涉及单位均为（m）。

表2-2 涵洞基坑概况
2.3水文地质情况
本合同段路线穿过地貌沿海滩涂路段，在长期的静水和缓慢流水环境中逐渐沉积出较厚的淤泥层，厚度5.8~15m不等的淤泥质地，淤泥层的天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高，工程地质条件很差，中间夹杂有有机质的细粒土，具有触变性，流动性显著，稳定性差，工程地质条件差。

地面高差小，地上沟渠众多，水量充沛，该区域主要为原为海水养殖区域，布满小河与鱼塘，部分路段跨越潮间带，水位受海潮影响较大。

由现场勘察钻孔可知地下水埋深0.5~0.6米，标高2.55~3.0米。

3 施工方案拟定
3.1工程施工难点分析
结合调查资料及现场勘查水文地质资料总结，对于该路段桥台、涵洞基坑开挖与支护施工难点在于：
1. A3合同段整段位于填海范围，路线位于海边滩涂地段，路线经过地段原为滩涂养殖区，后因海岸线外移，逐渐填海形成陆地，但地表仍分布有较深的淤泥层，土层的含水量高，不易固结，全路线桥台、涵洞基坑均位于淤泥层，地质条件差，基坑开挖和施工过程中极易发生失稳；
2.该段落地下水位高，地下水埋深仅0.5~0.6m，地下水位标高受潮汐影响较大，由于项目处于填海新区，周边路网尚未形成，相关排水设施尚未完善，基坑开挖过程中无法通过基坑外围井点降水等措施降低地下水位，只能通过基坑支护来隔离开地下水，并通过基坑内部井点抽水来排除基坑内部积水；
3.该项目涵洞及桥台的基坑开挖尺寸较大，基坑开挖深度最深达7.4m，对基坑开挖和支护增加了较大的难度。

3.2方案拟定
根据场地工程地质条件及桥梁涵洞设计，本路段桥梁、涵洞位于填砂和淤泥等地层，不具备放坡开挖条件（若开挖放坡边坡率需要很缓才可保证边坡稳定，因此造成开挖面极大），故常规开挖放坡方案已不可取，因此考虑采用钢板桩支护。

由于地下水位高，基坑开挖和支护过程需要兼顾排水需求，施工过程中还要考虑安全防护，经综合考虑，全路段桥台及涵洞基坑采用外侧钢板桩（钢管桩）支护，中间型钢围檩加固，内侧采用钢管内支撑进行加固的支护方案。

采取这种支护方案的优点是基坑支护完全依靠内部结构支撑，安全可靠，外侧采用拉森钢板桩可以有效隔离地下水。

支撑设计概况见表3-1。

表3-1 支撑设计概况
为确保施工过程基坑内部排水顺畅，基坑支护时预留的施工活动平台宽度为1米，基坑四周设置0.3米宽的矩形排水沟，在基坑底部沿对角线位置设置2个尺寸为长宽各为0.8米，深度为1米的集水井，确保排水通畅[2]。

4 施工工艺
4.1桥台、涵洞基坑开挖支护总流程
图4-1 基坑开挖支护总流程
4.2钢板（管）桩施工
4.2.1施工准备
1、施工用的钢板桩运到现场后排列整齐，由于钢板桩材料质量较重，在场
地的选择上要找地势平坦且地面比较坚固的地方进行堆放，以防材料堆放地方发
生地面下沉，堆放的地点还要考虑大型车辆进出比较方便，堆放后进行检查、分
类和编号；
2、施工前要先对施工机械进行检查，确保符合使用要求，填写施工机械报
验单，检查合格合方可使用；
3、测量放样，特别要做好控制点的保护措施，施工前先基坑四周进行准确
放样，做好标记，然后沿着放样好的位置逐根插打，同时保证垂直度。

4.2.2钢板桩施工
钢板桩采用SP-U400*170*15.5钢板桩（Q295bz），打设前需进行除锈、调
直处理，施打过程中有不断观察，确保钢板桩不要发生倾斜，当倾斜度超过1%时
要及时调整纠正，采用逐桩施打，渐渐闭合的方式施工，该方法打入精度高，操
作易于控制，可实现封闭合拢[3]。

4.2.3钢管桩施工
施工前先对基坑的对角线进行放样，并埋竹片，做好标记。

确定第一根钢管
桩的位置，然后用打桩机进行插打，第一根完成后要设立导向卡，根据设立的导
向卡再进行第二根钢管桩的施工。

要注意施打深度，先到稳定再依次到设计深度。

4.3基坑土方开挖
本合同段内主线涵洞涵长在72～86m，涵洞采用分幅施工，先施工左半幅基
坑支护和涵洞，完成后再施工右半幅基坑支护和涵洞。

遵循“开槽之前先设置好
支撑、待先撑稳固后再进行开挖、采取分层开挖的方式、严格控制超挖”，每层
的开挖顺序应为先四周再中间，以保证受力均匀，开挖方式选择机械开挖。

基坑
开挖及出土示意图如图4-2：
图4-2 基坑开挖及出土方法
4.4钢支撑施工
施工流程如图4-3：
图4-3 钢支撑施工流程
桥台基坑围檩采用HW428×407型钢，涵洞基坑围檩采用HW300*300型钢（双拼）；桥台基坑支撑采用φ426*10的钢管支撑，涵洞基坑支撑采用
φ610*12的钢管支撑，大样图见图4-4：
1.
腰梁与托架大样（b）钢管横撑与腰梁连接大样
图4-4 钢板桩（钢管桩）连接大样图
4.5涵洞基坑地基加固处理说明
4.5.1地基处理参数
经过安全稳定验算，该项目基坑两侧和基底采用PTC管桩的软基处理方式。

K5+530涵洞基底处编号为P6~P12的PTC管桩采用间距为2.2*2.2m正三角形
布置，基坑两侧位置按2.3*2.3m正三角形布置，PTC管桩型号为PTC-400（60）AB-12；涵身部分PTC管桩长14米，涵身外部分PTC长18米。

桩帽顶标高为-
0.1m，桩帽长宽高分别为140*140*35cm。

K6+510 涵洞基底处编号为P6~P12的PTC管桩采用间距为2.2*2.2m正三角
形布置，基坑两侧位置按2.3*2.3m正三角形布置，PTC管桩型号为PTC-400（60）AB-12；涵身部分PTC管桩长14米，涵身外部分PTC长18米。

桩帽顶标高为-
0.68m，桩帽长宽高分别为140*140*35cm。

4.5.2地基处理技术指标
管桩施工实测项目及其规范值见表4-1：
表4-1 管桩施工实测项目及其规范值[4]
单桩承载力、复合地基承载力要求：PTC管桩单桩承载力≥500KN；复合地基承载力≥180Kpa。

4.6桥台桩基破桩头施工
施工完的桩基达到破桩头条件后凿除桩头，凿除过程中切忌损伤钢筋，不得
超凿。

采用全站仪测出中心点，同时检测是否偏位，并进行承台边线位置的放样，根据设计及规范校对桩顶标高[5]。

4.7混凝土垫层施工
涵洞基坑钢板桩围堰砼封底垫层厚度30cm，采用C25混凝土，桥台基坑钢管（板）桩，围堰砼封底垫层厚度15cm，采用C15混凝土。

砼顶面标高即涵洞、承
台底标高，砼浇筑后要找平。

此砼作用类似地梁，承受下支点水平推力同时固定
钢板（管）桩。

4.8基坑排水降水措施
施工过程中要做好基坑的临时排水，可以在基坑底对角线设置2个长、宽、
深分别为800 ×800 ×1000mm的集水井，并沿基坑四周开挖临时排水沟，当基
坑里面有积水时及时用水泵抽出流入集水井内的地下水，并排于坑外指定处。

4.9拆除围堰
结构物施工完成后，对台背进行回填，之后拔除拉森钢板桩（钢管桩），清
洗干净后，堆放整齐，以备下次使用。

拔除前应认真研究拔桩方式、顺序、时间
和土孔处理办法，方可进行拔除。

拔出后，其孔隙用膨润土浆或中粗砂及时填充
密实。

此处利用振拔设备，它的原理为：通过液压振动，扰动土体，破坏其粘聚力，且克服阻力，在振拔作用下将其拔除。

4.10基坑支护施工技术要求
根据基坑支护施工工艺，提出以下要求和注意事项：
（1）钢板桩采用拉森Ⅳ型。

（2）钢板桩打设前注意锈迹清除，垂直度调整。

插口涂黄油。

（3）钢板桩在施工过程，要严格按照放样的位置施打，确保位置准确，施
工过程中要严格控制桩身垂直度，若发现倾斜，应立即采取纠正措施或拔起重打。

钢板桩垂直度控制偏差为1%，紧密锁口。

（4）钢板（管）桩拔出后，应填充密实其空隙（可采用水泥浆或中粗砂）。

（5）在钢板（管）桩设置钢围檩连接，具体标高详见基坑支护立面图，工
字钢放置在角钢托架上。

（6）钢围檩应安装在同一水平线上，钢围檩与基槽土之间的空隙用C20砼
填充。

5 结语
本文详细介绍并分析了在沿海滩涂软土地质段落下大尺寸桥台、涵洞基坑的
开挖与支护施工方案、施工难点和施工注意事项。

根据地质调查资料与现场勘察
情况，在软基采用PTC管桩的情况下，采用“钢板桩（钢管桩）+型钢围檩+钢管
内支撑”支护，遵循“开槽之前先设置好支撑、待先撑稳固后再进行开挖、采取
分层开挖的方式、严格控制超挖”的原则进行基坑开挖工作，较好的解决了滩涂
地段基坑开挖这一难题，为今后在类似工程地质环境下进行桥台、涵洞基坑开挖
与支护施工作业提供了一定的参考和借鉴作用。

参考文献：
[1] JGJ120-2012, 建筑基坑支护技术规程[S].
[2] 苟治强. 桥台基坑支护结构, CN201933421U[P].
[3] 林炳宏. 钢板桩支护在深基坑开挖中的应用[J]. 科技信息：科学教研, 2007(16):113-113.
[4] 唐俊华. 复杂环境下软土基坑钢管桩围护体系研究[J]. 城市道桥与防洪, No.229(5):26+278-281.
[5] 周炎辉. 莲花大桥桥台斜坡深基坑开挖施工技术[J]. 科技展望, 2015, 25(35).。