[摘 要]结合京沪高铁濉河特大桥粉土地质承台开挖施工，分析在粉质土层承台开挖施工工艺。
[关键词]承台、粉土地质、基坑防护、钢板桩
[关键词]承台、粉土地质、基坑防护、钢板桩
1 工程概况
我部负责濉河特大桥DK712+990（712#墩）～DK721+570（978#墩）段施工，位于安徽宿州墉桥区，线路全长8.58km，共有桩基2144根，墩柱267个，承台267个。该施工段地下水位较浅，地下水位线在1.5-2m之间。表层地质为第四纪全新粉土：褐黄色，灰黄色，浅黄色，潮湿饱和，具有流塑性。该层厚度一般从地面以下0-8m.承台尺寸为10.5×5.6×2m，地面至承台底挖深为2.5-4.5m。978#墩位于老奎河北岸，承台尺寸为12.2×8.1×2.5m，承台自地面至承台底挖深为6.5m，另由于此处位于河道内，其地下水及其丰富。
2 施工准备
2.1 场地平整
开挖前用挖机将施工场地进行平整，并清除场地内杂物。
2.2 技术准备
施工前组织有关人员熟悉施工图纸及场地的地下土质，做到心中有数。根据基础平面图，定出基坑开挖线，测定出基坑开挖标高基点。
2.3 人员组织及机械设备配置
我部负责濉河特大桥DK712+990（712#墩）～DK721+570（978#墩）段施工，位于安徽宿州墉桥区，线路全长8.58km，共有桩基2144根，墩柱267个，承台267个。该施工段地下水位较浅，地下水位线在1.5-2m之间。表层地质为第四纪全新粉土：褐黄色，灰黄色，浅黄色，潮湿饱和，具有流塑性。该层厚度一般从地面以下0-8m.承台尺寸为10.5×5.6×2m，地面至承台底挖深为2.5-4.5m。978#墩位于老奎河北岸，承台尺寸为12.2×8.1×2.5m，承台自地面至承台底挖深为6.5m，另由于此处位于河道内，其地下水及其丰富。
2 施工准备
2.1 场地平整
开挖前用挖机将施工场地进行平整，并清除场地内杂物。
2.2 技术准备
施工前组织有关人员熟悉施工图纸及场地的地下土质，做到心中有数。根据基础平面图，定出基坑开挖线，测定出基坑开挖标高基点。
2.3 人员组织及机械设备配置
1.5 材料配置
3.陆上承台粉土地质基坑施工方法及施工要点
3.1 基坑防护施工方法
该施工段陆上承台深度在2.5m至4.5m之间，根据本工程现场的地质及水文条件，基坑采用放坡开挖结合I20工字钢支护施工。坑底尺寸在基础尺寸外加1米做为工作面，工作面外设置0.5米宽排水沟，排水沟设置一定纵向坡度，将水汇集至坑角集水坑内，用水泵排除至基坑外，坡比采用1：1.25放坡。然后挖掘机边开挖边插打工字钢进行防护。
3.2 基坑放样
由测量人员用全站仪精确测量基槽平面位置，根据承台底面尺寸及埋置深度、地质水文条件等确定基坑开挖的尺寸。
3.3 基坑开挖
基坑使用挖掘机开挖，自卸汽车运土至指定地点存放。基坑顶部无静荷载。根据现场土质实际情况适当调整开挖坡度，开挖至基底以上20cm范围采用人工开挖防止超挖，在进行承台或者墩柱施工前，人工突击挖除，并尽快进行下道工序施工。
开挖过程中，随时注意基坑四周的土质情况。并进行边开挖边防护，开挖一段就将工字钢打入开挖边缘，然后再用编织袋进行码砌或者工字钢外放大块钢模板进行挡护。并在基坑顶面设置截水沟防止地面水流入基坑，边坡处采用彩条布防护，保证基坑内长期不被水侵蚀，基坑底设置集水坑。
基坑开挖及进行基础施工过程中，运土自卸汽车必须按既定的马道行走，基坑其他方向10米范围不许任何机动车辆通过，防止动荷载引起坑壁塌方。10米外车辆通过时，需加强对坑壁监测。
3.4 施工中存在问题及应对措施
3.4.1 存在问题
由于雨季施工，部分地段地下水位太高，粉土流塑性太强，在排水的过程中，坑外的水流经过板桩底端从下向上流进集水井，水对土粒施加一种向上 的渗透力，超过了坑底下地基土在水中的浮密度时，土粒被向上的水流“冲”起来，使坑底土挖后回涌。基坑周围，由于其深层土粒流走，产生空隙而沉陷，造成基坑周围坍方。
3.4.2 应对措施
采用降水里降低地下水位。在基坑两侧各打一个降水井，降水井直径50cm，深15m，用水泵持续往外抽水。并将承台开挖的深度，控制到承台底0.2m以下，承台底换填0.2m的碎石、砂砾层。
通过井点法降低地下水位后，陆上承台施工得以顺利进行。
4.978#墩深基坑承台开挖施工方法及要点
978#墩位于老奎河岸边，靠近堤坝，属水中基础，采用钢板桩围堰的施工方案，即在墩位处筑岛插打钢板桩围堰，然后再施工桩基础及承台。先筑岛形成施工平台，平台的周围用砂袋进行防护，筑岛高度6m，承台尺寸为8.1×12.2×2.5m，岛面尺寸11×16m，然后插打钢板桩围堰，围堰尺寸为10×14m，钢板桩长度12m，伸入承台底6m。
4.1 钢板桩围堰
4.1.1 钢板桩的整理
钢板桩运到工地后，应进行检查、编号及登记。
锁口检查：用一块长1.5m～2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。检查是用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行，
凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况分别用冷弯、热敲（温度不超过800℃～1000℃）、焊补、铆补、割补或接长。
板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊口或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板接长缝应错开。
如需要有吊桩孔及拨桩孔时（用振动打拨桩机附有夹具设备时则不需吊桩孔及拨桩孔），应事先钻好孔，拨桩孔应焊加劲板，以免拨桩时拉裂。
钢板桩采用单块或组桩插打，组桩及单桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏（质量配合比为：黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土=2∶2∶2∶1）以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。
4.1.2 钢板桩的吊运及插打
插打前的准备：
设置钢板桩导向框架。
在顶层内导环上用红线画分桩位，以便在插打钢板桩过程中逐组核对尺寸。为使在搬运和插打过程中，不致弄错钢板桩的顺序，要根据锁口套情况，将钢板桩编成A、B两种，用红线标出。
钢板桩的吊运：
钢板桩的准备工作完成后，运至墩位处，采用筑岛法汽运。按插桩顺序堆码。堆码层数最多不超过四层，每层用垫木搁置，其高差不得大于10mm，上下层垫木中线应在同一直线上，允许偏差不得大于20mm。
3.1 基坑防护施工方法
该施工段陆上承台深度在2.5m至4.5m之间，根据本工程现场的地质及水文条件，基坑采用放坡开挖结合I20工字钢支护施工。坑底尺寸在基础尺寸外加1米做为工作面，工作面外设置0.5米宽排水沟，排水沟设置一定纵向坡度，将水汇集至坑角集水坑内，用水泵排除至基坑外，坡比采用1：1.25放坡。然后挖掘机边开挖边插打工字钢进行防护。
3.2 基坑放样
由测量人员用全站仪精确测量基槽平面位置，根据承台底面尺寸及埋置深度、地质水文条件等确定基坑开挖的尺寸。
3.3 基坑开挖
基坑使用挖掘机开挖，自卸汽车运土至指定地点存放。基坑顶部无静荷载。根据现场土质实际情况适当调整开挖坡度，开挖至基底以上20cm范围采用人工开挖防止超挖，在进行承台或者墩柱施工前，人工突击挖除，并尽快进行下道工序施工。
开挖过程中，随时注意基坑四周的土质情况。并进行边开挖边防护，开挖一段就将工字钢打入开挖边缘，然后再用编织袋进行码砌或者工字钢外放大块钢模板进行挡护。并在基坑顶面设置截水沟防止地面水流入基坑，边坡处采用彩条布防护，保证基坑内长期不被水侵蚀，基坑底设置集水坑。
基坑开挖及进行基础施工过程中，运土自卸汽车必须按既定的马道行走，基坑其他方向10米范围不许任何机动车辆通过，防止动荷载引起坑壁塌方。10米外车辆通过时，需加强对坑壁监测。
3.4 施工中存在问题及应对措施
3.4.1 存在问题
由于雨季施工，部分地段地下水位太高，粉土流塑性太强，在排水的过程中，坑外的水流经过板桩底端从下向上流进集水井，水对土粒施加一种向上 的渗透力，超过了坑底下地基土在水中的浮密度时，土粒被向上的水流“冲”起来，使坑底土挖后回涌。基坑周围，由于其深层土粒流走，产生空隙而沉陷，造成基坑周围坍方。
3.4.2 应对措施
采用降水里降低地下水位。在基坑两侧各打一个降水井，降水井直径50cm，深15m，用水泵持续往外抽水。并将承台开挖的深度，控制到承台底0.2m以下，承台底换填0.2m的碎石、砂砾层。
通过井点法降低地下水位后，陆上承台施工得以顺利进行。
4.978#墩深基坑承台开挖施工方法及要点
978#墩位于老奎河岸边，靠近堤坝，属水中基础，采用钢板桩围堰的施工方案，即在墩位处筑岛插打钢板桩围堰，然后再施工桩基础及承台。先筑岛形成施工平台，平台的周围用砂袋进行防护，筑岛高度6m，承台尺寸为8.1×12.2×2.5m，岛面尺寸11×16m，然后插打钢板桩围堰，围堰尺寸为10×14m，钢板桩长度12m，伸入承台底6m。
4.1 钢板桩围堰
4.1.1 钢板桩的整理
钢板桩运到工地后，应进行检查、编号及登记。
锁口检查：用一块长1.5m～2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。检查是用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行，
凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况分别用冷弯、热敲（温度不超过800℃～1000℃）、焊补、铆补、割补或接长。
板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊口或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板接长缝应错开。
如需要有吊桩孔及拨桩孔时（用振动打拨桩机附有夹具设备时则不需吊桩孔及拨桩孔），应事先钻好孔，拨桩孔应焊加劲板，以免拨桩时拉裂。
钢板桩采用单块或组桩插打，组桩及单桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏（质量配合比为：黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土=2∶2∶2∶1）以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。
4.1.2 钢板桩的吊运及插打
插打前的准备：
设置钢板桩导向框架。
在顶层内导环上用红线画分桩位，以便在插打钢板桩过程中逐组核对尺寸。为使在搬运和插打过程中，不致弄错钢板桩的顺序，要根据锁口套情况，将钢板桩编成A、B两种，用红线标出。
钢板桩的吊运：
钢板桩的准备工作完成后，运至墩位处，采用筑岛法汽运。按插桩顺序堆码。堆码层数最多不超过四层，每层用垫木搁置，其高差不得大于10mm，上下层垫木中线应在同一直线上，允许偏差不得大于20mm。
钢板桩的插打：
用吊机的两个吊钩起吊和下放，使钢板桩成垂直状态，脱出小钩移向安插位置，插入业已就位的钢板桩锁口中。起吊前，锁口内填嵌黄油沥青混合料。箍紧钢板桩用的夹板，在插入锁口时逐个拆除。
插打钢板桩时应保证其倾斜度不大于0.5%，且要紧靠内导框，其间隙不得大于20mm。否则要采取措施，检查加固内外导框等。
钢板桩的合拢：
由于各种因素的影响，钢板桩合拢口不可能与设计尺寸丝毫不差，当误差不大时可采取千斤顶互顶、滑车组张拉等办法调整合拢口尺寸，然后插入合拢钢板桩。当误差较大采取上述措施仍无法合拢时，可制作异形钢板桩进行合拢。
4.1.3 钢板桩内支撑安装
钢板桩插打完成根据开挖深度及水位差确定支撑数量，支撑采用I30工字钢并排焊接，紧贴钢板桩，中间加粗钢管横撑，确保后序施工正常进行。
4.1.4 插打钢板桩预防倾斜的措施
在插钢板桩前，除在锁口内涂以润滑油以减少锁口的磨擦力外，同时在未插套锁口下端打入铁楔或硬木楔，防止沉入时泥砂堵塞锁口。
采用复式滑车组纠正钢板桩的倾斜。
在坚实土地带插钢板时，可将桩尖截成一定角度，利用其反力，使已倾斜的钢板桩逐步恢复正常。
4.1.5 钢板桩围堰质量要求
桩尖高程符合设计要求；
经过整修或焊接的钢板桩应做锁口通过试验；
钢板桩接长时，应采取等强度焊接接长，相邻钢板桩接头上下错开2m以上。
合拢时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%；
到达设计高程后的倾斜度不应大于1%。
4.2 基坑开挖
基坑使用挖掘机开挖，自卸汽车运土至指定地点存放。基坑顶部无静荷载。基础开挖施工时，在基坑周围设宽30cm，高30cm的挡水埂，防止地面水灌入基坑，基坑内设集水井，配足抽水机抽水。开挖至基底以上20cm范围采用人工开挖防止超挖，在进行承台或者墩柱施工前，人工突击挖除，并尽快进行下道工序施工，避免基坑长时间暴露、扰动或浸泡
基坑开挖后及时设置基坑位移观测点，一日三次对基坑进行变形监测。在基坑周围外设置围栏，并用密目网封闭，同时在基坑周边以及施工临时便道设置警示标志。在项目部领导精心组织协调以及相关人员全力配合下，978#墩承台开挖施工顺利完成。
5.安全生产保证措施
为保证工程顺利实施，项目经理部成立安全生产领导小组，全面负责本工程的安全生产，确保安全措施的落实。对有些在施工过程中，安全意识淡化的工人进行再教育.
开工前检查挖掘机、装载机等机械是否处于良好状态、各项制动是否有效，电缆线有无裸漏情况。
在施工过程中，安全员、工长起到监督作用，发现那里出现事故苗子，及时组织人员消除，并强调杜绝类似事件不再发生。
在施工期间，除要求施工班组例行每天的班前自检外，安全员还进行不定期复查作业情况，发现事故隐患立即勒令班组进行定人、定期限、定措施整改，并落实其整改内容。对工作中的不足之处进行改进，并采取有效措施进行补救，加大预防力度.
通过每周的项目部安全例会对整体所做工作进行总结，吸取经验，明确责任目标，将事故隐患消除于无形。
6.总结
通过认真研究粉土层地质的特性，经多次试验和尝试，认为在粉土地区基坑深度在2.5-4.5m间采取降低地下水并工字钢加强周边防护的措施；基坑深度在4.5-8m间因粉土流动性大、地下水位高，必须采用钢板桩围堰，能够保证承台开挖安全，满足施工要求。
参考文献
[1] 刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2] 赵才顺，景宏杰.谈基坑施工的安全措施[J].山西建筑，2004.6.
[3] 蒋国盛.李红民等.基坑工程[M].中国地质大学出版社.2000.
用吊机的两个吊钩起吊和下放，使钢板桩成垂直状态，脱出小钩移向安插位置，插入业已就位的钢板桩锁口中。起吊前，锁口内填嵌黄油沥青混合料。箍紧钢板桩用的夹板，在插入锁口时逐个拆除。
插打钢板桩时应保证其倾斜度不大于0.5%，且要紧靠内导框，其间隙不得大于20mm。否则要采取措施，检查加固内外导框等。
钢板桩的合拢：
由于各种因素的影响，钢板桩合拢口不可能与设计尺寸丝毫不差，当误差不大时可采取千斤顶互顶、滑车组张拉等办法调整合拢口尺寸，然后插入合拢钢板桩。当误差较大采取上述措施仍无法合拢时，可制作异形钢板桩进行合拢。
4.1.3 钢板桩内支撑安装
钢板桩插打完成根据开挖深度及水位差确定支撑数量，支撑采用I30工字钢并排焊接，紧贴钢板桩，中间加粗钢管横撑，确保后序施工正常进行。
4.1.4 插打钢板桩预防倾斜的措施
在插钢板桩前，除在锁口内涂以润滑油以减少锁口的磨擦力外，同时在未插套锁口下端打入铁楔或硬木楔，防止沉入时泥砂堵塞锁口。
采用复式滑车组纠正钢板桩的倾斜。
在坚实土地带插钢板时，可将桩尖截成一定角度，利用其反力，使已倾斜的钢板桩逐步恢复正常。
4.1.5 钢板桩围堰质量要求
桩尖高程符合设计要求；
经过整修或焊接的钢板桩应做锁口通过试验；
钢板桩接长时，应采取等强度焊接接长，相邻钢板桩接头上下错开2m以上。
合拢时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%；
到达设计高程后的倾斜度不应大于1%。
4.2 基坑开挖
基坑使用挖掘机开挖，自卸汽车运土至指定地点存放。基坑顶部无静荷载。基础开挖施工时，在基坑周围设宽30cm，高30cm的挡水埂，防止地面水灌入基坑，基坑内设集水井，配足抽水机抽水。开挖至基底以上20cm范围采用人工开挖防止超挖，在进行承台或者墩柱施工前，人工突击挖除，并尽快进行下道工序施工，避免基坑长时间暴露、扰动或浸泡
基坑开挖后及时设置基坑位移观测点，一日三次对基坑进行变形监测。在基坑周围外设置围栏，并用密目网封闭，同时在基坑周边以及施工临时便道设置警示标志。在项目部领导精心组织协调以及相关人员全力配合下，978#墩承台开挖施工顺利完成。
5.安全生产保证措施
为保证工程顺利实施，项目经理部成立安全生产领导小组，全面负责本工程的安全生产，确保安全措施的落实。对有些在施工过程中，安全意识淡化的工人进行再教育.
开工前检查挖掘机、装载机等机械是否处于良好状态、各项制动是否有效，电缆线有无裸漏情况。
在施工过程中，安全员、工长起到监督作用，发现那里出现事故苗子，及时组织人员消除，并强调杜绝类似事件不再发生。
在施工期间，除要求施工班组例行每天的班前自检外，安全员还进行不定期复查作业情况，发现事故隐患立即勒令班组进行定人、定期限、定措施整改，并落实其整改内容。对工作中的不足之处进行改进，并采取有效措施进行补救，加大预防力度.
通过每周的项目部安全例会对整体所做工作进行总结，吸取经验，明确责任目标，将事故隐患消除于无形。
6.总结
通过认真研究粉土层地质的特性，经多次试验和尝试，认为在粉土地区基坑深度在2.5-4.5m间采取降低地下水并工字钢加强周边防护的措施；基坑深度在4.5-8m间因粉土流动性大、地下水位高，必须采用钢板桩围堰，能够保证承台开挖安全，满足施工要求。
参考文献
[1] 刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2] 赵才顺，景宏杰.谈基坑施工的安全措施[J].山西建筑，2004.6.
[3] 蒋国盛.李红民等.基坑工程[M].中国地质大学出版社.2000.