深基坑施工技术对公路建设的应用
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摘要：深基坑是现代公路工程中的重要组成部分，起到提高工效、节约造价、改善公路建设质量等多重作用，但深基坑施工复杂，如处理不当会破坏原状土平衡，导致土体形变、基坑渗透等情况出现，因而必须加强施工阶段的质量控制。为取得理想的工程建设成果，充分发挥技术优势，文章结合项目实例，对深基坑施工技术在公路建设中的工艺要点与应用注意事项展开探讨，以供参考。
关键词：公路建设；深基坑；施工技术
1国道G205改扩建项目工程概况
国道G205津冀界至黄骅绕城起点段改建工程位于河北省黄骅市，路线总体走向自北向南，项目起止桩号为K357+000～K380+300，主线长23.3km，主要施工内容为里程范围内的路基、桥涵、路面、交通安全设施及预埋管线、绿化及环境保护设施。
2公路建设中的深基坑施工技术
2.1深基坑地表处理
在清表处理环节，在现场标记施工界限和放出路线边线，操纵挖掘机与推土机等设备，清理基坑范围内的树木、垃圾草皮、树根等废弃物及各类非适用性材料，使用填料对地面分布的坑洞等凹凸不平部位进行回填夯实处理，对基坑老边沟进行清淤回填处理。同时，着重考虑河道、暗塘等特殊区域的基坑地表处理问题。在国道G205改建项目的子牙河特大桥6#～8#承台施工期间，在适当位置修筑拦渣坎，在基坑顶面设置自吸泵装置，离坡口向1m处沿自然地面挖设排水沟连至水沟，并在基坑外侧布置深水井设施与水泵设备，用于截排地面雨水与河道水流，保持基坑作业区域的干燥状态。此外，根据现场地质勘察报告，该项目路线长23.3km，均属于特殊地区软土地基路段，影响工期进度，在公路施工、使用期间有可能出现非均匀沉降现象。对此，经过沟通协商，选择在深基坑地表土层处理技术方案中采取软基处理措施，由施工人员操纵大型挖掘机超挖地基表层土至路床顶面下方1.2m处，依次使用平地机与重型压路机进行精平、碾压处理，随后在软基处理区域摊铺素土与撒布石灰，使用路拌机进行干拌处理，再由压路机碾压成型。
2.2基坑开挖
在深基坑开挖环节，首先，结合工程实际情况，综合分析基坑开挖深度、基坑面积、现场环境条件等因素，选择恰当的基坑开挖方法，如放坡分层挖土、中心岛挖土、盆式挖土等。例如，在深基坑施工现场环境较为空旷、未密集分布地下设施时，可采取放坡分层开挖方法，预先修整槽边清底与确定开挖方向顺序，将放坡系数设定在1∶0.33左右，将软基与硬质土层的分层厚度分别控制在2m与5m以下，施工人员操纵机具设备沿三面分层开挖基坑土方，重点控制基坑开挖时间，避免基坑长时间暴露形成安全隐患。其次，为兼顾基坑开挖进度与施工精度，应组合采取机械开挖与人工开挖方式，以机械开挖为主、人工开挖为辅，在开挖机具设备无法施工的地方和基坑标高上方0.5m处，由机械开挖切换至人工开挖，以此预防超挖、欠挖问题出现。再次，将基坑开挖期间挖除的土料运至堆土场进行集中堆置，如果土料性能质量满足填料使用要求，则将部分土料堆置在沟槽一侧，留待后用，要求土料堆置地点与基坑槽壁及支护结构保持1m以上的间隔，且堆土高度不得超过1.5m。最后，基坑开挖完毕后，全面检查开挖质量，包括测量坑底宽度与高程，使用填料对超挖部位进行回填夯实处理，对欠挖部位开展人工补挖作业，确定基坑开挖质量达标后，即刻进入下道工序环节，避免坑底长时间暴露[1-2]。
2.3基坑支护
常见的深基坑支护形式包括边坡开挖支护、土钉支护、锚杆支护、内支撑支护、钢板桩支护等，需要结合工程情况选择恰当的基坑支护形式，切实掌握各项深基坑支护施工技术的操作要点。例如，在采取钢板桩支护形式时，预先检查钢板桩的规格型号与外观质量，清理钢板桩表面附着的灰尘污渍与残留锈迹，矫正轻微弯曲的钢板桩，对锁扣部位采取保护措施，操纵塔吊将预处理完毕的钢板桩依次吊装至指定位置。随后，参照施工图纸标记基线位置与各处桩位，使用全站仪与水准仪等仪器设备控制标高，按顺序打入各根钢板桩，对首根钢板桩进行振动施打，卡好首根与第二根钢板桩的企口，重复上述操作打入全部钢板桩，重点控制首根与第二根钢板桩的方向、位置，在产生过大打桩偏差值时可采取闭合异性钢板桩帷幕、轴线调整等措施，待基坑回填完毕，即可拔出所打入的钢板桩留待后用，完成基坑支护施工。同时，为改善基坑支护效果，可选择组合应用钢板桩、外拉锚垫等支护技术。
2.4基坑降排水
深基坑施工期间，基坑结构状态与沉降量易受到渗流、上层滞水与承压水等因素的影响，致使基坑土体软化、土体不均匀固结沉降和基坑土体应力分布改变，严重时出现基坑管涌、流土现象。因此，需要应用基坑降排水技术，主要技术措施包括明沟排水、人工降水两种。其中，明沟排水是在基坑施工现场修筑明沟、积水坑等排水设施，凭借地表水、地下水与排水沟之间的水位差，在重力作用下将地下水、地表径流通过排水沟流入积水坑内，以此保持坑内土体的干燥状态，此项技术适用于地下水位高于基坑底部、坑壁土层不易出现管涌现象的公路工程。而人工降水是采取电渗井点、真空井点、管井排水等方式来控制地下水位，以管井降水为例，适用于地下埋藏较浅、岩石裂隙发育完善的深基坑，有着降水深、操作简单、易于布置的优势。
2.5基坑回填
基坑回填可采取下部回填方式，在钢管支撑未拆除的情况下，将回填土自基坑边缘部位导入基坑当中，依次开展人工摊铺与分层夯实作业，或是在拆除上部首道支撑后操纵推土机推入土料，在基坑两侧对称开展分层回填、夯实作业，逐步拆除剩余各道钢管支撑，直至完成基坑回填作业。同时，在基坑回填期间，重点控制填料质量，提前筛除填料中混入的淤泥质土、腐殖土与粒径超过20cm的石块等杂物，随机抽取少量填料送检，如果填料含水率不达标，则对填料进行翻晒晾干、洒水润湿处理。
3公路建设中深基坑施工技术应用的注意事项
3.1用水管理
在公路深基坑施工期间，为预防基坑土体软化、附近水源污染、坑底突涌水等问题，必须做好用水管理工作，同步观测地下水位、降排水速度、水流量、水质等参数，根据观测值实时调整基坑降排水施工方案内容与技术参数，避免因降水速度控制不当而引发地下水位降深不足、临近地面不均匀沉降等问题。同时，预测深基坑施工期间可能出现的问题，针对性制订应急处置预案。例如，在出现基坑渗漏问题时，快速调查渗漏原因，采取相应处理措施，当出现桩间渗水情况时采取支模封堵法，当出现止水帷幕渗漏情况时则采取内堵法，清理渗漏部位泥土杂质并凿设反楔形孔洞，在孔内填筑双快速凝水泥与旧棉絮等堵塞物来封堵漏水口。而在因施工不当造成地下管线渗漏时，快速阻断深基坑周边水源，锁定管线渗漏部位并进行封堵处理，抽除坑内积水，避免因此导致临近水源污染和基坑土体浸泡软化。
3.2土方开挖控制
从公路建设情况来看，在基坑土方开挖环节，因施工扰动，有可能出现基坑土移情况，且沟槽壁承受较大的侧压力，进而影响基坑土体强度与结构稳定性。因此，在基坑土体开挖期间需要同步开展土体观测作业，以土移量、临近地面沉降量等作为主要监测参数，如果观测值临近或超过预先设定的控制值，要及时将问题反馈给现场管理人员与班组成员，采取相应处理措施，必要时调整基坑土方开挖方式、开挖顺序与方案内容。在国道G205改扩建项目中，为加大土方开挖控制力度，项目部选择在现场安装电测沉降仪、水平位移计、孔隙水压计、土压力盒等仪器设备，在其基础上搭建自动沉降观测系统，设置沉降、稳定性等监测项目，用于测量深基坑与路基施工期间的沉降量与水平位移量，做到在基坑土方开挖期间形成安全风险的实时监控，从而保障施工安全[3-4]。
3.3工艺控制
首先，做好技术交底工作。在国道G205改扩建项目中，项目部将统一格式的技术交底凭证下发至相应作业工班，交底方式包括文字交底与图纸交底，禁止直接使用施工图作为交底凭证，需要编制作业指导书，确保工程参建人员正确了解施工意图与掌握操作方法。其次，做好季节性施工管理工作。该项目施工经历冬季和雨季，选择采取防冻、防雨和防洪措施，在施工期间持续收集现场所处区域的气象资料，配置防冻裂设备，定期开展机具设备与物资材料的保养工作，重点预防基坑积水结冰、填料形成冰砟等问题的出现。最后，严格执行三检制度，在工序交接环节，在施工班组成员与班组间开展自检、互检作业，再由质检员与技术人员开展专检作业，标记、处理质量缺陷部位，待上道工序检查合格后方可进入下道工序。
4结束语
为全面提高公路建设质量与工程综合效益，实现我国公路事业的可持续发展目标，施工人员应加大对深基坑施工技术的应用力度、提高重视程度，切实掌握技术的正确操作方法与注意事项，严格控制各施工环节质量，建立完善的深基坑施工技术应用体系。
参考文献：
[1]张晓林.高速公路建设中的深基坑施工技术[J].工程技术研究,2020,5(8):76-77.
[2]陈波,徐成桂.川南山区公路深基坑施工安全风险评估案例研究[J].公路工程,2020,45(1):146-151.
[3]丁森林,钱德玲,戴启权,等.车辆荷载影响下深基坑开挖稳定性分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2019,42(5):671-676.
[4]李超,吴春勇,施斌林.深厚软土地层公路隧道基坑施工优化研究[J].公路,2019,64(5):282-288.
作者：汪兆龙 单位：中铁二十二局第二工程有限公司