摘要：本文主要阐述悬索桥临近河床边需进行深基坑大开挖的主塔基坑降水施工，通过各种降水施工措施的具体实施，为类似工程基坑的开挖施工提供经验。
关键词：悬索桥,基坑,降水,施工技术
一、工程概况
某跨河大桥主桥采用双塔双索面自锚式悬索桥，跨度组合为70.5m+175m+70.5m=316m，两侧引桥均采用3孔一联预应力混凝土简支连续箱梁。大桥总长492米，桥宽为45米，桥面面积约为22140平方米。
大桥5号主塔基础处于主河道区域内，基础形式采用梯形台座，其顶面尺寸为12.5m×9.5m,底面尺寸为16.5m×19.5m,台座厚2.5m,台座下接16.5m×19.5m×3.65m钢筋混凝土承台。5号主塔基础开挖时先将自然地面大面积下挖约3m，再进行基坑开挖。开挖深度为13.75m，基坑深度为10.8m，降水深度为9.4m。
桥位区位于河下游，由于河水的游荡冲刷，河道较宽阔。地形起伏不大。地貌单元属伊河河床及河漫滩。本区主要有卵石孔隙水、黄土孔隙孔洞裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水。主要接受大气降水和河水补给。年径流量不大，但汛期洪水比较大。桥位区地层以第四系全新统、上更新统冲洪积形成的卵石为主。
二、施工部署
5号基坑开挖区域的桩基施工完成后，现场原有的泥浆池进行换填压实。西侧为工程的施工便道，东侧为下游橡胶坝的蓄水池，距基坑边大约30m，主河道的疏水通道与5号基坑相邻。故施工周边环境较为复杂。
基坑开挖采用大开挖，止水与降水、明排相结合的的方法达到基坑施工的目的。基坑分二级放坡，放坡坡度1：1。中间平台宽度4m，第一级坡深度4m，第二级坡深度7m。止水第一级采用防水土工布和粘土结合达到止水效果，深度6m，开挖下口宽度2m，按1：0.7坡度开挖。止水第二级考虑离基坑较近，考虑采用GFC咬合桩既能达到止水效果，又对边坡的稳定起安全作用。
考虑水量较大，采用管井进行降低坑边水位，达到坑底仅有少量水涌出。坑底水利用集水井采用明排的方法进行排水。现场配备发电机组，安排断电自动发电装置，保证基坑施工期间降水不中断。
二、施工方案
鉴于5号墩基坑地下水位较高，施工现场距离河道较近，本工程采用止水、导水、排水和降水相结合的施工措施来保证基坑开挖顺利进行。
三、止水帷幕
为达到止水效果，止水帷幕分两级，第一级用粘土+防水土工布沿基坑周边布置，深度6m。第二级用GFC桩咬合桩布置在二级台阶。详见下图。
1 、土工布泥土墙
沿墩台外边线17m处布置土工布泥土墙，以达到止水效果，泥土墙布置长度293.6m，布置具体位置见平面布置图。用长臂挖掘机沿布置位置进行基槽开挖，基底开挖宽度2米，边形成坡道，坡度为1:0.7，每次开挖长度12m左右。基槽开挖后，在一端用污水泵进行降水。用粘土覆盖靠坑边坡道，厚度100mm。铺防水土工布，在用粘土覆盖100mm，然后用砂卵回填，回填要密实。注意土工布搭界长度不小于500mm。
2、CFG桩
为达到止水效果，根据工程地质及周边环境，在承台外边线7m处进行双排CFG桩施工，前排与后排交错布置，桩咬合100mm，桩径为500mm，桩心间距为750mm。共计558根，桩底标高-13m。
采用长螺旋钻内泵压混凝土的灌注施工方法。混凝土采用C25，运输车运至施工现场，地泵配合进行灌注，地泵输送混凝土长度55m。施工前进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数，试桩数量符合设计要求并且不少于2根。
2.1、CFG桩施工
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动电机，将钻杆旋转下沉至设计标高，关闭电机，清理钻孔周围土。成孔时应先慢后快，这样能避免钻杆摇晃，也能及时检查并纠正钻杆偏位的差值。
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混凝土，当钻杆芯管充满混凝土后开始拔管，严禁先拔管后泵料。成桩的提拔速度控制在2m/min-3m/min，成桩过程连续进行，避免供料出现问题导致停机待料。
2.2、操作要点
⑴、开钻前必须检查钻头上的出料活门是否闭合，严禁开口钻进。
⑵、钻进过程中，未达到设计标高不得反转或提升钻杆，如因特殊情况要反转提升钻杆，应将钻杆提至地表，对钻头活门重新疏通、闭合。
⑶、钻进过程中，长螺旋钻机自控系统严格控制螺纹钻杆下降速度和旋转速度，使二者匹配，要求螺纹钻杆旋转一圈，钻杆下降一个螺距，钻至设计深度。
⑷、钻头钻到设计标高后，长螺旋钻机反向旋转提升螺纹钻杆，提钻过程中，长螺旋钻机自控系统严格控制螺纹钻杆提升速度和旋转速度，并保持同步和匹配，要求螺纹钻杆旋转一圈，钻杆上升一个螺距，与此同时制备好的混凝土开始由高压泵输送，通过空心螺纹钻杆由钻头泵出。
⑸、提钻时，钻头到达不塌孔位置或地下水位以上，方可停止泵压混凝土。
⑹、混凝土应连续灌注，桩身充盈系数应为1.2～1.25，桩身混凝土超灌高度不宜小于0.5m，以保证凿除浮浆后，桩顶混凝土达到设计强度值。
(二)、降水及排水施工
由于基坑降水量较大，为确保深基坑施工顺利进行，在距基坑边1m处每间距5m布置一口深22m的降水井，降水管井总数为53个。考虑淤积、管座及沉砂，以及泵的进水口的位置，打井成孔直径600mm，滤管采用Φ400预制混凝土管，在管壁上冲孔，孔径Φ20，呈梅花形布置。井管高出地面300mm，粘土回填封孔不低于2m。降水井布置详见右图。横桥向在基坑两侧各布置一道直径为800mm的污水管道，每隔15m设置一口集水井，集水井共20口。基坑开挖后，在井管降水持续进行的同时，仍需进行明排降水。
1、施工要求
⑴、冲击式打桩机垂直打井，井深不得小于22米。
⑵、打井施工达到设计深度后宜多打进0.5～1m，用大泵量冲洗泥浆减少沉淀，并应立即下管注入清水，稀释泥浆比重接近1.05后，投入滤料不少于计算量95%，严禁井管强行插入导致井壁坍塌。滤料填至含水层以上，改用粘土回填封孔不少于2m。
⑶、洗井不应搁置时间过长或完成打井后集中洗井。
2、施工方法
⑴、采用冲击钻成孔，成孔直径600mm，成井直径400mm，孔深22m。
⑵、成孔后冲孔换浆，底部填入少许砾料后安装沉砂管底座，上面连接冲孔砼管，外缠两层孔径1～2mm的铁丝网，为保证滤管强度及进水能力，每个降水井下冲孔砼管至少10m , 每米管冲孔(直径20mm)不得少于20个,但也不得超过30个。上面井管为实管。
⑶、下管方法采用托盘法，先将井底盘与第一节井管组装对正连接好，采用尼龙网包扎，用三根竹片(呈等边三角形)固定，距每节井管上下150mm位置再用粗铁丝绑扎牢固后慢慢下放，然后逐节按此方法下至到井底。井管之间的连接要牢固可靠。
⑷、井管安装完毕后，在管井与孔壁之间填入砾料, 滤料规格为4-6mm，砾料厚度取100mm。为保证填砾四周厚度的均匀和防止井管倾斜，填料前井管固定好，然后从四周同时进行填料砾料填至地面以下2m，上部粘土填充密实。
⑸、成井后立即进行洗井，达到水清砂净。
㈢、边坡支护
基坑护坡采用喷射混凝土进行护坡，坡面钢筋网为8@180mm×180mm，喷射混凝土强度为C20(设计配比为：水泥：砂：碎石：速凝剂=1：2：2：0.03〖重量比〗)，喷射混凝土厚度为110mm;钢筋网片坑边要外翻1.0m宽，用Φ18(长0.5m)的钢钎固定牢固。
(四)基坑开挖
横桥向从两边向中间的方向进行基坑的开挖。5号承台基坑深度最大深度在11m以内，地质情况以卵石为主。基坑基底平面尺寸按基础平面尺寸四周各边增宽100cm，以便在基础底面外安置模板及设置排水沟和集水坑之用。基坑采用1：1的坡比，分三阶开挖，第一阶为从121.20m向下开挖至止水帷幕墙CFG桩桩顶处，开挖深度为4米，第二阶开挖深度为3.5米，第三阶开挖深度为3.5米。详见上图。
四、结语
通过对本工程中主塔基础基坑施工方案的深入研究和总结，可以为同类桥梁基坑的降水施工提供宝贵的实践经验。
参考文献：[1]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].
[2]CJJ2-2008，城市桥梁工程施工与质量验收规范[S].
