大型挡墙水下基础施工工艺

成治纲

(山西交通建设监理总公司，山西太原 030012)

1 工程概况

某高速公路一标段线路穿过山高谷深的V形河谷底部，山体陡峻，皱褶及构造裂隙发育，岩体破碎、风化强烈。线路紧沿岷江水系的渔子溪自下往上行进，河水、地下裂隙水渗透性比较严重，对施工造成很大困难。为保证路基成型，在线路左侧分段设置高达9 m的大型挡土墙，长度达1.64 km。

2 传统施工方法存在的问题

基坑开挖到河流水位线以后，河流水就开始不断的渗入到基坑内。开挖到原河床时，河水渗入量更大。基底整体的大石块比较多，且不宜挖除，无法阻止地表裂隙的水渗入。采用围堰后，减少了河水从侧面的直接渗入，但是河水从基底裂隙处不断涌入基坑内形成流动水。施工区主要以砂性土为主，在抽排基坑水的过程中形成更大的坑洞，河水通过砂性土继续渗入基坑，无法进行干处作业。如采用传统的降水围堰等施工方法就目前工地已有的施工机具及围堰材料来说远远不能满足施工需要，为保证施工工期，项目部请教有关工程专家，征得业主及监理工程师同意，最终选定采用静水“水下混凝土”施工工艺进行该大型挡土墙基础施工。

3 静水“水下混凝土”施工工艺

静水“水下混凝土”施工流程图见图1。

图1 静水“水下混凝土”施工工艺流程图

4 基坑开挖

1)根据图纸将定位线、基础开挖边线控制桩测设出来，用石灰撒出开挖线，并做好水准点的引测工作。根据测量放出的开挖线，清除施工区域内的树木、草皮、树根等杂物、障碍物，然后用挖掘机开挖基础土石方，对于大的孤石采用人工钻孔放炮，挖机配合清渣的方法进行施工，开挖过程中密切关注边坡的稳定性，如发现边坡顶面有裂纹情况出现，应及时予以可靠的支撑，若裂纹情况继续扩大，应及时用挖掘机进行清除。2)基坑开挖完毕后因基坑内为流动水，普通混凝土浇筑无法达到设计要求。施工现场采用围堰的方法使基坑内保持静水灌注水下混凝土，并改变原设计的C30混凝土，提高混凝土强度采用C35水下混凝土灌注。

5 确保基坑静水的施工方法(相对静水)

1)开挖后，对基础边线进行重新放线。

2)筑河床。因基坑两侧地质情况复杂，大部分是由山体崩塌的大块石头堆积形成。挡墙临近河边，为保证基础开挖时保持良好的地面排水，在开挖的整个施工期间都不致遭受水冲的危害，将挖方的泥土、沙石对原河道进行填筑，并采用大石块堆码在填筑土外侧防止河水的冲刷。开挖至原河床密实层。

3)编织袋围堰。河流、山体水通过石块缝隙水不断渗入基坑，造成基坑内有流动水;遇到河流坡度较大或河水湍急时基坑内渗入的河水对基坑的冲刷更为严重。采用围堰的办法，根据施工现场条件，将编织袋内装入粘性土，按照设计要求把编织袋堆码整齐直至水平面以上0.5 m左右，基坑按照4 m～6 m对基坑进行分段围堰，然后抽排基坑内的水，使围堰的内外水压相同，保证围堰内的积水基本保持静止。在编织袋外侧设置排水沟便于基坑内的水和上游流下的水及时排走。对堆码好的编织袋进行加固，保持较好的泌水性。

4)二道围堰。如果河道坡度比较大，河水冲击力较大，并且基坑内的水无法保持静水时，在河道较宽、挖方量较少的段落可以将基坑扩大，外侧用挖方的泥土、沙石填筑，阻挡河水的冲刷。测量出基础边线，在基础外侧约1 m的位置进行第一道围堰，并在围堰的外侧用彩条布覆盖，更大程度上减少河水的渗入。然后按照基础边线进行第二道围堰，每段围堰的长度按4 m～6 m，保持基坑内基本静水。在第一道和第二道围堰之间放置抽水泵，将渗入的水排出。

5)围堰围好之后，将基坑内的泥沙、杂物清理干净。

6 混凝土浇筑

1)为了保证混凝土水下浇筑质量，混凝土设计成水下不分散混凝土，配合比委托具有相关资质等级的试验检测中心进行设计。水下不分散混凝土配合比见表1。

表1 水下不分散混凝土配合比

通过试验室现场试拌，混凝土具有较好的和易性、粘稠度及流动性。其坍落度为180 mm，200 mm，200 mm，可以满足水下泵送混凝土的需要。

2)混凝土施工前，项目部技术人员对施工一线人员必须进行技术交底，混凝土在浇筑过程中不能因任何原因中断。计算出每一段基坑所需混凝土量，保证混凝土搅拌与运输的连续性。我部要求作业队采用JS500型强制搅拌机2台，保证混凝土的搅拌质量与出料速度。对各种机械进行检修，在混凝土浇筑时配备交通管制员，进行交通管制，避免因交通堵塞造成混凝土浇筑中断的现象。对基坑进行分段，计算出每段基坑的体积，用12 m3的混凝土罐车运输混凝土，保证能一次性连续的浇筑到基坑中。

3)因便道与基坑高差较大，用溜槽浇筑时混凝土遇水后会离析。所以采用混凝土泵车浇筑，混凝土泵车浇筑能连续，对下层混凝土有冲力，保证混凝土的密实性。

4)混凝土浇筑选择从基坑上游开始，混凝土泵车输送管插入水中，泵车连续出料，待混凝土浇筑出水面后，输送管抽离混凝土50 cm高连续出料，将混凝土向基坑下游挤压，依次将此段基坑浇筑完毕。在浇筑过程中挤压出基坑的水，通过排水沟及时排走，以免造成积水过多冲刷混凝土表面。混凝土浇筑完毕后进行人工找平。在混凝土表面墙身的位置安置连接石。连接石的抗压强度应不小于30 MPa，并不得低于混凝土强度，片石应清扫、冲洗干净，均匀放置于刚浇筑的混凝土上，埋置深度为片石的1/3。

7 混凝土养护

混凝土浇筑完毕之后，露出水面混凝土必须及时进行养护，养护方法与普通混凝土养护方法相同。

8 混凝土整修

混凝土浇筑完毕之后，待混凝土终凝后，方可拆除下游围堰，并按照设计要求设置沉降缝。待混凝土浇筑24 h后由人工凿除基础表面的浮渣及松散层，保证混凝土强度全部达到设计要求。

9 试验检测

浇筑水下混凝土时，实验室进行现场制取混凝土试件。混凝土7 d抗压强度达到设计强度的90%，28 d抗压强度均能达到设计强度的130%。采用钻芯取样方法对水下混凝土密实度和28 d强度进行检测均能满足规范标准要求。经围堰浇筑的水下基础均能达到设计要求。

10 施工注意事项

1)因本施工区域山体、边坡等都有松散层，随时都有掉落石块和塌方的危险。施工前必须编写上报安全专项施工方案，进行层层安全交底，最终交底到每一位施工人员。施工过程中设置安全员对施工区域进行观察，保证施工人员和机械的安全。

2)基坑开挖前，做好对控制桩的引测。开挖过程中，对开挖边坡进行加固和放坡，保证基坑成型后不至于被毁坏。

3)围堰形成后，清理围堰外侧的排水沟，利于渗入的河水和混凝土浇筑时挤压出的水及时排走。

4)混凝土浇筑时，对施工便道进行交通管制，保证混凝土运输车的畅通。

5)混凝土浇筑完成后，对基础表面的松散混凝土进行凿除，保证基础整体的强度。

11 结语

通过对水下基础的成功浇筑，本工程不仅加快了工程进度，提高了工程质量，而且创造了新的施工方法，节约了材料，积累了丰富的经验，为完成总体工期目标奠定了基础，同时得到了业主及有关专家的一致好评。

[1] JTG F/80-2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[2] JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[3] 挡土墙专项施工方案[Z].