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1、 太原综保区道路及市政基础设施建设工程深 基 坑 开 挖 及 拉 森 钢 板 桩 支 护专项施工技术方案（备选方案）山西路桥太原武宿综合保税区项目公司2013 年 3 月 19 日 一、工程概况本项目为太原综保区道路及市政基础设施建设工程区内 2 号路庆云街立交工程施工图设计，下穿通道的起始桩号为 K0+595K1+002，全长 407 m，共分 39 个节段。其中 K0+762.539-K0+820.539 为暗埋段，长 61米，四个节段。通道全宽 21.6 米。暗埋段采用钢筋混凝土箱涵结构，敞开段采用“U”形槽，南北两侧各长 167.5M、178.5M。最大开挖深度为8.9 米（暗埋段）。
2、主体结构采用 C40 钢筋混凝土，抗渗等级 W8，箱涵底板下铺 20CM 厚 C20 混凝土垫层及基底铺砌 100CM 厚级配碎石。U 形槽结构，侧墙厚 0.8 米，底板变厚度 0.9-0.5 米，采用 C40 钢筋混凝土，抗渗等级 W8，箱涵底板下铺 20CM 厚 C20 混凝土垫层及基底铺砌 100CM 后级配碎石，禁边 50CM，作为施工工作面。二、地下水及地质情况根据勘察揭露地下水情况与工程地质剖面图综合分析，拟建场地地下水类型为孔隙潜水与微承压水的混合水。主要接受大气降水和侧向补给。勘察期间各勘探点地下水静止水位埋深介于 1.3-3.2M 之间，静止水位标高介于 775.41-775
3、.72M 之间。勘察期间属于平水期，丰水期水位可按提高 0.50 米考虑，枯水期可按降低 0.50 米考虑。根据勘探揭露地层情况，场地土在勘探深度范围主要由粉质黏土、粉土、砂类土组成，现将各土层描述如下：层，粉土（Q4al+pl）：褐黄色。含云母及氧化铁铝等，表层有煤屑，耕土、植物根。湿，中密。无光泽反应，摇震反应一般，干强度低，韧性低。该层含水量平均值为 22.8，天然空隙比平均值 0.653，该层标准贯入试验原始锤击数平均值为 3.0，修正锤击数平均值为 2.9 击。 该层厚介于 35.4 米之间，层底埋深介于 35.4 米之间，层底标高介于 771.18773.53 之间。层，粉质粘土（
4、Q4al+pl）：褐黄色。含云母及氧化铁铝等。可塑-软塑。稀有光泽，无摇震反应一般，干强度中等，韧性中等。该层天然空隙比平均值 0.713，该层液性指数平均值为 0.54，该层标准贯入试验原始锤击数平均值为 5.2，修正锤击数平均值为 4.5 击。该层厚介于 5.27.7 米之间，层底埋深介于 9.1010.90 米之间，层底标高介于 765.83767.75 之间。层，粉质粘土（Q4al+pl）：褐黄色。含云母及氧化铁铝等。可塑。稀有光泽，无摇震反应一般，干强度中等，韧性中等。该层天然空隙比平均值 0.688，该层液性指数平均值为 0.35，该层标准贯入试验原始锤击数平均值为 10.3，修正
5、锤击数平均值为 7.8 击。该层厚介于 8.1011.30 米之间，层底埋深介于 18.021.80 米之间，层底标高介于 754.85758.78 之间。粉质粘土（Q3al+pl）：褐黄色。含云母及氧化铁铝等。可塑。稀有光泽，无摇震反应一般，干强度中等，韧性中等。该层天然空隙比平均值 0.585，该层液性指数平均值为 0.26，该层标准贯入试验原始锤击数平均值为 16.7，修正锤击数平均值为 11.7 击。该层厚介于 4.608.70 米之间，层底埋深介于 26.4028.50 米之间，层底标高介于 754.85758.78 之间。细砂（Q3al+pl）：褐黄色。含石英、长石、云母等。饱和。
6、颗粒级配较差，磨圆度较差，颗粒含量较小。该层标准贯入试验原始锤击数平均值为 23.0，修正锤击数平均值为 16.1 击。 该层未揭穿，揭露厚度介于 1.503.60 米之间。三、基坑开挖本基坑工程根据设计图纸，采用通道纵向开挖法，分段、分块、分层开挖，开挖以机械为主，人工修挖为辅。（一）开挖施工遵循的原则1、尽可能增加开挖工作面和运输线，采用高挖高弃、低挖低弃的原则。2、在基坑开挖平面内，土方开挖时，分段、分块对称进行，不得超挖。3、开挖前作好截、降排水设施，保证开挖过程中的排水畅通。（二）开挖方案与开挖方法1、开挖前的准备工作：（1）基坑降水：在基坑开挖前 20 天进行基坑降水，确保地下水水
7、位控制在开挖面以下 1m；地下水的降排应贯穿整个基坑开挖及结构施作施工全过程。（2）拉森钢板桩支护：在距暗通道中心线 12.3m 两侧设拉森钢板桩支护。2、基坑开挖施工基坑属于对称的长条形基坑，全长 407 m，共分 39 个节段，其最大开挖深度为 8.9 米,该段落基坑开挖采用“通道纵挖法”。整个基坑施工严格按照设计要求从通道中心 K0+793.039 处开始向两侧分段上下台阶一次开挖成型。上台阶 1-4m 范围内土方开挖完毕后，留一工作平台，挖掘机在工作平台上开挖下台阶 4-8.9m 范围内土方，土方堆放于上台阶，由 另一挖掘机将堆放于上台阶的土方装车拉运走，直至开挖到坑底垫层顶面标高。按
8、照此方法分段、分块开挖敞开段及深埋段基坑。当挖至坑底垫层顶面标高时，复核中线、标高准确无误后，人工进行修整，严禁超挖回填虚土，至设计标高后，进行 100cm 厚碎石垫层及混凝土底板的施工。每段开挖中又必须按照分段、分块，并限时完成每段的开挖和支撑。四、 支护设计由于本工程施工场地土质疏松，地下水位高，开挖深度达到 8.9 米，根据以往该区域的施工经验，基坑开挖前需要进行支护。根据本工程施工特点，综合工程造价和工期各方面考虑，我单位拟采用拉森钢板桩进行支护兼作止水帷幕。拉森钢板桩工艺能通过钢板桩两侧自身锁扣互相紧密的咬合在一起而形成一道密封性非常好的桩墙，整体性非常好，从而提高了钢板桩的支护强度
9、和止水能力，另外就是钢板桩施工工艺简单，施工速度非常快，并且没有龄期限制，打完钢板桩后就能马上开挖，基坑回填后可以将拉森钢板桩拔出进行重复利用，能降低工程造价。1、本次使用的拉森钢板桩规格有两种：对于深度 4H6m 的基坑（K0+635-K0+685、K0+880-K0+935 共计 105 米）采用管井降水，冷弯LWBU14B-9m 拉森钢板桩支护；对于深度 8.9mH6m 的基坑（K0+685- K0+880 共计 195 米）采用管井降水，冷弯 LWBU12A-12m 拉森钢板桩支护。 2、箱形通道支护按条形围护考虑，先卸载至-2.0m，再采用四周连续布置钢围檩，并用锚索拉结。钢围檩采用
10、 HW400400 型钢。五、 施工组织机构六、 现场施工作业条件1、拉森钢板桩施工采用的振动桩锤需要 200KW 电源，现场负责提供电源，考虑到本次施工线路比较长，应考虑在现场备用 1 台移动柴油发电机。2、打桩前，应对打桩场地下面埋设情况进行详细调查确认，以防打桩期间破坏地下重要管网设施，同时还要确认打桩场地下面是否有障碍物，如果有障碍物应开挖清除掉，以满足打桩作业条件。3、拉森钢板桩施工需要配备一台 50 吨坦克吊，坦克吊行走区域必须项目经理施工负责人 技术负责人 安全负责人质量负责人维修组电工组焊接组设备操作组起重吊装组材料供应组测量组 平整，必要时应用挖机或装载机平整场地。4、打桩前
11、，应由测量人员在现场准确放出打桩位置边线。七、 施工流程施工准备-施工机具和人员进场-打桩场地障碍物清理整平-打桩位置放线-钢板桩施工（箱形通道需先卸载至-2.0m 后再施打钢板桩）-设置围檩和锚索系统-基坑开挖-结构施工-台背回填-拆除锚索系统-拔出拉森钢板桩八、 主要施工方法拉森钢板桩施打拉森钢板桩施打采用振动单独打入法，该方法需要一台 50 吨坦克吊和一台振动桩锤。打桩过程中要控制好打桩顺序和打桩垂直度，发现垂直度偏差过大应及时调整，为保证转角部位的止水效果，遇到转角部位应多打 34 根钢板桩。拉森钢板桩拔出结构主体施工完回填后，要考虑拔出拉森钢板桩，以便重复利用。 拔桩也是采用振动锤，
12、利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏拉森桩周围土体的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔出。先用桩锤夹钳夹住桩顶头部振动 12min，使桩周围的土体松动产生“液化” ，减少土体对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，先振动12min 后再往下锤 0.51.0m 再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。围檩和支撑安装围檩安装固定，首先在安装位置下方焊接承受围檩自重的短型钢牛腿托架，然后将围檩与钢板桩紧靠焊接固定，牛腿设置间距为 5.0 米，牛腿材料尽量采用废边角料 I20 工字钢，呈三角形，长度 500mm。需要强调的是，对于部分拉森钢板桩内侧面与围檩之间存在的空隙，必须用不同厚度的钢楔子和钢板将空隙塞紧并焊接牢固使围檩受力均匀。围檩安装固定完毕，应根据现场实际尺寸，进行锚索的施工，见附图。围檩和锚索施工应与开挖工序和结构施工密切配合，提前对方案进行确认，避免影响后序工作。基坑管井降水
