钢板桩围护施工方案57.docx
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钢板桩围护施工方案57
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长沙市南湖路湘江隧道工程
拉森钢板桩施工方案
编制：
核：
审
审批：
月日年期：
日2011
中铁隧道集团有限公司长沙市南湖路湘江隧道项目经理部.
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1编制目的.............................................................1
2编制依据.............................................................1
3工程概况.............................................................1
3.1设计概况........................................................1
3.2工程地质状况....................................................2
4钢板桩施工工艺........................................................4
4.1新型拉森Ⅲ型钢板桩示意图及主要参数..............................4
4.2主要工机具......................................................4
4.3主要工艺流程及操作工艺..........................................5
5安全保护措施.........................................................8
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1编制目的
（1）保证钢板桩围护施工过程的生产安全；
（2）指导钢板桩围护的正确生产施工；
（3）保证基底开挖的防水要求。
（4）因地制宜，科学组织施工，提高生产效率，在保障安全的前提下，加快施工进度，提高围护质量。
2编制依据
（1）长沙市南湖路湘江隧道工程设计图纸；
（2）《长沙市南湖路湘江隧道工程地质与水文地质详勘报告》；
（3）国家现行规范有关标准；
（4）《地基处理技术及工程应用》（中国建材工业出版社）；
（5）现场实地踏勘结果。
3工程概况
3.1设计概况
本工程采用拉森钢板桩（Ⅲ新）围护结构，为连接钻孔桩+旋喷桩围护加固区和放坡开挖+土钉墙支护区的支护加固区段。
具体的施工部位为A匝道（AK0+350.5～AK0+375.5）、B匝道（BK0+345～BK0+380.5）、C匝道（CK0+305.5～CK0+330.5）、D匝道（DK0+380～DK0+405），原设计为桩长12m、钢板桩顶与冠梁定平齐并锚固于冠梁内，两冠梁之间布置一排φ609mm、t=16mm的钢管支撑，钢管支撑间距3.5-4m，总施工长度为237延米。
经过现场地质情况核实和对比，在保障围护结构稳定的前提下，建议优化支护方案，提高施工可操作性和措施经济性。
将原设计钢板桩顶600×600mm钢筋混凝土冠梁变更为2×I45工字钢围檩，既提高施工灵活性，又保障了结构安全，施工质量易于保障。
原设计全部采用12m拉森钢板桩（Ⅲ新）围护结构，优化为开挖深度超过4.5m的部分采用12m钢板桩、其他部分采用9m钢板桩。
拉森钢板桩布置横断面如图3-1所示。
施工时根据交通疏导方案分节段进行分段施工。
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图3-1拉森钢板桩横断面图
3.2工程地质状况
南湖路湘江隧道地貌单元为典型的河流侵蚀地貌，西岸沿江为潇湘大道风光带。
西岸为潇湘大道，地面变化35.50～40.00m，地质结构为第四系地层具明显的河流二元结构。
西岸明挖隧道底板以上地层主要有杂填土、粉质粘土、粉细砂、卵石、圆砾，隧道底板承载力较差，需进行加固处理。
地层状况与岩性见表3-1。
表3-1地层状况与岩性
土层及编号
层厚（m）
岩土工程主要特征
①杂填土
0.30-10.50
褐黄、杂色，湿，松散-稍密状，以黏性土混砖渣、煤渣、砼块及少量砾石。
顶部约50cm为混凝土路面。
硬质杂物含量30%～40%。
②素填土
1.0-10.10
褐黄、褐红色，湿-很湿。
松散-稍密状，黏性土为主，局部含砾石、砖渣，西岸钻孔该层底部夹耕土。
硬质杂物含量25%～30%。
③粉质粘土
0.50-12.50
褐黄色，可塑-硬塑状，含少量粉细砂及云母片，风黑色铁锰质氧化物。
④粉土
1.00-5.50
褐黄、褐灰色，湿，稍密状，含粉细砂、中砂及云母片。
摇震反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。
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⑤细砂
0.80-12.70
-中密状。
含云母片，混砾石。
黏性土充填。
褐黄色，湿-饱和，稍密
粗砂⑤1
0.30-2.10
稍密状。
含云母片，混砾石，砂质充填。
-褐黄色，湿-饱和，松散
⑥圆砾
0.40-11.10
，2cm以上，粒径0.5～黄、褐黄色，饱和，中密状，砾石含量50%。
成分为石英质、磨圆度较好，中粗砂充71.34不均匀系数23.32～。
混少量黏性土。
填。
多夹卵石，往下有增多趋势，粒径达4-6cm
卵石⑥1
0.40-10.80
，最大5cm，粒径3～黄、褐黄色，饱和，中密状，卵石含量约55%。
成分为石英质、磨圆度87.6531.8～粒径达7-10cm。
不均匀系数较好，中粗砂充填。
⑦粉质粘土
0.90-4.80
褐黄色，湿，硬塑状为主，局部夹砂砾石。
摇震反应中等，具光泽反应，干强度中等，韧性中等。
⑧圆砾
1.50-4.00
～-饱和，中密状，砾石含量50%-60%，粒径0.5褐黄、黄色，很湿1.50cm，成分为石英质、磨圆度较好，中粗砂充填。
局部夹卵石，。
粒径达4cm
⑨粉质粘土
0.30-3.50
％左30褐红色，稍湿，硬塑-坚硬状。
系砾岩风化残积而成，含砾石，成分为砂岩、板岩等，多风化。
干强度中等，～5cm右，粒径0.5韧性中等。
⑩强风化砾岩
0.40-37.80
褐红色，碎屑结构，厚层状构造，泥质胶结，胶结程度差，极软岩。
，大～4cm含砾石20%-40%，成分以石英、板岩为主，粒径一般2。
节理裂隙发育，岩芯呈碎块状、短柱状，岩体破碎，岩者近20cm个。
岩体基本质量等级为Ⅴ类。
共有9石质量指标差，RQD=35-45。
1.6～15.80m钻孔夹中风化砾岩⑩1、厚度
⑩中风化1砾岩
1.60-15.80
软岩。
局部含钙质，碎屑结构，厚层状构造，泥质胶结为主，褐红色，，石英和板岩为主，粒径60%30%～局部为泥质粉砂岩。
砾石含量岩石质量指标较。
岩芯呈短柱状、18cm碎块状。
0.3～5cm，大者达IV类。
差，RQD=55-70。
岩体较破碎，岩体基本质量等级
⑩溶洞2
2.30-5.90
无充填物或底部充填部分可塑～软塑状粉质粘土或全发育于砾岩中，采用砂卵石及混凝土封孔情况可S17风化状砾岩，钻探无返水。
根据个钻孔具有连通性。
确定，该部位见溶洞的5
中风化砾?
岩
1.20-43.40
褐红色，碎屑结构，厚层状构造，泥质胶结，胶结程度较好，软岩。
，局部为粉砂质泥岩。
砾石成分以石英、板岩为主，35%含砾石一般。
节理裂隙较发育，岩芯呈短柱，大者达15cm粒径一般0.5～4cm。
RQD=60-75块状，少数为碎块状。
岩石质量指标较差，状、长柱状、底部砾石成分以白云岩类。
ZK7岩体较破碎，岩体基本质量等级IV为主、钙质胶结，具溶蚀现象，漏水。
强风化?
1砾岩
1.80-10.00
岩性同⑩强风化砾岩。
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灰白色，中厚层状构造，细晶-隐晶结构，岩芯短柱状、长柱状，岩中风化白?
2.40-17.50性坚硬。
结构较为均匀，硬岩。
基岩面起伏大，溶蚀现象普遍。
岩体云岩破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ类。
0.40-3.80
发育于白云岩中，无充填物，漏水，不返水。
封孔时混凝土流失严重。
溶洞?
2
4钢板桩施工工艺
4.1新型拉森Ⅲ型钢板桩示意图及主要参数
新型拉森Ⅲ型钢板桩示意图及主要参数如图4-1所示：
图4-1新型拉森Ⅲ型钢板桩示意图及主要参数
4.2主要工机具
采用挖掘机振动锤沉桩，如下图4-2所示，主要进场设备如表4-1所示:
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4-2挖掘机振动锤沉桩示意图图表4-1主要进场机械设备数量表
序号
机械名称
规格型号
台数
备注
1
挖掘机振动锤
振动振DZ45A
1
KATO等
2
交流弧焊机
Bx1-500-3
2
3
气割设备
氧气、乙炔气
1
4
吊车
25T
2
4.3主要工艺流程及操作工艺
1、工艺流程
挖沟槽板桩定位放线钢板桩插入和预打钢板桩检验钢板桩矫正
设置围檩土方开挖开挖至围檩位置沉打钢板桩
拔除钢板桩坑内主体结构施工回填土填土及拆除围檩
2、操作工艺
（1）打桩机械
主机采用履带式挖机（带振动锤），稳定性好，行走方便，便于每根桩校正，桩锤采用45千瓦振动锤，以振动体上下振动而使板桩沉入，贯入效果好。
围檩、支撑、板桩吊装采用25t汽车吊。
板桩围堰施工采用测量定位、逐根打入的施工方法。
（2）钢板桩的检验及矫正
对进场的钢板桩按出厂标准进行检验，应对外观质量进行检验，包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设计要求，有无表面缺陷，端头矩形比，垂直度和锁口形状等。
验收标准：
①高度允许偏差±8mm；②宽度绝对偏差+10mm；③弯曲和挠度用2m长锁口榉板顺利通过全长挠度＜1%；④桩端平面应平整；⑤钢板背面及锁口应光滑无阻。
对缺陷部位加以整修，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，.
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以2～3人拉动通过为宜。
钢板桩基本使用新的，逐根进行检查，检查锁口和桩身的平整度。
对于锁口已打坏且无法修正的、桩身扭曲变形的应弃之不用。
（3）拉森桩的打设和拔桩
A打设前的准备工作：
①场地平整、挖槽
打桩前先将施工影响区域内的杂物和荷载清除干净，按设计钢板桩位置向外移动10cm定出施打钢板桩轴线。
破除原路面结构层约60cm并放坡下挖1m至设计钢板桩顶，对裸露放坡的土体进行喷射C15细石混凝土处理，并做好基坑顶得防排水措施。
②钢板桩的准备
桩打入前应在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入和拔出，并将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入。
钢板桩堆放场地要平整坚实，底层垫枕木，堆高不超过5层。
③导梁支架安装
为了保证钢板桩位置的准确性，利用钢围檩做钢板桩安装导梁，为保护钢板桩垂直打入后板桩墙面平直，打设方法选用屏风法施工。
采用单层导梁，2×I45工字钢制作，每10—20块钢板桩组成一个施工段，对每一个施工段，先将其两端1—2块钢板桩打入，严格控制其垂直度，用电焊固定在导梁上，然后从一端开始逐块插打，为防治打入时钢板桩扭转，造成钢板桩前的锁口，或者在钢板桩与导梁之间的两边空隙内设一只定榫滑轮支架，阻止板桩下沉中的转动。
围檩不能随钢板桩的打设而产生下沉和变形，且导梁位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。
B钢板桩打设：
采用屏风式打入法施工，该方法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。
用打桩机将钢板桩放至插桩位置，插桩时锁口对准。
每一流水段落的第一块钢板作为定位桩，应先沿钢板桩的行进方向反向倾斜8度左右，再开动振动锤，利用振动力把桩沉至离地面1米左右停止。
（防止施工打第二根桩时因磨擦过剧而把第一根桩带入土中）。
然后吊第二根、第三根逐步插打。
为防止打桩时把相邻的已打桩标高的桩因磨擦作用而带入土中，要求每打好一根桩就要在顶部用电焊与相邻的桩相固定，连接成一片，加大抗磨擦力。
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为保证桩的垂直度，钢板桩应测导向围檩施工打，用两台全站仪加以控制，为防止锁口中心线位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移，同时在围檩上预先标出每块钢板桩位置，以便随时检查纠正。
打桩开始第一、二块钢板桩的打设位置和方向要精确，使起导向样板的作用，故每入土1米测量一次。
在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，出现倾斜和锁口结合部有空隙，可用轴线修正法修正，如发现过大倾斜时，要用钢丝绳拉住桩身，边拉边打逐步纠正。
当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔出重打。
钢板桩桩位允许偏差：
垂直围檩中心线，允许偏差100+0.01H（mm）;沿围檩中心线，允许偏差150+0.01H（mm）。
其中H为原地面标高与桩顶标高的距离。
C围檩安装
钢板桩施打就为后，利用导梁复位至围檩位置，设置固定牛腿托住围檩，其布置如图4-3所示。
在土方开挖前必须安装好横向钢管支撑，报监理工程师验收合格后方可进入下道工序施工。
支撑体系布置图图4-3D拔桩方法扰动振动拔桩是利用振动锤对板桩施加振动力，采用挖掘机振动锤进行振动拔桩。
土体，破坏其与板桩间的摩阻力和吸附力并施加吊升力将桩拔出。
这种方法效率高、操.
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作简便,操作简便。
拔桩顺序。
拔桩的开始点由围护墙的端部开始，必要时还可间隔拔除。
拔桩顺序一般与打桩顺序相反。
拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减少土的阻力，然后边振边拔。
对较难拔出的板桩可先用振动锤将桩振打下100－300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
有时，为及时回填拔桩后的土孔，在把板桩拔至此基础底板略高时（如500mm）暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。
E施工要点及质量保证措施
①施工前，必须对场地标高进行复测，施工时用水准仪测量，确保板桩桩顶的标高准确。
施工放线时必须根据围护结构尺寸并考虑垂直施工误差、水平施工误差，结合围护结构允许最大水平位移进行外放，本工程按10cm外放，施工放线完成后经监理工程师复核无误后方可施工。
②在打桩就位后，校正桩架的垂直度，确保板桩垂直，并确保板桩之间较好地咬合。
特别要注意基坑围护形状的不规则，对桩间的就位更应准确。
③板桩打好后，及时固定，以防止板桩移位。
④整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不得在支撑上搁置重物。
5安全保护措施
（1）、一般规定
进入现场必须佩戴安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋、裙子，不得赤膊作业，不准吸烟。
高空作业必须系好安全带，穿防滑鞋。
施工时不得嘻戏、打闹。
我们在本工程所应用的所有临时供电、安全防护材料，均将符合国家、地方规定，优先使用指定产品和推荐产品。
对所使用产品将根据有关规定进行检验，并保留各种检验证明。
安全防护设施的验收应按类别逐项查验，并做出验收记录。
凡不符合规定者，修整合格后再行查验。
施工工期内还应定期进行抽查。
（2）施工机械管理
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现场施工机械由我公司负责安装、调试、维修、保养、拆除，项目经理部设机械设备部负责管理，包括对机械设备的日常检查、使用状态检查。
所有大型机械建立管理档案，包括安装与拆除方案、管理台帐、机械安全使用技术交底、机械运转记录、机械维修保养记录、班前检查记录、交接班记录等，所有记录均要如实填写，交底记录必须要本人签名。
严禁拆除机械设备上的自动控制机构、力矩限位器等安全装置，及监测、指示、仪表、警报器等自动报警、信号装置。
新购或经过大修、改装和拆卸后重新安装的机械设备，必须按原厂说明书的要求进行测试和试运转。
处在运行和运转中的机械严禁对其进行维修、保养或调整等作业，其调试和故障的排除应由专业人员负责进行。
机械设备的操作人员必须身体健康，并经过专业培训考试合格，在取得有关部门颁发的操作证或驾驶执照、司炉证、特殊工种操作证后，方可独立操作。
在有碍机械安全和人身健康场所作业时，机械设备应采取相应的安全措施。
操作人员必须配备适用的安全防护用品，并严格贯彻执行《中华人民共和国环境保护法（试行）》。
项目经理部要为机械作业提供道路、水电、临时机棚或停机场地等必须的条件，并消除对机械作业有妨碍或不安全的因素；夜间作业设置有充足的照明。
（3）其他小型机械安全使用注意事项
潜水泵放入水中，或提出水面，应先切断电源，严禁拉拽电缆或出水管。
混凝土振捣器作业转移时，电动机的导线应保持有足够的长度和松度。
严禁用电源线拖拉振捣器。
混凝土振捣器操作人员必须穿戴绝缘胶鞋和绝缘手套。
钢筋冷拉机场地在两端地锚外侧设置警戒区，装设防护栏杆及警告标志。
严禁无关人员在此停留，操作人员在作业时必须离开至少2m以外。
木工机械工作场所配备齐全可靠的消防器材。
严禁在工作场所吸烟和有其他明火，并不得存放油、棉纱等易燃品。
木工带锯机作业中，操作人员应站在带锯机的两侧，跑车开动后，行程范围内的轨道周围不准站人，严禁在运行中上、下跑车。
焊接机械应放置在防雨和通风良好的地方。
焊接现场不准堆放易燃易爆物品。
交流弧焊机变压器的一次侧电源线长度应不大于5m，进线处必须设置防护罩。
电弧焊焊接时，焊接和配合人员必须采取防止触电、高空坠落、瓦斯中毒和火灾等事故的安全措施。
严禁在运行中的压力管道、装有易燃易爆物品的容器和受力构件上进行焊接和切割。
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焊接铜、铝、锌、锡、铅等有色金属时，必须在通风良好的地方进行，焊接人员应戴防毒面具或呼吸滤清器。
高空焊接或切割时，必须挂好安全带，焊件周围和下方应采取防火措施并有专人监护。
电焊线通过道路时，必须架高或穿入防护管内埋设在地下，电弧焊接地线及手把线都不得搭在易燃、易爆和带有热源的物品上，接地线不得接在管道、建筑物金属构架或轨道上，接地电阻不大于4Ω。
电弧焊施焊现场的10m范围内，不得堆放氧气瓶、乙炔发生器、木材等易燃物。
气焊严禁使用未安装减压器的氧气瓶进行作业。
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