隧道工程拉森钢板桩施工方案Word下载.docx

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（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）AA市南湖路湘江隧道工程设计图纸；

（2）《AA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。

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。

⑤细砂

0.80-12.70

褐黄色，湿-饱和，稍密-中密状。

含云母片，混砾石。

黏性土充填。

⑤1粗砂

0.30-2.10

褐黄色，湿-饱和，松散-稍密状。

含云母片，混砾石，砂质充填。

⑥圆砾

0.40-11.10

黄、褐黄色，饱和，中密状，砾石含量50%以上，粒径0.5～2cm，不均匀系数23.32～71.34。

成分为石英质、磨圆度较好，中粗砂充填。

多夹卵石，往下有增多趋势，粒径达4-6cm。

混少量黏性土。

⑥1卵石

0.40-10.80

黄、褐黄色，饱和，中密状，卵石含量约55%，粒径3～5cm，最大粒径达7-10cm。

不均匀系数31.8～87.65。

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

褐黄、黄色，很湿-饱和，中密状，砾石含量50%-60%，粒径0.5～1.50cm，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

褐红色，稍湿，硬塑-坚硬状。

系砾岩风化残积而成，含砾石30％左右，粒径0.5～5cm，成分为砂岩、板岩等，多风化。

干强度中等，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。

含砾石20%-40%，成分以石英、板岩为主，粒径一般2～4cm，大者近20cm。

节理裂隙发育，岩芯呈碎块状、短柱状，岩体破碎，岩石质量指标差，RQD=35-45。

岩体基本质量等级为Ⅴ类。

共有9个钻孔夹中风化砾岩⑩1、厚度1.6～15.80m。

⑩1中风化砾岩

1.60-15.80

褐红色，碎屑结构，厚层状构造，泥质胶结为主，局部含钙质，软岩。

局部为泥质粉砂岩。

砾石含量30%～60%，石英和板岩为主，粒径0.3～5cm，大者达18cm。

岩芯呈短柱状、碎块状。

岩石质量指标较差，RQD=55-70。

岩体较破碎，岩体基本质量等级IV类。

⑩2溶洞

2.30-5.90

发育于砾岩中，无充填物或底部充填部分可塑～软塑状粉质粘土或全风化状砾岩，钻探无返水。

根据S17采用砂卵石及混凝土封孔情况可确定，该部位见溶洞的5个钻孔具有连通性。

⑪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。

含砾石一般35%，局部为粉砂质泥岩。

砾石成分以石英、板岩为主，粒径一般0.5～4cm，大者达15cm。

节理裂隙较发育，岩芯呈短柱状、长柱状、块状，少数为碎块状。

岩石质量指标较差，RQD=60-75。

ZK7底部砾石成分以白云岩为主、钙质胶结，具溶蚀现象，漏水。

⑪1强风化砾岩

1.80-10.00

岩性同⑩强风化砾岩。

⑫中风化白云岩

2.40-17.50

灰白色，中厚层状构造，细晶-隐晶结构，岩芯短柱状、长柱状，岩性坚硬。

结构较为均匀，硬岩。

基岩面起伏大，溶蚀现象普遍。

岩体破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ类。

⑫2溶洞

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。

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:

图4-2挖掘机振动锤沉桩示意图

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

KATO等

2

交流弧焊机

Bx1-500-3

3

气割设备

氧气、乙炔气

4

吊车

25T

4.3主要工艺流程及操作工艺

1、工艺流程

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，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。

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。

图4-3支撑体系布置图

D拔桩方法

采用挖掘机振动锤进行振动拔桩。

振动拔桩是利用振动锤对板桩施加振动力，扰动土体，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（