1、长沙市南湖路湘江隧道工程拉森钢板桩施工方案编 制： 审 核：审 批：日 期：2011 年 月 日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1目目 录录1 编制目的 12 编制依据 13 工程概况 13.1 设计概况 13.2 工程地质状况 24 钢板桩施工工艺 34.1 新型拉森型钢板桩示意图及主要参数 .34.2 主要工机具 44.3 主要工艺流程及操作工艺 55 安全保护措施 811 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
2、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（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+350.5AK0+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
3、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609mm、 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600600mm钢筋混凝土冠梁变更为2I45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（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。2图3-1 拉森
4、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35.5040.00m，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%。素填土 1.0-10.10 褐黄、褐
5、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%。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。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。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。1 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。3圆砾 0.40-11.10黄、褐黄色，饱和，中密状，砾石含量 50%以上，粒径
6、0.52cm，不均匀系数 23.3271.34。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。1 卵石 0.40-10.80黄、褐黄色，饱和，中密状，卵石含量约 55%，粒径 35cm，最大粒径达 7-10cm。不均匀系数 31.887.65。成分 为石英质、磨 圆 度较好，中粗砂充填。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。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0.51.50cm，成分 为石英质、磨圆度较好，中粗砂
7、充填。局部夹卵石，粒径达 4cm。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 0.55cm，成分为砂岩、板岩等，多风化。干强度中等，韧性中等。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 24cm，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 质量等级为类。共有 9 个钻 孔夹中风化砾岩 1、厚度 1.615.80m 。1 中风化砾岩 1.60-15.80褐红色，碎屑
8、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0.35cm，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。2 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。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
9、，粒径一般 0.54cm，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。岩体较破碎，岩体基本质量等级 IV 类。 ZK7 底部砾石成分以白云岩为主、钙质胶结，具溶蚀现象，漏水。 1强风化砾岩 1.80-10.00 岩性同 强风 化砾岩。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类。 2 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
10、4.1 新型拉森型钢板桩示意图及主要参数新型拉森型钢板桩示意图及主要参数如图4-1所示：4图4-1 新型拉森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5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 23 气割设备 氧气、乙炔气 14 吊车 25T 24.3 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
11、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：高度允 许偏差 8mm；宽度绝对偏差+10mm；弯曲和挠度用2m长锁口榉板顺利通过全长挠度1%；桩端平面应平整；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23m 的短桩作通过试验，以23人拉动通过为宜。 钢板桩基
12、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 设和拔桩钢板桩检验 钢板桩矫正 板桩定位放线 挖沟槽 钢板桩插入和预打沉打钢板桩 开挖至围檩位置 设置围檩 土方开挖坑内主体结构施工 填土及拆除围檩 回填土 拔除钢板桩6A 打设前的准备工作： 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。钢板桩的准 备桩打入前应在钢
13、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。 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， 2I45工字钢制作，每1020块钢板桩组成一个施工段， 对每一个施工段，先将其两端12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
14、 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
15、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7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(
16、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8
17、出的板桩可先用振动锤将桩振打下100300mm，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 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。 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
18、桩间的就位更 应准确。 板桩打好后，及时固定，以防止板 桩移位。 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
19、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。9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
20、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
21、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
22、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。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10轨道上，接地电阻不大于 4。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。
