专项施工方案（184#墩）
编制：
审核：
批准：
xxx集团xxx铁路客运专线工程指挥部
二○一○年五月
锁口钢管桩及拉森钢板桩加固深基坑专项施工方案
1、工程概况
xxx客运专线HYZQ-1标钱江新桥南引桥184号基坑位于xxx区宁围镇解放河边，xxx里程为DK
11+321.075，对应沪昆线里程为K207+381。基坑设计平面尺寸：平行既有沪昆线方向为16.8m，垂直既有沪昆线方向为23.2m，基坑角部侵入河道6m，河面标高实测为3.90m。既有线路基路肩标高10.03m，路基高度3.83m，地面实测标高6.2m，基坑开挖面积490平米，开挖深度8.15m，基坑基底设计标高为－1.755m，基底为粉土。基坑边缘距既有沪昆线下行线中心9.5m，距既有线坡脚3.4m。
地质情况为：第一层为人工填土厚度0.8m，第二层为粉土厚度12.5m，第三层为粉砂厚度4.9m，淤泥质粉质黏土13.3m。
2、支护方案的选定
深基坑施工支护方法较为广泛，主要有：钢筋混凝土沉井、钢管桩围堰、钢板桩围堰、咬合桩、高压旋喷桩等几种施工方案，通过质量、安全、工期、成本、使用范围、实用性及材料设备的比选，现场施工中采用锁口钢管桩及拉森Ⅳ钢板桩围堰进行施工，方案比选见下表。 施工方案比选表
因素 方案 | 质量 | 安全 | 工期 | 成本 | 使用范围 | 实施性 | 材料设备 |
钢筋砼沉井 | 止水效果好 | 安全系数较高 | 纠偏复杂工期难以保证 | 后期拆除费用高 | 适用地层较广 | 纠偏拆除困难 | 砼，钢材，型钢支撑用量大 |
锁口钢管桩围堰 | 止水效果好 | 安全、支护稳定 | 打拔速度快，定位快 | 抗弯截面大，可以节省内支撑，较经济 | 可打穿密集孤面，片石和孤石 | 实施简单 | 设备轻盈，可自己制作 |
钢板桩围堰 | 管 止水效果好 | 安全、稳定 | 打拔速度快，定位快 | 材料租赁费用底 | 打穿密集孤面，片石和孤石较困难 | 实施简单 | 设备轻盈，但钢板桩原料供应紧缺 确定取消 |
咬合桩 | 支护质量好 | 安全、稳定 | 施工周期长 | 材料费用高 | 施工场地较为开阔 防水栓 | 实施简单 | 砼（钢筋笼） |
高压旋喷桩真空吸笔 | 止水效果好、支护深度有限 | 成桩质量受地质影响大 | 施工周期长 | 机械费用高 | 施工场地较为开阔 | 对施工场地要求平整 | 旋挖钻机、水泥 |
| | 软母排 | | | | | |
3、锁口钢管桩施工技术
3.1锁口钢管桩的设计
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3.1.1钢管桩截面的选择
钢管桩为围堰受力的主要部件。初拟钢管截面尺寸必须符合《钢结构设计规范》的规定：钢管桩的径厚比要求钢材的屈服强度。在保证钢管总体稳定的前提下，应能打穿密集孤面、片石和孤石，保证足够的埋设深度。同时还要保证钢管桩的钢管壁厚足以保证能够承受围堰内支撑的重力载荷。
3.1.2钢管桩的支点处理
因钢管桩由振动锤打入地下后钢管桩内土体密实，故围堰内水平支撑对钢管接触点产生的变形可忽略不计。
3.1.3封底混凝土的厚度
低强度混凝土在抗静水压力和承托承台新鲜混凝土的重力时增加厚度，则相应增加基底开
挖量；若提高混凝土标号，厚度减少且开挖量减少。所以应尽量提高混凝土标号，减少混凝土厚度。在提高混凝土标号的同时增加钢管桩的埋深或增加横向支撑数量。
3.1.4围堰内支撑的主要作用
围堰内支撑的主要作用是支撑围堰外侧力压力。在设计时应注意围堰内混凝土封底之前，作用在围堰外侧的土体压力和机械扰动影响。
3.1.5锁口的设计：
锁口能否止水是围堰成败的关键之一。为保证锁口能否止水且各钢管桩之间连接牢固，要保证锁口有足够的强度不开裂，同时要保证各锁口便于嵌合，锁口设计如图1所示。
图1锁口钢管桩锁口设计
3.2主要施工工艺流程及重点环节
3.2.1施工工艺流程
施工工艺流程：施工准备→场地平整→安装导向架→打入钢管桩及钢板桩→基坑开挖→设置支撑→开挖到位→混凝土封底→渗水缝处理→浇注承台→浇注墩身→拔除钢管桩及钢板桩。
3.2.2施工工艺流程中的重点环节
3.2.2.1施工中首先要解决的是锁口的设计，由于该工点地下水位高、地下水含量丰富，若锁口设计不合理，则围堰止水效果不明显，甚至导致整个围堰体系失效。因此在锁口设计过程中，技术人员翻阅了大量相关资料，设计了切实可行的锁口连接方式。锁口钢管桩的制作过程中必须注意钢管与锁口之间的焊缝必须饱满密实，以保证形成围堰后各锁口不被撕裂，且保证围堰的止水。
3.2.2.2锁口钢管桩及钢板桩插打要求
插打方式选择是否合理、插打后的钢管桩及钢板桩咬合是否密贴，垂直度是否符合要求，都是施工中重点控制环节。
3.2.2.3基坑开挖要求
基坑开挖采用长臂挖掘机配合人工清泥，每次开挖深度不超过1.5m。根据力学检算对钢管桩分层采用350型H型钢加固。同时在基坑四周设置观测桩，桩位偏差出现异常情况时立即用土回填基坑，避免围堰坍塌。
3.3施工步骤
3.3.1锁口钢管桩的制作
经检算决定钢管采用φ426mm，壁厚8mm的螺旋焊缝钢管，锁口采用10号工字钢和二根∠75×75×8mm等边角钢组合，工字钢与角钢在钢管的外壁对称焊接。工字钢的焊接必须顺直，两角钢的对口处必须齐平。钢管桩的加长、锁口与钢管的连接均预先焊接，保证焊缝通长，防止漏水，锁口钢管桩结构如图2所示。
图2锁口钢管桩结构
为了保证打设垂直度锁口钢管桩上口沿中心线焊接一块20mm钢板，加工形式如图3所示。
图3锁口钢管桩上口结构
3.3.2锁口钢管桩打设
钢管桩打设位置为既有线平行侧和既有线垂直侧，打设形状为“U”。如下图所示。
首先用全站仪精确确定承台中心线，同时测出承台的边缘线，考虑到靠近既有线小里程侧有水沟，钢管桩打设中心线位置为平行承台边缘线向外0.6m。用钢尺和石灰线在地面弹放出边线和支护桩的角点。按照测量放样的桩位线，首先用液压打桩机打设一定深度，将钢管定位准确，然后改用35t汽车吊配合DZ60振动锤依次进行打设。钢管桩打入淤泥质粘土6
m，既钢管桩打设深度为24m。打设过程中要控制好每排桩的垂直度，便于打设支撑系统的工字钢围檩，钢管桩垂直度控制在1%以内，保证基坑开挖后的施工面。
3.3.3钢板桩打设
184号基坑四周采用拉森Ⅳ型钢板桩围护，钢板桩长15m。
先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线或撒白灰线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩轴线。
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