一、方案比選

方案一:拉森鋼板樁

基坑圍堰采用拉森Ⅳ鋼板樁,靠近高速公路側(cè)單根樁長15m,遠離高速公路側(cè)單根長度12m。

方案二:鎖口鋼管樁

基坑圍堰采用鎖口鋼管樁采用φ720×12mm、φ219×6mm和φ180×6mm組合C-O型鎖口鋼管樁,靠近高速公路側(cè)單根樁長15m,遠離高速公路側(cè)單根長度12m。

方案三:拉森鋼板樁+鎖口鋼管樁

基坑圍堰采用拉森鋼板樁+鎖口鋼管樁,靠近高速公路側(cè)采用鎖口鋼管樁,鎖口鋼管樁采用φ720×12mm、φ219×6mm和φ180×6mm組合C-O型鎖口鋼管樁,單根樁長15m;遠離高速公路側(cè)采用拉森Ⅳ鋼板樁,單根樁長12m。

根據(jù)現(xiàn)場情況,對基坑圍堰平臺方案從技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟合理、工期、經(jīng)濟性等方面進行比選。參見下表基坑圍堰平臺方案比選。

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鎖口鋼管樁為既有成品,不需再行加工,但鎖口鋼管樁打拔費用較高,綜合比較,圍堰采用拉森鋼板樁+鎖口鋼管樁方案技術(shù)可行,安全可靠,成本較低,工期較短,擬采用此方案。為減少基本變形,靠近高速公路側(cè)采用單根長度15m鎖口鋼管樁支護。

二、施工方案

2.1總體施工方案

本工程主敦承臺分為2層,下承臺尺寸為22.6m×14.6m×3.5m,上承臺尺寸為16.6×9.6m×3.0m,圍堰平面尺寸23.2×15.2m。750#、751#墩分別位于高速公路兩側(cè);750#墩地面標高+24.15,基坑底標高+16.227(含1m厚封底混凝土),基坑挖深7.923m,751#墩地面標高+22.6,基坑底標高+14.599(含1m厚封底混凝土),基坑挖深8m。基坑采用鎖口鋼管樁+拉森鋼板樁圍堰支護方案?拷咚俟穫(cè)采用鎖口鋼管樁,鎖口鋼管樁采用φ720×12mm、φ219×6mm和φ180×6mm組合C-O型鎖口鋼管樁,單根樁長15m;遠離高速公路側(cè)采用拉森Ⅳ鋼板樁,單根樁長12m。內(nèi)支撐共布置二層,上下層腰梁均采用HW400X400型鋼,斜撐均采用HW400X400型,對口撐采用∅630X10mm鋼管。采用邊開挖邊安裝內(nèi)支撐形式(干挖),采用管井降水,確;觾(nèi)降水至墊層混凝土底。

2.2圍堰施工步驟

步驟一:拉森鋼板樁及鎖口鋼管樁施工

(1)拉森鋼板樁的選用

根據(jù)工程所在地場地特點,結(jié)合鋼板樁的特性、施工方法等方面進行考慮,選用拉森Ⅳ型鋼板樁,拉森Ⅳ型鋼板樁寬度適中,抗彎性能好,其主要技術(shù)參數(shù)為:W=2270cm3,g=76kg/m,依地質(zhì)資料及作業(yè)條件決定選用拉森Ⅳ鋼板樁長度12m,采用角樁對基坑進行全封閉處理。

(2)鎖口鋼管樁結(jié)構(gòu)形式

圍堰鎖口鋼管樁形式分陰、陽鎖口兩種,陰管樁由Φ720*12mm主鋼管與鎖口陰口(鋼管直徑Φ219*6mm)組成,陽樁由Φ720*12mm主鋼管與鎖口陽口(鋼管直徑Φ180*6mm)組成,角樁由Φ720*12mm鋼管樁組成。鋼管樁設(shè)計每根長度15m。

(3)異形樁結(jié)構(gòu)形式

圍堰異形鋼管樁形式分陰、陽鎖口兩種,陰管樁由Φ720*12mm主鋼管與鎖口陰口(拉森Ⅳ型鋼板樁一半)組成,陽樁由Φ720*12mm主鋼管與鎖口陽口(鋼管直徑Φ180*6mm)組成,異形樁主管和陽口長度15m,陰口長度12m。

(4)插打

①在安插樁位時,1個起始點兩側(cè)同時插打,共設(shè)置1個合龍口,依次插打到位,進行合龍。

②角樁的插打是鋼管樁圍堰施工關(guān)鍵的步驟,所以在插打時要嚴格控制好樁的垂直度,需在兩個垂直的方向同時進行控制,以確保垂直不偏。傾斜率控制在1%以內(nèi)。角樁插打穩(wěn)定后,立即與導向架進行聯(lián)接,鋼管樁與內(nèi)外導向框之間的間隙,用鐵楔塊塞緊。

③每組樁位插打完以后,用短鋼筋頭焊接固定在圍堰內(nèi)導向上,以免在插打下一組鋼管樁時將該組管樁帶下或引起傾斜。開始插打的樁位樁可以一次插打至設(shè)計標高,最后一面應(yīng)先插好鋼管樁,當樁位全部合龍后,再由合龍?zhí)幹鸫螌摴軜恫宕蛑猎O(shè)計標高。如打樁困難時,宜用射水輔助,嚴禁錘擊過猛,致使鋼管樁鎖口破壞,影響止水效果。

④鋼管樁圍堰完成以后,必須將內(nèi)、外導向與鋼管樁之間的空隙逐個用鐵楔塊塞緊,以免變形。

⑤圍堰合龍樁應(yīng)遠離高速公路側(cè)合龍。為保證圍堰順利合龍,采取以下措施:

在定位框架上事先劃線,標記好每根鋼管樁的位置,施工時“對號入座”。如果由于施工等原因出現(xiàn)累計誤差時,應(yīng)提前進行糾正,盡量使合龍樁位置準確,開口距離在可以調(diào)整的范圍內(nèi)。

步驟二:管井降水

橋墩所處地質(zhì)條件主要為粉質(zhì)粘土。根據(jù)該墩附近地區(qū)的已有降水經(jīng)驗,擬采用管井降水方案降低地下水位,即在基坑周圍每邊布設(shè)1個,共布設(shè)4個管井,每根管井深度18m,在基坑開挖前3天進行降水。由管井統(tǒng)一將地下水抽出,達到阻截基坑外圍地下水流入基坑的目的,從而滿足基礎(chǔ)施工對降水的要求。

(1)鉆孔施工

①循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置:根據(jù)場地的實際情況,對循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置進行合理布局,并要求沖洗液循環(huán)暢通,易于清除鉆渣。

②鉆孔作業(yè)要連續(xù)進行,因故停鉆時,必須將鉆頭提離孔底5m以上以防止坍孔埋鉆。

③在鉆進過程中,要注意地層變化,對不同的土層,采用不同的進尺方法。 

④鉆孔時,采取減壓鉆進,使孔底承受的鉆壓不超出鉆錐重力和壓重。

⑤達到設(shè)計孔深后及時清孔提鉆,清孔時先將鉆頭提離孔底15-20cm,輸入泥漿循環(huán)清孔,并應(yīng)控制泥漿比重,調(diào)節(jié)泥漿性能。以換新鮮泥漿達到孔內(nèi)泥漿含砂量逐漸減少至穩(wěn)定不沉淀為度。

(2)下管:下管采用懸吊式托盤下管法,管筒在砂層段必須用紗網(wǎng)包封嚴密,以防涌砂。在下濾水管時先下長1.0m的沉淀管(砼實壁管),然后再下砼濾水管,上下管之間用竹皮(細竹子)鐵絲綁扎連接。下管時,必須把管中心對準鉆孔中心,嚴禁管壁與孔壁靠在一起。下泵宜用鋼絲繩吊裝在井內(nèi),下到設(shè)計深度,并在井口綁扎牢固。 

(3)填濾料:下管結(jié)束后,應(yīng)立即在管壁與孔壁之間進行填濾料,圍填時應(yīng)慢慢用細砂從四周填入,河床以上部位采用粘土進行填塞,防止?jié)B水。

步驟三:第一層基坑開挖及鋼圍囹安裝

第一層基坑開挖方式采取挖掘機和翻斗車相配合的方式。

第一層基坑開挖深度為拉森鋼板樁頂面以下1.0m。

第一層基坑開挖完成后,即進行第一層鋼圍囹安裝。

第一層鋼圍囹設(shè)于拉森鋼板樁頂面以下0.5m,采用1根HW400×400型鋼作為腰梁,HW400X400型鋼作為斜撐,每個角設(shè)置2根角撐,中間采用∅630X10mm鋼管設(shè)置2根對口撐。

步驟四:第二層基坑開挖及鋼圍囹安裝

第二層基坑開挖方式采取挖掘機和翻斗車相配合的方式。

第二層基坑開挖深度為拉森鋼板樁頂面以下4.5m。

第二層基坑開挖完成后,即進行第二層鋼圍囹安裝。

第二層鋼圍囹設(shè)于拉森鋼板樁頂面以下4.0m,采用1根HW400×400型鋼作為腰梁,HW400X400型鋼作為斜撐,每個角設(shè)置2根角撐,中間采用∅630X10mm鋼管設(shè)置2根對口撐。

步驟五:第三層基坑開挖及砼墊層澆筑

第三層基坑開挖方式采取挖掘機和翻斗車相配合的方式。

第三層基坑開挖深度為下承臺底面以下1m。

第三層基坑開挖完成后,即進行混凝土墊層澆筑,墊層混凝土標號為C20,厚度1m。

步驟六:下承臺施工

破除樁頭檢查合格后進行樁基檢測,全部檢測合格后安裝側(cè)模、鋼筋及澆筑混凝土施工。

步驟七:基坑回填及第二層鋼圍囹拆除

承臺拆模、基坑回填后拆除第二層鋼圍囹。

步驟八:上承臺施工

步驟九:基坑回填、第一層鋼圍囹拆除及圍堰樁拔除

步驟十:墩柱施工

2.3排水系統(tǒng)

基坑開挖完成后,在進行砼封底前應(yīng)在基坑內(nèi)沿四周挖15cm×15cm的排水溝,水溝順鋼板樁邊緣設(shè)置,排水溝坡度為0.5%,并于基坑四角處設(shè)深50cm集水坑,集水坑內(nèi)備污水泵;优潘畱(yīng)設(shè)專人負責,及時處理。對于基坑外部,應(yīng)沿四周或地勢較高側(cè)設(shè)地表截水溝,截水溝尺寸為30cm×30cm。

2.4欄桿及爬梯安裝

(1)防護欄桿

在圍堰頂面鋼板樁外側(cè)設(shè)置作業(yè)平臺,并進行適當硬化處理。平臺四周設(shè)置防護欄桿,掛密目網(wǎng),以防止平臺上物體墜落堰內(nèi)。欄桿采用φ48×3.5mm鋼管制作,沿圍堰四周設(shè)置。立柱高1.2m,間距2m,橫桿設(shè)置2層,自圍堰頂部以上分別50cm、120cm高度各設(shè)置一道。采用5cm×5cm密目網(wǎng)維護。

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(2)上下爬梯

基坑內(nèi)沿承臺四邊中心位置各設(shè)置一個爬梯,兼做人行通道或疏散通道。

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