黑駝溝防洪改線工程方涵
溝槽開挖專項施工方案
作為太原南站黑駝溝防洪改造工程分項工程，黑駝溝改線工程工作範圍：以太榆路與晉陽街交叉口處已建黑駝溝暗涵作為起點，沿太榆路以及車站南路綠化帶下，穿太行路至現狀黑駝溝農藥廠圍牆出口，全長2171.166公尺。
0+000—0+040和1+920—2+171.166段為鋼筋砼方涵，溝槽開挖深度最深10公尺。經現場實地測量和勘測（探坑）發現土質為溼陷性黃土，開挖段落附近為民房和太榆路。
開挖採取鋼板樁擋護，防止對周邊建築及道路產生破壞。
一、溝槽開挖
經現場實地踏勘後分析，溝槽開挖深度大部分在8公尺以上，擬採用二部槽開挖形式。-61.188—0+040方涵因場地問題，不採用放坡開挖，採用直插工字鋼開挖；1+920—2+171.
166頭部槽開挖至地面下約1m-4m，邊坡1：0.33，二部槽與頭部槽之間邊臺寬度要求不少於1m。
為確保周圍建築物和道路安全，溝槽開挖考慮採用鋼板樁支撐方法。二部槽開挖前須打工字鋼板樁，根據土質情況採用工字鋼板樁一丁一順密咬（長12m×0.36m×0.
14m,厚度12mm）。鋼板樁長度根據開挖深度初步定為15～18m，入土深度（設計溝槽標高以下）不小於6m。二部槽開挖打樁後要加設橫撐和圍檁，橫撐和圍檁採用25#h型鋼，橫撐間距宜為2m。
橫撐設在溝槽頂下1m處。
現場場地小，無法全部堆放挖出的溝槽土，且溝槽土方量大，堆在溝槽兩側，對溝槽形成很大側壓力，危及溝槽安全，同時溝槽旁堆土占用了施工通道，無法進行正常施工作業，正值雨季施工，影響防汛排水，綜上所述挖出的溝槽土必須全部進行二次倒運。
1、開挖前準備工作：
（1）對地下管線進行挖探坑檢視，並做好位置和深度標記。
（2）選定合適的堆土場地，場地需開闊平坦，交通方便，並準備足夠的塑料，以防下雨淋濕堆放的溝槽土。
（3）把不能用作回填溝槽的道路結構和行人路結構拆除並外運，並做好現場計量工作。
（4）因0+000—0+040段有各種地下管線，如自來水、煤氣、熱力等，開挖溝槽時需提前挖探坑，摸清地下管線位置之後，在進行開挖。
（5）-61.188—0+000方涵中線北2公尺，南8公尺範圍內做為封閉施工區域，0+000—0+040方涵中線西2公尺，東8公尺範圍內做為封閉施工區域，1+920—2+171.166方涵中線東西15公尺範圍內為封閉施工區域。
2、溝槽開挖寬度
溝槽的底部開槽寬度，根據規範可按下式確定
b=d1+2（b1+b2+b3）
式中：b-方涵溝槽底部的開槽寬度
d1-方涵結構的外緣寬度
b1-方涵一側的工作面寬，這裡取50cm
b2-方涵一側的支撐寬度，一般可取15-20cm，這裡取15cm。
b3-現澆砼模板一側的寬度
工字鋼排樁密撐方式採用如下圖所示支護：入土深度取6m，樁長15～18m，36號工字鋼。
一丁一順密撐
二、鋼板樁設計方案
1、鋼板樁的選用
根據工程所在地場地特點，結合鋼板樁的特性、施工方法等方面進行考慮，選用36號工字鋼板，36號工字鋼板樁寬度適中，抗彎效能好，依地質資料及作業條件決定選用鋼板樁長度15～18 公尺長，要求鋼板樁入土深度達樁長0 .5倍以上。
2、計算鋼板樁入土深度
根據鋼板樁入土的深度，按單錨淺埋板樁計算，假定上端為簡支，下端為自由支承。這種板樁相當於單跨簡支梁，作用在樁後為主動土壓力，作用在樁前為被動土壓力，壓力坑底以下的土重度不考慮浮力影響，計算簡圖如下。
γ—牆后土的重度（kn/m3）；21 kn/m3;
h—二步槽開挖深度h =8～10m；
為了使鋼板樁保持穩定，在a點的力矩等於零，及∑ma=0
整理後即可得所需最小入土深度
t=5.88公尺，考慮鋼板樁露出10厘公尺
所以鋼板樁總長度l=(8～10)+5.88+0.1=13.98～15.88公尺
故選擇15～18公尺36號工字鋼板樁作為圍護樁是合理的。
3、鋼板樁穩定性驗算
板樁入土深度除保證本身的穩定性外，還應保證基坑底部在施工期間不會出現隆起和管湧現象。
在軟土中開挖較深的基坑，當樁背後的土柱重量超過基坑底面以下地基土的承載力時，地基的平衡狀態受到破壞，常會發生坑壁土流動，坑頂下陷，坑底隆起的現象（如下圖），為避免這種現象發生，施工前，需對地基進行穩定性驗算。
三、鋼板樁施工方法
投入鋼板樁振動打拔樁機2臺用於打設和拔除工字鋼樁。打拔樁機為ex350h，激振力800kn。工字鋼板樁數量按1個施工段320根考慮，每一施工段基槽兩邊各設160根，前一施工段施工完畢拔除後，轉入下一施工段，依次反覆周轉（週期14天）使用。
（1）單樁逐根打入法施打鋼板樁
①一步槽開挖完畢先由測量人員定出鋼板樁的軸線，並撒白灰線控制樁位，可每隔一定距離設定導向樁，導向樁直接使用鋼板樁，然後掛繩線作為導線，打樁時利用導線控制鋼板樁的軸線。
②準備送樁：打樁機吊起鋼板樁，人工扶正就位。
③單樁逐根連續施打，必須垂直施打，注意樁頂高程不宜相差太大。
（2）拔樁與樁孔填砂
①原則上土方回填後方可拔樁，樁經整修後重新利用。
②先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1min～2min，使鋼板樁周圍的土鬆動，產生「液化」 ，減少土對樁的摩阻力，然後慢慢的往上振拔。拔樁時注意樁機的負荷情況，發現上拔困難或拔不上來時，應停止拔樁，先振動1min～2min後再往下錘0.5m～1.
0m再往上振拔，如此反覆可將樁拔出來。
③鋼板樁拔除後應及時回填樁孔；回填樁孔時應採取措施填實。本工程採用中粗砂灌填，沖水助沉。
（3）鋼板樁的施工中遇到的問題及處理
由於地質結構複雜，鋼板樁打拔施工中常遇到一些難題，常採
用如下幾點辦法解決 ：
①鋼板樁雜填土地段擠進過程中受到石塊等側向擠壓作用力大小不同容易發生偏斜，採取以下措施進行糾偏：在發生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m～2.
0m，再往下錘進，如此上下往復振拔數次，可使大的塊石被振碎或使其發生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。
②鋼板樁沿軸線傾斜度較大時，採用異形樁來糾正，異形樁一般為上寬下窄和寬度大於或小於標準寬度的板樁，異形樁可根據實際傾斜度進行焊接加工；傾斜度較小時也可以用捲揚機或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再鎚擊。
四、鋼板樁插打的主要施工技術要求
採用單根打入法插打鋼板樁，樁頂標高±100mm，軸線偏差±100mm，垂直度偏差1%。
對距離堤坡及已有建築物近的位置，單根鋼板樁打樁持續時間應小於20min，打樁的順序首先從距建築物最近點附近開始。
五、濕陷性黃土的技術措施
由於此溝槽開挖段為溼陷性黃土，防止注溼陷性黃土層遇水產生沉降，本段工程施工中需做好排水防水工作。開挖前，在溝槽兩側鋪設4m寬，0.1m厚的素混凝土以防止雨水或其他地表水隨施工縫進入溝槽內，在溝槽內每一邊設定一條用c20素混凝土鋪設的寬300㎜，深200㎜的排水溝，在每個排水溝每30m處挖乙個1m×1m×1m的集水井，集水井處的h型鋼按需求加長1～2m，每個集水井配備一台水幫浦。
山西誠信市政建設****
黑駝溝防洪改線工程專案部
二〇一一年六月
黑駝溝防洪改造工程
方涵溝槽支護施工方案
單位：山西誠信市政建設****
黑駝溝防洪改線工程專案部
編制：葛曉翔
審核：日期：二〇一一年六月
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