深基坑開挖及拉森鋼板樁支護
專項施工技術方案（備選方案）
山西路橋太原武宿綜合保稅區專案公司
2023年3月19日
一、工程概況
本專案為太原綜保區道路及市政基礎設施建設工程區內2號路慶雲街立交工程施工圖設計，下穿通道的起始樁號為k0+595～k1+002，全長 407 m，共分39個節段。其中k0+762.539-k0+820.
539為暗埋段，長61公尺，四個節段。通道全寬21.6公尺。
暗埋段採用鋼筋混凝土箱涵結構，敞開段採用「u」形槽，南北兩側各長167.5m、178.5m。
最大開挖深度為8.9公尺（暗埋段）。主體結構採用c40鋼筋混凝土，抗滲等級w8，箱涵底板下鋪20cm厚c20混凝土墊層及基底鋪砌100cm厚級配碎石。
u形槽結構，側牆厚0.8公尺，底板變厚度0.9-0.
5公尺，採用c40鋼筋混凝土，抗滲等級w8，箱涵底板下鋪20cm厚c20混凝土墊層及基底鋪砌100cm后級配碎石，禁邊50cm，作為施工工作面。
二、地下水及地質情況
根據勘察揭露地下水情況與工程地質剖面圖綜合分析，擬建場地地下水型別為孔隙潛水與微承壓水的混合水。主要接受大氣降水和側向補給。勘察期間各勘探點地下水靜止水位埋深介於1.
3-3.2m之間，靜止水位標高介於775.41-775.
72m之間。勘察期間屬於平水期，豐水期水位可按提高0.50公尺考慮，枯水期可按降低0.
50公尺考慮。
根據勘探揭露地層情況，場地土在勘探深度範圍主要由粉質黏土、粉土、砂類土組成，現將各土層描述如下：
①層，粉土（q4al+pl）：褐黃色。含雲母及氧化鐵鋁等，表層有煤屑，耕土、植物根。
溼，中密。無光澤反應，搖震反應一般，幹強度低，韌性低。該層含水量平均值為22.
8﹪，天然空隙比平均值0.653，該層標準貫入試驗原始鎚擊數平均值為3.0，修正鎚擊數平均值為2.
9擊。該層厚介於3～5.4公尺之間，層底埋深介於3～5.4公尺之間，層底標高介於771.18～773.53之間。
②層，粉質粘土（q4al+pl）：褐黃色。含雲母及氧化鐵鋁等。
可塑-軟塑。稀有光澤，無搖震反應一般，幹強度中等，韌性中等。該層天然空隙比平均值0.
713，該層液性指數平均值為0.54，該層標準貫入試驗原始鎚擊數平均值為5.2，修正鎚擊數平均值為4.
5擊。該層厚介於5.2～7.7公尺之間，層底埋深介於9.10～10.90公尺之間，層底標高介於765.83～767.75之間。
③層，粉質粘土（q4al+pl）：褐黃色。含雲母及氧化鐵鋁等。
可塑。稀有光澤，無搖震反應一般，幹強度中等，韌性中等。該層天然空隙比平均值0.
688，該層液性指數平均值為0.35，該層標準貫入試驗原始鎚擊數平均值為10.3，修正鎚擊數平均值為7.
8擊。該層厚介於8.10～11.30公尺之間，層底埋深介於18.0～21.80公尺之間，層底標高介於754.85～758.78之間。
④粉質粘土（q3al+pl）：褐黃色。含雲母及氧化鐵鋁等。
可塑。稀有光澤，無搖震反應一般，幹強度中等，韌性中等。該層天然空隙比平均值0.
585，該層液性指數平均值為0.26，該層標準貫入試驗原始鎚擊數平均值為16.7，修正鎚擊數平均值為11.
7擊。該層厚介於4.60～8.70公尺之間，層底埋深介於26.40～28.50公尺之間，層底標高介於754.85～758.78之間。
⑤細砂（q3al+pl）：褐黃色。含石英、長石、雲母等。
飽和。顆粒級配較差，磨圓度較差，顆粒含量較小。該層標準貫入試驗原始鎚擊數平均值為23.
0，修正鎚擊數平均值為16.1擊。
該層未揭穿，揭露厚度介於1.50～3.60公尺之間。
三、基坑開挖
本基坑工程根據設計圖紙，採用通道縱向開挖法，分段、分塊、分層開挖，開挖以機械為主，人工修挖為輔。
（一）開挖施工遵循的原則
1、盡可能增加開挖工作面和運輸線，採用高挖高棄、低挖低棄的原則。
2、在基坑開挖平面內，土方開挖時，分段、分塊對稱進行，不得超挖。
3、開挖前作好截、降排水設施，保證開挖過程中的排水暢通。
（二）開挖方案與開挖方法
1、開挖前的準備工作：
（1）基坑降水：
在基坑開挖前20天進行基坑降水，確保地下水水位控制在開挖面以下1m；地下水的降排應貫穿整個基坑開挖及結構施作施工全過程。
（2）拉森鋼板樁支護：
在距暗通道中心線12.3m兩側設拉森鋼板樁支護。
2、基坑開挖施工
基坑屬於對稱的長條形基坑，全長 407 m，共分39個節段，其最大開挖深度為8.9公尺,該段落基坑開挖採用「通道縱挖法」。整個基坑施工嚴格按照設計要求從通道中心k0+793.
039處開始向兩側分段上**階一次開挖成型。上台階1-4m範圍內土方開挖完畢後，留一工作平台，挖掘機在工作平台上開挖**階4-8.9m範圍內土方，土方堆放於上台階，由另一挖掘機將堆放於上台階的土方裝車拉運走，直至開挖到坑底墊層頂面標高。
按照此方法分段、分塊開挖敞開段及深埋段基坑。當挖至坑底墊層頂面標高時，複核中線、標高準確無誤後，人工進行修整，嚴禁超挖回填虛土，至設計標高後，進行100cm厚碎石墊層及混凝土底板的施工。每段開挖中又必須按照分段、分塊，並限時完成每段的開挖和支撐。
四、 支護設計
由於本工程施工場地土質疏鬆，地下水位高，開挖深度達到8.9公尺，根據以往該區域的施工經驗，基坑開挖前需要進行支護。根據本工程施工特點，綜合工程造價和工期各方面考慮，我單位擬採用拉森鋼板樁進行支護兼作止水帷幕。
拉森鋼板樁工藝能通過鋼板樁兩側自身鎖扣互相緊密的咬合在一起而形成一道密封性非常好的樁牆，整體性非常好，從而提高了鋼板樁的支護強度和止水能力，另外就是鋼板樁施工工藝簡單，施工速度非常快，並且沒有齡期限制，打完鋼板樁後就能馬上開挖，基坑回填後可以將拉森鋼板樁拔出進行重複利用，能降低工程造價。
1、本次使用的拉森鋼板樁規格有兩種：對於深度4＜h≤6m的基坑（k0+635-k0+685、k0+880-k0+935共計105公尺）採用管井降水，冷彎lwbu14b-9m拉森鋼板樁支護；對於深度8.9m＞h＞6m的基坑（k0+685- k0+880共計195公尺）採用管井降水，冷彎lwbu12a-12m拉森鋼板樁支護。
2、箱形通道支護按條形圍護考慮，先解除安裝至-2.0m，再採用四周連續布置鋼圍檁，並用錨索拉結。鋼圍檁採用hw400×400型鋼。
五、 施工組織機構
六、 現場施工作業條件
1、拉森鋼板樁施工採用的振動樁錘需要200kw電源，現場負責提供電源，考慮到本次施工線路比較長，應考慮在現場備用1臺移動柴油發電機。
2、打樁前，應對打樁場地下面埋設情況進行詳細調查確認，以防打樁期間破壞地下重要管網設施，同時還要確認打樁場地下面是否有障礙物，如果有障礙物應開挖清除掉，以滿足打樁作業條件。
3、拉森鋼板樁施工需要配備一台50噸坦克吊，坦克吊行走區域必須平整，必要時應用挖機或裝載機平整場地。
4、打樁前，應由測量人員在現場準確放出打樁位置邊線。
七、 施工流程
施工準備--→施工機具和人員進場--→打樁場地障礙物清理整平--→打樁位置放線--→鋼板樁施工（箱形通道需先解除安裝至-2.0m後再施打鋼板樁）--→設定圍檁和錨索系統--→基坑開挖--→結構施工--→臺揹回填--→拆除錨索系統--→拔出拉森鋼板樁
八、 主要施工方法
⑴拉森鋼板樁施打
拉森鋼板樁施打採用振動單獨打入法，該方法需要一台50噸坦克吊和一台振動樁錘。打樁過程中要控制好打樁順序和打樁垂直度，發現垂直度偏差過大應及時調整，為保證轉角部位的止水效果，遇到轉角部位應多打3～4根鋼板樁。
⑵拉森鋼板樁拔出
結構主體施工完回填後，要考慮拔出拉森鋼板樁，以便重複利用。_
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拔樁也是採用振動錘，利用振動錘產生的強迫振動，擾動土質，破壞拉森樁周圍土體的粘聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊力的作用將樁拔出。先用樁錘夾鉗夾住樁頂頭部振動1～2min，使樁周圍的土體鬆動產生「液化」 ，減少土體對樁的摩阻力，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1～2min後再往下錘0.
5～1.0m再往上振拔，如此反覆可將樁拔出來。
⑶圍檁和支撐安裝
圍檁安裝固定，首先在安裝位置下方焊接承受圍檁自重的短型鋼牛腿托架，然後將圍檁與鋼板樁緊靠焊接固定，牛腿設定間距為5.0公尺，牛腿材料盡量採用廢邊角料i20工字鋼，呈三角形，長度500mm。需要強調的是，對於部分拉森鋼板樁內側面與圍檁之間存在的空隙，必須用不同厚度的鋼楔子和鋼板將空隙塞緊並焊接牢固使圍檁受力均勻。
圍檁安裝固定完畢，應根據現場實際尺寸，進行錨索的施工，見附圖。
圍檁和錨索施工應與開挖工序和結構施工密切配合，提前對方案進行確認，避免影響後序工作。
⑷基坑管井降水
由於該場地地下水位比較高，為便於基坑開挖，需要提前打井降水。降水井採用無砂管管井，均布置在溝槽裡面，井距10.0公尺，井深15.
0公尺，打井成孔直徑600mm，無砂管規格採用外徑400×壁厚50。
基坑開挖期間應安排專人看護好降水井，防止被挖掉或掩埋。
九、安全技術措施
1、作業人員進入現場必須戴好安全帽等勞保用品，作業前應對作業環境和周邊環境進行確認，增強自我保護意識，做到「三不傷害」。
2、打拉森樁作業之前，應對打樁區域下面埋設情況進行確認，防止打樁過程中遇到不明地下設施和破壞重要管線。
3、在吊裝作業期間，安排專業起重工負責指揮吊裝，吊裝作業前，應負責檢查吊裝鋼絲繩的完好效能，防止在吊裝作業時發生鋼絲繩破損斷裂的現象。
4、吊裝期間，吊裝作業半徑範圍內不得有人，尤其是在鋼板樁吊裝過程中，鋼板樁上面不得站人，下面不得有人。
十、應急措施
1、打樁期間如果遇到地下障礙物無法穿透，應用挖機或液壓錘清除。
2、打樁期間應嚴格控制打樁垂直度，保證每根樁之間互相咬合好，同時在基坑轉角部位多打3～4根鋼板樁，延長轉角部位的滲水路線，基坑挖開後，如果發現樁身有滲漏水現象，應採取塞棉布和焊接鋼板的方法進行堵漏。
3、打鋼板樁和基坑開挖期間，應對場地周圍地面和樁頂做好變形監測工作，一旦發現變形過大、過快、超過報警值或者其它異常情況，應立即停止施工，並採取必要的加固措施。
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