邻近高速路深基坑围堰施工技术

一、方案比选方案一：拉森钢板桩基坑围堰采用拉森Ⅳ钢板桩，靠近高速公路侧单根桩长15m，远离高速公路侧单根长度12m。方案二：锁口钢管桩基坑围堰采用锁口钢管桩采用 φ720×12mm、φ219×6mm和φ180×6mm组合C-O型锁口钢管桩，靠近高速公路侧单根桩长15m，远离高速公路侧单根长度12m。方案三：拉森钢板桩+锁口钢管桩

一、方案比选

方案一：拉森钢板桩

基坑围堰采用拉森Ⅳ钢板桩，靠近高速公路侧单根桩长15m，远离高速公路侧单根长度12m。

方案二：锁口钢管桩

基坑围堰采用锁口钢管桩采用 φ720×12mm、φ219×6mm和φ180×6mm组合C-O型锁口钢管桩，靠近高速公路侧单根桩长15m，远离高速公路侧单根长度12m。

方案三：拉森钢板桩+锁口钢管桩

基坑围堰采用拉森钢板桩 + 锁口钢管桩，靠近高速公路侧采用锁口钢管桩，锁口钢管桩采用 φ720×12mm、φ219×6mm和φ180×6mm组合C-O型锁口钢管桩，单根桩长15m；远离高速公路侧采用拉森Ⅳ钢板桩，单根桩长12m。

根据现场情况，对基坑围堰平台方案从技术可行、安全可靠、经济合理、工期、经济性等方面进行比选。参见下表基坑围堰平台方案比选。

基坑围堰方案比选

施工方法	技术可行性	安全可靠性	合理性	工期	经济性	备注
拉森钢板桩围堰	技术可行	靠近高速公路侧变形较大	不合理	较短	187.88t
锁口钢管桩围堰	技术可行	可靠	较合理	较长	267.9t
拉森钢板桩+锁口钢管桩围堰	技术可行	可靠	合理	适中	钢板桩138.8t 钢管桩69.2t

锁口钢管桩为既有成品，不需再行加工，但锁口钢管桩打拔费用较高，综合比较，围堰采用拉森钢板桩 + 锁口钢管桩方案技术可行，安全可靠，成本较低，工期较短，拟采用此方案。为减少基本变形，靠近高速公路侧采用单根长度 15m锁口钢管桩支护。

二、施工方案

2.1总体施工方案

本工程主敦承台分为 2层，下承台尺寸为22.6m×14.6m×3.5m，上承台尺寸为16.6×9.6m×3.0m ，围堰平面尺寸 23.2×15.2m。750#、751#墩分别位于高速公路两侧；750#墩地面标高+24.15，基坑底标高+16.227（含1m厚封底混凝土），基坑挖深7.923m，751#墩地面标高+22.6，基坑底标高+14.599（含1m厚封底混凝土），基坑挖深8m。基坑采用锁口钢管桩+拉森钢板桩围堰支护方案。靠近高速公路侧采用锁口钢管桩，锁口钢管桩采用φ720×12mm、φ219×6mm和φ180×6mm组合C-O型锁口钢管桩，单根桩长15m；远离高速公路侧采用拉森Ⅳ钢板桩，单根桩长12m。内支撑共布置二层，上下层腰梁均采用 HW400X400型钢，斜撑均采用HW400X400型，对口撑采用?630X10mm钢管。采用边开挖边安装内支撑形式（干挖），采用管井降水，确保基坑内降水至垫层混凝土底。

2.2围堰施工步骤

步骤一：拉森钢板桩及锁口钢管桩施工

（1）拉森钢板桩的选用

根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用拉森Ⅳ型钢板桩，拉森Ⅳ型钢板桩宽度适中，抗弯性能好，其主要技术参数为：W=2270cm3，g=76kg/m，依地质资料及作业条件决定选用拉森Ⅳ钢板桩长度12m，采用角桩对基坑进行全封闭处理。

（2）锁口钢管桩结构形式

围堰锁口钢管桩形式分阴、阳锁口两种，阴管桩由Φ720*12mm主钢管与锁口阴口（钢管直径Φ219*6mm）组成，阳桩由Φ720*12mm主钢管与锁口阳口（钢管直径Φ180*6mm）组成，角桩由Φ720*12mm钢管桩组成。钢管桩设计每根长度15m。

（3）异形桩结构形式

围堰异形钢管桩形式分阴、阳锁口两种，阴管桩由Φ720*12mm主钢管与锁口阴口（拉森Ⅳ型钢板桩一半）组成，阳桩由Φ720*12mm主钢管与锁口阳口（钢管直径Φ180*6mm）组成，异形桩主管和阳口长度15m，阴口长度12m。

（4）插打

①在安插桩位时，1个起始点两侧同时插打，共设置1个合龙口，依次插打到位，进行合龙。

②角桩的插打是钢管桩围堰施工关键的步骤，所以在插打时要严格控制好桩的垂直度，需在两个垂直的方向同时进行控制，以确保垂直不偏。倾斜率控制在1%以内。角桩插打稳定后，立即与导向架进行联接，钢管桩与内外导向框之间的间隙，用铁楔块塞紧。

③每组桩位插打完以后，用短钢筋头焊接固定在围堰内导向上，以免在插打下一组钢管桩时将该组管桩带下或引起倾斜。开始插打的桩位桩可以一次插打至设计标高，最后一面应先插好钢管桩，当桩位全部合龙后，再由合龙处逐次将钢管桩插打至设计标高。如打桩困难时，宜用射水辅助，严禁锤击过猛，致使钢管桩锁口破坏，影响止水效果。

④钢管桩围堰完成以后，必须将内、外导向与钢管桩之间的空隙逐个用铁楔块塞紧，以免变形。

⑤ 围堰合龙桩应远离高速公路侧合龙。为保证围堰顺利合龙，采取以下措施：

在定位框架上事先划线，标记好每根钢管桩的位置，施工时“对号入座”。如果由于施工等原因出现累计误差时，应提前进行纠正，尽量使合龙桩位置准确，开口距离在可以调整的范围内。

步骤二：管井降水

桥墩所处地质条件主要为粉质粘土。根据该墩附近地区的已有降水经验，拟采用管井降水方案降低地下水位，即在基坑周围每边布设1个，共布设4个管井，每根管井深度18m，在基坑开挖前3天进行降水。由管井统一将地下水抽出，达到阻截基坑外围地下水流入基坑的目的，从而满足基础施工对降水的要求。

（1）钻孔施工

①循环系统设置 : 根据场地的实际情况，对循环系统的设置进行合理布局，并要求冲洗液循环畅通，易于清除钻渣。

②钻孔作业要连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。

③在钻进过程中，要注意地层变化，对不同的土层，采用不同的进尺方法。

④钻孔时，采取减压钻进，使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重。

⑤达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时先将钻头提离孔底15-20cm，输入泥浆循环清孔，并应控制泥浆比重，调节泥浆性能。以换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。

（2）下管：下管采用悬吊式托盘下管法，管筒在砂层段必须用纱网包封严密，以防涌砂。在下滤水管时先下长1.0m的沉淀管（砼实壁管），然后再下砼滤水管，上下管之间用竹皮（细竹子）铁丝绑扎连接。下管时，必须把管中心对准钻孔中心，严禁管壁与孔壁靠在一起。下泵宜用钢丝绳吊装在井内，下到设计深度，并在井口绑扎牢固。

（3）填滤料：下管结束后，应立即在管壁与孔壁之间进行填滤料，围填时应慢慢用细砂从四周填入，河床以上部位采用粘土进行填塞，防止渗水。

步骤三：第一层基坑开挖及钢围囹安装

第一层基坑开挖方式采取挖掘机和翻斗车相配合的方式。

第一层基坑开挖深度为拉森钢板桩顶面以下1.0m。

第一层基坑开挖完成后，即进行第一层钢围囹安装。

第一层钢围囹设于拉森钢板桩顶面以下 0.5m，采用1根HW400 × 400型钢作为腰梁，HW400X400型钢作为斜撑，每个角设置2根角撑，中间采用 ?630X10mm钢管设置 2根对口撑。

步骤四：第二层基坑开挖及钢围囹安装

第二层基坑开挖方式采取挖掘机和翻斗车相配合的方式。

第二层基坑开挖深度为拉森钢板桩顶面以下4.5m。

第二层基坑开挖完成后，即进行第二层钢围囹安装。

第二层钢围囹设于拉森钢板桩顶面以下 4.0m，采用1根HW400 × 400型钢作为腰梁，HW400X400型钢作为斜撑，每个角设置2根角撑，中间采用 ?630X10mm钢管设置 2根对口撑。

步骤五：第三层基坑开挖及砼垫层浇筑

第三层基坑开挖方式采取挖掘机和翻斗车相配合的方式。

第三层基坑开挖深度为下承台底面以下1m。

第三层基坑开挖完成后，即进行混凝土垫层浇筑，垫层混凝土标号为C20，厚度1m。

步骤六：下承台施工

破除桩头检查合格后进行桩基检测，全部检测合格后安装侧模、钢筋及浇筑混凝土施工。

步骤七：基坑回填及第二层钢围囹拆除

承台拆模、基坑回填后拆除第二层钢围囹。

步骤八：上承台施工

步骤九：基坑回填、第一层钢围囹拆除及围堰桩拔除

步骤十：墩柱施工

2.3排水系统

基坑开挖完成后，在进行砼封底前应在基坑内沿四周挖15cm×15cm的排水沟，水沟顺钢板桩边缘设置，排水沟坡度为0.5%，并于基坑四角处设深50cm集水坑，集水坑内备污水泵。基坑排水应设专人负责，及时处理。对于基坑外部，应沿四周或地势较高侧设地表截水沟，截水沟尺寸为30cm×30cm。

2.4栏杆及爬梯安装

（1）防护栏杆

在围堰顶面钢板桩外侧设置作业平台，并进行适当硬化处理。平台四周设置防护栏杆，挂密目网，以防止平台上物体坠落堰内。栏杆采用φ48×3.5mm钢管制作，沿围堰四周设置。立柱高1.2m，间距2m，横杆设置2层，自围堰顶部以上分别50cm、120cm高度各设置一道。采用5cm×5cm密目网维护。

栏杆示意图

（2）上下爬梯

基坑内沿承台四边中心位置各设置一个爬梯，兼做人行通道或疏散通道。

爬梯