水中承台施工方案

水中承台施工方案

一、工程概况

我项目部位于××高速公路K4+134.2～K8+916.4段内，主要包括××高架桥及××高架桥。高架桥段内常水位标高1.25左右，作业范围内河床顶面最低处标高为-1.7m。

承台底标高最低为-3.5m,承台高为2.0m，宽为6.5*6.5m的工字形承台，共23个，每个承台下有Ø1.5m的水中桩4根。

二、 编制依据

（1）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） （2）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000） （3）《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ053－94） （4）《××高速公路东段项目两阶段施工图设计》 三、水中承台施工方案

在软基地区结构物基坑开挖时，特别是位于河流边缘、河流中及建筑物边缘开挖时，由于土体的物理力学性能很差，当开挖深度≥2m时，如采用常规支护或多级放坡开挖，势必造成工期延长，不能止水，施工成本加大且存在严重的安全隐患或者不能达到施工目的。我部根据合同相关要求,采用新材料、新工艺、新技术，并加快水中承台施工进度,用拉森桩支护深基坑的施工。 1、基本原理

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拉森桩支护深基坑施工工艺利用打入地基中的拉森桩作竖向支撑，H型钢作基坑内四边围檀腰梁、四角斜支撑及钢管作水平内支撑。由拉森桩及土体的内摩擦力、型钢及钢管的水平支撑承受水平荷载；由拉森桩桩体本身的抵抗弯矩承受外部荷载对拉森桩产生的局部弯矩，由基坑的整体稳定性及基底抗隆起决定拉森桩的入土深度，并保证拉森桩的自身稳定，拉森桩的锁口自锁解决基坑的密封性：钢板桩打设前锁口涂满油脂及锁口对接完好，确保施工过程中的稳

定、安全。施工示意图见图1、图2。

图1 拉森桩基坑支护结构图 单位:cm 注：Ф300钢管内支撑水平间距4m，竖向间距3m

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图2拉森桩基坑支护剖面图 单位：cm

2、工艺流程

施工准备一基线确定一定桩位一拉森桩施打一土方开挖一腰梁安装一第一层内支撑一基坑开挖一第二、第n层内支撑、基坑开挖(分层支撑、分层开挖)一基坑排水、结构施工一回填一拔桩一下个承台施工。 3、主要施工要点 3.1拉森桩的施工要求

拉森桩按设计要求设置在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的工作面；基坑护壁拉森桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，各周边尺寸尽量符合钢板桩基本参数；在整个基础施工期间，挖土、吊运、扎钢筋、浇筑砼等施工作业中严禁碰撞支撑，不得任意拆除支撑，不得在支撑体系上进行电焊、切割施工。 3.1.1基线确定

根据基坑外围开挖宽度，测放出拉森桩打设线，用红线拉紧标示出拉森桩打设位置。

3.1.2拉森桩施打

采用单桩打入法，以1块拉森桩为一组，从基坑支护四角开始逐块插打；拉森桩打设前，锁口应仔细检查防变形并涂满油脂，锁口变形及锈蚀严重的拉森桩需整修矫正后方可施工；打设时先将拉森桩吊至插桩点对位，插桩时锁口对准。

3.1.3腰梁安装及内支撑设置

施打完工后，开挖至第一层内支撑高度，清理拉森桩上的泥土及杂物，用H500型钢沿拉森桩周边平面在距桩项0．5m处与拉森桩紧密焊接，腰梁长度或形状按围护实际情况确定，周边四角用H400型钢作斜撑加固，并按设计情况加钢管水平撑。然后继续开挖并加撑，直到满足要求。 3.1.4构造物施工

开挖并加固完成后，及时进行基底硬化并留集水井位置，抓紧时间进行结构物施工。施工时间不宜拖得过长。 3.1.5拉森桩的拔除

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基坑回填后，先用打拔桩机夹住拉森桩头部振动1～2min，使拉森桩周围的土松动，减少桩侧摩阻力，然后慢慢往上振拔。在拔桩过程中出现上拔困难或拔不出来时，先振动1～2min后往下锤0．6～lm再往上振拔，反复将桩拔出来。对拔桩后留下的桩孔及时回填。

3.2钢筋绑扎及安装

3.2.1钢筋的级别、种类和直径按设计要求在钢筋场地集中加工半成品，并验收合格后，运到承台施工现场。

3.2.2 底层钢筋网片采用点焊，所有焊点应符合设计要求。

3.2.3钢筋与模板之间用高强砼垫块加塞，以控制保护层厚度满足要求,并将垫块与钢筋绑扎牢固，垫块应交错布置。

3.2.4绑扎钢筋应注意预埋墩身钢筋，墩身预埋钢筋与承台钢筋骨架点焊连接，以防在混凝土浇筑过程中钢筋移位。

3.2.5钢筋焊接采用单面或双面电弧焊，双面焊是要求搭接长度不小于5D，单面焊搭接长度要求不小于10D。

3.3模板安装

立承台模板，模板表面平整光洁，拼凑紧密。模板采用组合钢模板，外侧用型钢支撑，另设对拉螺杆，拉杆采用φ20钢筋，模板与垫层接触面用砂浆或混凝土封堵，以防混凝土浇筑时漏浆。在浇注混凝土前对保护层进行检查，检查合格后方可进行混凝土施工。

3.4砼浇筑和养护

3.4.1混凝土在拌和过程中，除对搅拌时间进行控制外，还应对混凝土拌合物的均匀性进行检查，保证混凝土颜色一致，不得有离析和泌水现象。

3.4.2混凝土搅拌完毕后，检测混凝土拌合物的坍落度及和易性，在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测，评定时以浇筑地点的测值为准，每一工作班至少

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两次。在检测坍落度时，还应观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性。

3.4.3 按有关规定制作混凝土试块。

3.4.4 混凝土运至浇筑地点后发生离析、严重泌水现象时不得使用。 3.4.5混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑，分层浇筑时应在下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土。

3.4.6浇筑时用插入式振捣器振捣，插入间距不超过其作用半径的1.5倍，插入下层5cm左右，不能碰撞模板、钢筋及预埋件。对每一振动部位，必须振到该部位混凝土密实为止，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒气泡、表面平坦、泛浆。

3.4.7混凝土浇筑后注意覆盖保温，加强养生，遇气温骤降的天气应注意保温，以防裂缝。混凝土浇筑宜避开一天中最高温时间，尽量降低混凝土入模温度，同时掺入缓凝剂，延长初凝时间。混凝土固结时即在承台表面用湿麻袋覆盖，初凝后浇水养护。

4、拉森桩受力验算：

拉森II型钢板桩主要技术参数：桩长12m,w=2910cm³,g=190kg/m，b=400mm，h=170mm，t1=15.5mm，t2=12mm，δ=220MPa，钢板桩入土深度达到桩长的1/2。拉森钢板桩连接示意图见图3。

4·1内支撑体系一般选用500 X 200H型钢作腰梁和400×200H型钢作四角斜撑梁组成围檀。

4·2根据开挖深度的不同，有时需增设由300钢管作水平内支撑，内支撑一般需竖向间距3m设置一层。

图3拉森桩连接示意图

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4.3根据钢板桩入土的深度，按单锚浅埋板桩计算，假定上端为简支，下端为自由支承。这种板桩相当于单跨简支梁，作用在桩后为主动土压力，作用在桩前为被动土压力，压力坑底以下的土重度不考虑浮力影响，计算简图如下。 6

4．5钢板桩稳定性验算：板桩入土深度除保证本身的稳定性外，还应保证基坑底部在施工期间不会出现隆起和管涌现象。 在软土中开挖较深的基坑，当桩背后的土柱重量超过基坑底面以下地基土的承载力时，地基的平衡状态受到破坏，常会发生坑壁土流动，坑顶下陷，坑底隆起的现象（如下图），为避免这种现象发生，施工前，需对地基进行稳定性验算。

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5．人员、材料与设备

5.1主要施工材料及机械设备配备见表

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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 施工主要用材料及机械设备配备表 设备、材料 液压振动打桩机 挖掘机 拉森桩 H500型钢 φ300钢管 发电机组 电焊机 装载机 吊机 规格 EX400LC PC200 120KW 30KW 25T 单位 台 台 根 t t 台 台 台 台 数量 1 1 96 15 3 1 1 1 1 备注 5.2.根据首件施工要求，人员分工及劳力安排见下表：

项目管理人员 技术负责 质量负责 安全负责 施工员 现场负责 技术员 试验负责 负责人 技术工人 电焊工 浇捣、模板工 钢筋工 电 工 安全员 人员 2人 8人 6人 1人 1人 ×× ×× ×× ×× ×× ×× ××

6．质量控制

6.1打桩过程中有遇上其他不明障碍物，导致拉森桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

6．2拉森桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容

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易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1．0～2．0米，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让拉森桩的位置得到纠正，减少拉森桩的倾斜度。

6．3拉森桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄或宽度不小于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是拔相邻的数根桩焊接在～起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。

6．4拉森桩矫正、除泥、除锈，在吊机配合下，使用千斤项，大锤和氧气、乙炔等工具材料完成包括端部修整、桩体浇曲、扭曲及局部变形矫正、锁口变形矫正等矫正内容。

6．5按设计长度拼接拉森桩：在吊机配合下，在工地现场设置平台，将待拼接桩段固定于同一轴线，然后采用鱼尾板焊接法接桩至设计桩长。

6．6拉森桩打入施工，为达到基坑支护规范要求的各项标准，并按施工图要求，施工机械采用EX400LC液压振动打桩机械及1 20Kw发电机施工，严格控制垂直度。

6．7土方开挖至拉森桩顶以下0．5米处，进行围檩，支撑施工。围檩制安：围檩及支撑设置在拉森桩墙项以下0．5米处，根据设计位置在拉森桩内壁上焊围檩托架，然后吊装H型钢围檩并焊接加固。土方开挖至基底，排水管施工及回填，围檩及支撑拆除。拉森桩拔出：采用振动锤及120KW发电机拔桩。

7．安全技术保障及措施

7.1为提高深基坑围护的安全可靠性对拉森桩的入土深度，进行理论数据的计算，并对围护桩的强度及稳定性进行验证，确保深基坑施工的可靠性。 7.2沉设围护桩的施工中，严格按照沉桩规范施工，基坑四角必需采用角桩，最大程度的提高小齿口拉森桩防漏性能，保证下道工序顺利进行。 7.3严格按照基坑施工规范实施每道工艺的施工，开挖坑土堆放至10m～15m（1倍桩长）以外，坑土堆放要平整最大程度的减小堆土对围护桩的侧压

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力，增强围护的安全系数，即时对坑内积水进行抽排。在对基层实施挖土时，挖土机械严格按照规范操作，最大程度的减小挖土机械单位受力面积，杜绝冲击荷载，对围护桩的破坏，确保基坑安全。

7.4基坑分段开挖，边开挖边支护，每段长度不大于4m；为防止基坑内积水浸泡，影响土体性能。

7.5基坑开挖期间进行全面监测，每日观测不少于2次。

7.6场内保证有一台挖掘机可以随时调用，如发现开挖后坡项位移呈增大趋势且无法收敛，立即用挖掘机挖土向基坑内坡脚回填反压直至位移稳定，再采用加固措施后 8．环保措施

8.1基坑开挖渣土及时清运至指定弃土场，确保施工期间的环境保护。 8.2打设前清理干净拉森桩附着渣土及其他杂物，确保锁口位置清洁、无弯曲损坏，在锁口位置涂满黄油等润滑剂防止施工过程中渗水、泥浆、水泥浆等污染环境的现象发生。

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