综合管沟工程施工工艺标准

市政道路及综合管沟土建施工工程中环三标综合管沟工程施工工艺标准

中铁五局集团第三工程有限责任公司

二00五年三月

综合管沟工程施工工艺标准

一、工程概况

广州大学城中环路作为各大学主要出入口，外侧为各大学校区，内侧为生活服务区，根据各专业规划，大部分电力电缆、通讯电缆都布置在中环道路下面，自来水管线、燃气管线也沿中环路埋设，因而中环路道路实施综合管沟可发挥综合优势，综合管沟建设在道路中央绿化带下，以尽量减少上部覆土厚度，降低工程造价。广州大学城中环路综合管沟施工特点：综合管沟为地下防水钢筋混凝土结构，防水等级为S6级，采用明挖现浇法施工。管沟采用单层三跨箱型框架结构，宽7m，底板至顶板3.1m，埋深1.5m；其结构受力体系由侧墙、中墙、底板和顶板等组成。在板和墙的交界处设置受力斜托；主体结构设全外包涂料防水层。我们根据其结构及施工工序，确定了其主要施工工艺流程：

二、基坑开挖与支护施工方案

2.1基坑开挖工艺流程

2.2基坑开挖施工方法

根据施工图设计及现场实际地质情况，中环三标将管段内综合管沟基坑开挖分成三部分：1、一般路基处理段；2、为不良地质及软土路基处理段（根据现场开挖实际情况）；

3、穿越河涌箱涵、与放射线交叉处深基坑处理段。

1、一般路基处理段

基坑实际开挖深度3.95米（综合管沟埋深4.6 m、15cm砼垫层，扣除80cm路面）。开挖拟采用人工配合机械纵向分段竖向分层的方式进行。开挖出来的土方，保留符合回填要求的部分临时堆放在施工区堆放场地内，其余弃方或运至软基处理段。

基坑由中间向两端分别纵向分段、竖向分层开挖，每段基坑的开挖长度与主体分节相对应。为了有利于基底排水及施工流水作业，开挖面比主体施工段超前2～3节，根据K4+730～K4+795试验段开挖结果判断，地质条件较好，开挖面坡度定为1:0.5，开挖

完成后采用覆盖彩条布处理。

一般路基处理段

2、地质不良及软土路基处理段

a.如K5+410~K5+950段：基坑土质含水量大、含砂率大，开挖时基坑侧壁不稳定，极易坍塌，须采取特殊支护。我部曾尝试放缓基坑边坡度的方法施工，但已通的两车道边线距基坑边线仅4.5m，考虑施工时的工作空间1m及车道安全距离1m，基坑侧壁坡度仅为1：0.5，远远达不到该种土质的稳定坡度。

b.如K4+794.58~K4+935.42高架桥地埋段由于地势低洼，地表长年受水浸泡，（桥台台背基础设计为水泥搅拌桩处理）综合管沟基坑土质含水量大、开挖时基坑侧壁也必须采取特殊支护。

c. 如K5+950~K6+950段为软基处理，由于已修成的“11m施工车道”离综合管

沟开挖边线仅3.5m（基坑开挖须预留至少1m工作面），基坑埋深均在3.95m以上，

已无法满足投标时1:1.5的坡度进行开挖。试验段基坑开挖时淤泥仍呈流塑状，采用

普通钢板桩无法堵住淤泥及泥砂，对“11m施工车道”及基坑作业都存在着极大的安

全隐患。

鉴于以上事实，同时为保障“11m施工车道”通畅；基坑开挖的安全；综合管沟

的节点工期。施工时：K4+794.58~K4+935.42高架桥地埋段、K5+410~K5+950土质

不良段、K5+950~K6+950软基段基坑开挖施工方案为在基坑两侧壁处施打密扣式钢

板桩—拉森式钢板桩。

具体方案为：在靠近两车道一侧的综合管沟基坑侧壁处的密扣式钢板桩深度为8~10m ，

另一侧为7~9m ；在桩头处采用40槽钢连接，两侧钢板桩利用Φ200钢管做横向支撑，间距50cm 。

3、深基坑处理段

如K5+825穿越8#河涌箱涵、K5+872与10#路交叉、K6+355与中部快线交叉三处深基坑处理段，最大开挖深度6.2m 。

不良地质路基段基坑开挖支护

开挖支护剖面

拉森钢板桩平面

拉森钢板桩

拉森钢板桩

1、深基坑的护壁，不仅要求保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑及坑外土体移动，保证基坑附近构造物、道路、管线的正常运行，因此深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求。

根据本标段的实际情况，经比较采用钢管桩作为挡土结构，由于基坑开挖区主要为粘性土及已被水泥搅拌桩部分固结了的淤泥质软土，它具有一定自稳定结构的特性，因此护坡桩采用间隔式钢管桩挡土，拉森钢板桩支护的方案，挡土支护结构布置如下：(1)护坡桩桩径600mm，桩净距1000mm；(2)基坑两侧设置拉森式钢板桩。2、深基坑支护土压力

由于土的土质比较复杂，土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关，要精确地确定也是比较困难的。目前，土压力的计算，仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为：

主动土压力：

Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

工中：Eα——主动土压力(KN)，

γ——土的容重，采用加权平均值。

H——挡土桩长(m) 。

Φ——土的内摩擦角(°)。

C——土的内聚力(KN)。

被动土压力：EP=1/2γt2KPCt

式中：EP——被动土压力(KN)，

t——挡土桩的入土深度(m)，

KP——被动土压力系数，

一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。

2.1.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响，在中线的土压力最大，而两边的压力则小，利用这种空间效应，可以在两边折减桩数或减少配筋量。

2.2.重视场内外水的问题。注意降排水，因为土中含水量增加，抗剪强度降低，水分在较大，土粒表面形成润滑剂，使摩擦力降低，而较小颗粒结合水膜变厚，降低了土的内聚力。

综上所述，结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成，水压力和土压力分别按以下方式计算：

2.2.1.水压力：因支护桩所处地层主要为粘性土层，另开挖前已作降水处理，故认为此压力采用水土合算是可行的。

2.2.2.土压力：桩后主动土压力，采用朗肯主动土压力计算，即：Eα=1/2γH2tg2(4

5°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

桩前被动土压力，采用修正后的朗肯被动土压力计算，即：EP＝1/2γt2KP+2KP Ct。

式中：KP＝〔CosΨCosδ-Sin(Ψ+δ)SinΨ 〕2

3.护坡桩的设计

该工程支护结构主要采用钢管桩加斜土锚的设计方案，桩的直径为600mm，桩间净距为1000mm。考虑基坑附近施工车道动截荷的影响，支护设计时，参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m，其他结构及土的工程地质概况见下图：

3.1.桩上侧土压力：①桩后侧主动土压力，计算时采用经验的C、Φ、γ，Φ=21.32，得：Eα=

4.7H2-2.76H+108.49；②桩前侧被动土压力：计算时应采用平均值的C′、Φ′、γ′，得：EP＝33.89676t2+104.5t；③均布载荷对桩的侧压力：由公式Eq＝qKaH，得：Eq=18.672H。

3.2.桩插入深度确定：计算前须作如下假设：(1)锚固点A无移动；(2)钢管桩埋在地下无移动；(3)自由端因较浅不作固定端，按地下简支计算。

3.2.1.建立方程：对铰点(锚固点)A求矩，则必须满足：ΣMA=0

所以有：1KEP(23t+h-a)=Eq〔23 (h+t)-a〕+Ep(h+t2-α)q

式中：K为安全系数，取2，得：8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12

3.2.2.插入深度及柱长计算：根据实际情况t取最小正解；t=1.99m。

根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料，取安全系数为1.2，所以桩的总长度为：

L=h+1 .5t=（6.2+1.99）×1.2=9.8(m)