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【摘要】高速公路工程建设中，既有线与新建线连结部分常采用加固改建方案，本文结合现场介绍高速公路既有线改建工程增设挡土墙工程采用工字钢基坑支护施工方法及交通管制方案，在类似工程具有一定的借鉴。
【关键词】高速公路；改建加固；基坑支护；交通管制；施工方案
中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
某高速公路扩建工程，旧路为双向四车道，扩建后为双向八车道，其中在新线既有高速公路结合处K0+090～+220左侧需增设挡土墙，在不影响既有线运营通车的情况下执行交通管制，同时施工挡土墙。挡土墙工程采用工字钢基坑支护，在基坑开挖前施打工字钢以加固既有高速公路路基，确保既有高速公路行车安全。
二、施工方案
（一）总体施工方案
挡土墙基坑开挖采用56a型6.0 米长工字钢支护。工字钢用升降机就位后采用履带式液压挖土机KATO-1250或KATO-1430带VH-2000或VH-3000的液压振锤的锤机施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，放出准确的支护桩中线。工字钢施工采用逐根打入法，逐根打入法可以确保工字钢不发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将1根工字钢插入导架内，用缆风绳固定确保不摇摆，然后再施打。
（二）工字钢施工的一般要求
1、工字钢的设置位置要符合设计要求，便于挡土墙基础施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
2、基坑护壁工字钢的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准工字钢的利用和支撑设置。
3、整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
（三）工字钢施工的顺序
工字钢位置的定位放线→挖沟槽→安装导梁→施打工字钢→拆除导梁→清理锚杆处标高的土方→挖土→挡土墙基础、墙身施工→回填碎石→拔除工字钢。
三、施工工艺及要求
1、打桩机械选择
工字钢可采用锤击打入法、振动打入法、静力压入法及振动锤击打入法等施打方法，本段挡土墙施工考虑工程地质，现场作业环境，工字钢形式、重量、长度、总数量等具体条件，选用振动锤击打入法进行施打。
2、工字钢的检验及矫正
用于基坑支护的成品工字钢均为新品，可按出厂标准进行检验；重复使用的工字钢使用前，应对外观质量进行检验，包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设计要求，有无表面缺陷，端头矩形比，垂直度和锁口形状等。
3、施打围檩支架（导向架）的设置
为保证工字钢沉入的垂直度及施打工字钢墙面的平整度，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，需要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。围檩支架由围檩及围檩桩组成。
围檩可以双面布置，也可以单面布置一般下层围檩可设在离地约500mm处，双面围檩之间的净距应比插入工字钢宽度放大8-10mm。围檩支架一般用型钢组成，如H型钢、工字钢、槽钢等，围檩入土深度一般为6-8m，间距2-3m，根据围檩截面大小而定，围檩之间用连接板焊接。
4、工字钢吊运
装卸工字钢宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的工字钢根数不宜过多。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。
5、工字钢堆放
工字钢堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。
6、工字钢施打
工字钢施工关系到基坑支护和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有關要求：
1）全段采用56a型6.0 米长工字钢支护。工字钢采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。
2）打桩前，对工字钢逐根检查，剔除变形严重的工字钢，不合格者待修整后才可使用。
3）打桩前，在工字钢的头部涂油脂，以方便打入拔出。
4）在插打过程中随时测量监控每块工字钢的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。
5）工字钢施打采用逐根打入法施工。打入时能够确保工字钢不发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将1根工字钢插入导架内，用两根缆风绳固定好，防止工字钢摇摆，确保与回流线距离不小于2米，然后再施打。将工字钢打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上。施打顺序对工字钢垂直度、位移、轴线方向的伸缩、基坑墙的凹凸及施打效率有直接影响，按先后顺序施打。
6）密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证工字钢顺利合拢；特别是工作井的四个角均要使用工字钢施打使之合拢。
7)打入工字钢后，每天派专人进行检查工字钢的稳定并作标记、记录。
7、工字钢的拔除
基坑回填后，要拔除工字钢，以便重复使用。拔除工字钢前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。
1）拔桩方法
本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏工字钢周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
2）拔桩时应注意事项
①拔桩起点和顺序：对封闭式工字钢支护结构，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。
②振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将工字钢接口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的工字钢可先用柴油锤将桩振下100－300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
③起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。
④供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1．2-2.0倍。
⑤对引拔阻力较大的工字钢，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1．5h。
8、工字钢土孔处理
工字钢拔除后留下的土孔应及时回填处理，特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合，尤其应注意及时回填，否则往往会引起周围土体位移及沉降，并由此造成临近建筑物等的破坏。土孔回填材料常用砂子，也有采用双液注浆（水泥与水玻璃）或注入水泥砂浆。回填方法可采用振动法、挤密法填入法及注入法等，回填时应做到密实并无漏填之处。
四、交通管制方案
1、基本要求
⑴ 在上路施工作业之前，先到高速公路资产安全部门办理有关进入施工手续，并参加高速公路安全作业培训，认真学习高速公路有关公路法规、安全作业规章制度。
⑵建立安全作业、岗位职责、操作规程制度，并在施工现场立牌提示，切实做到责任到人、落到实处。
⑶ 工程作业的交通控制，要按照《中华人民共和国道路交通安全法》规定和要求设置各种警告、过渡、缓冲、作业和下游过渡终止区标志。
⑷ 配备称职的专职安全员，布控现场两端各设固定安全管理人员，中间布置数名流动安全管理人员，及时巡查各类安全设施的完好情况。
⑸ 在施工前认真研究图纸，分析情况，采取有效措施，确保中央分隔带下通信光缆的安全，杜绝有损高速公路设施的行为。
2、施工作业控制区
养护维修作业控制区应由警告区、上游过渡区、缓冲区、工作区、下游过渡区及终止区组成，其布置规定：
⑴ 警告区：警告区长度大于1500m。警告区内每一定距离设置有关警告标志，第一个警告标志到下一个警告标志的间距大于300m，最后一个标志离上游过渡区的第一个渠道装置间距大于150m，其余各标志间距在100m至300m之间。警告区内设置限速标志、前方车道变窄标志、禁止车辆通行标志。
⑵ 过渡区：过渡区分上游过渡区和下游过渡区。当车辆行驶至上游过渡区时，车速应小于40Km/h。该区长度为65－100m。在上游过渡区前设置禁止驶入标志，在上游过渡区内设置作业标志车，车尾朝着车流方向，车尾挂有寻向性标志和限速牌；车身安装黄色频闪灯和防撞装置。下游过渡区的长度应大于30m。
⑶ 缓冲区：缓冲区的长度为80m。其上游过渡区之间设置路障。
⑷ 作业区：作业区是作业人员活动和工作的地方，其长度根据施工作业需要确定。
⑸ 终止区：终止区的长度大于30m。在终止区的末端，解除所设的限制标志。
⑹ 警告区、过渡区、缓冲区在施工期间根据路况特点做相应调整，并符合规范要求。
3、各种交通安全管制设施的规定
⑴ 锥标。其要求应符合《道路交通标志和标线》（GB5768）的规定，布设间距为5～10米，具有反光功能，同时配置施工警示灯号，保证夜间施工时的安全。
⑵夜间照明设施。当夜间进行养护作业时，设置照明设施。照明必须满足作业要求，并覆盖整个工作区域。
【关键词】高速公路；改建加固；基坑支护；交通管制；施工方案
中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
某高速公路扩建工程，旧路为双向四车道，扩建后为双向八车道，其中在新线既有高速公路结合处K0+090～+220左侧需增设挡土墙，在不影响既有线运营通车的情况下执行交通管制，同时施工挡土墙。挡土墙工程采用工字钢基坑支护，在基坑开挖前施打工字钢以加固既有高速公路路基，确保既有高速公路行车安全。
二、施工方案
（一）总体施工方案
挡土墙基坑开挖采用56a型6.0 米长工字钢支护。工字钢用升降机就位后采用履带式液压挖土机KATO-1250或KATO-1430带VH-2000或VH-3000的液压振锤的锤机施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，放出准确的支护桩中线。工字钢施工采用逐根打入法，逐根打入法可以确保工字钢不发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将1根工字钢插入导架内，用缆风绳固定确保不摇摆，然后再施打。
（二）工字钢施工的一般要求
1、工字钢的设置位置要符合设计要求，便于挡土墙基础施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
2、基坑护壁工字钢的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准工字钢的利用和支撑设置。
3、整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
（三）工字钢施工的顺序
工字钢位置的定位放线→挖沟槽→安装导梁→施打工字钢→拆除导梁→清理锚杆处标高的土方→挖土→挡土墙基础、墙身施工→回填碎石→拔除工字钢。
三、施工工艺及要求
1、打桩机械选择
工字钢可采用锤击打入法、振动打入法、静力压入法及振动锤击打入法等施打方法，本段挡土墙施工考虑工程地质，现场作业环境，工字钢形式、重量、长度、总数量等具体条件，选用振动锤击打入法进行施打。
2、工字钢的检验及矫正
用于基坑支护的成品工字钢均为新品，可按出厂标准进行检验；重复使用的工字钢使用前，应对外观质量进行检验，包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设计要求，有无表面缺陷，端头矩形比，垂直度和锁口形状等。
3、施打围檩支架（导向架）的设置
为保证工字钢沉入的垂直度及施打工字钢墙面的平整度，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，需要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。围檩支架由围檩及围檩桩组成。
围檩可以双面布置，也可以单面布置一般下层围檩可设在离地约500mm处，双面围檩之间的净距应比插入工字钢宽度放大8-10mm。围檩支架一般用型钢组成，如H型钢、工字钢、槽钢等，围檩入土深度一般为6-8m，间距2-3m，根据围檩截面大小而定，围檩之间用连接板焊接。
4、工字钢吊运
装卸工字钢宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的工字钢根数不宜过多。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。
5、工字钢堆放
工字钢堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。
6、工字钢施打
工字钢施工关系到基坑支护和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有關要求：
1）全段采用56a型6.0 米长工字钢支护。工字钢采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。
2）打桩前，对工字钢逐根检查，剔除变形严重的工字钢，不合格者待修整后才可使用。
3）打桩前，在工字钢的头部涂油脂，以方便打入拔出。
4）在插打过程中随时测量监控每块工字钢的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。
5）工字钢施打采用逐根打入法施工。打入时能够确保工字钢不发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将1根工字钢插入导架内，用两根缆风绳固定好，防止工字钢摇摆，确保与回流线距离不小于2米，然后再施打。将工字钢打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上。施打顺序对工字钢垂直度、位移、轴线方向的伸缩、基坑墙的凹凸及施打效率有直接影响，按先后顺序施打。
6）密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证工字钢顺利合拢；特别是工作井的四个角均要使用工字钢施打使之合拢。
7)打入工字钢后，每天派专人进行检查工字钢的稳定并作标记、记录。
7、工字钢的拔除
基坑回填后，要拔除工字钢，以便重复使用。拔除工字钢前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。
1）拔桩方法
本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏工字钢周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
2）拔桩时应注意事项
①拔桩起点和顺序：对封闭式工字钢支护结构，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。
②振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将工字钢接口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的工字钢可先用柴油锤将桩振下100－300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
③起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。
④供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1．2-2.0倍。
⑤对引拔阻力较大的工字钢，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1．5h。
8、工字钢土孔处理
工字钢拔除后留下的土孔应及时回填处理，特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合，尤其应注意及时回填，否则往往会引起周围土体位移及沉降，并由此造成临近建筑物等的破坏。土孔回填材料常用砂子，也有采用双液注浆（水泥与水玻璃）或注入水泥砂浆。回填方法可采用振动法、挤密法填入法及注入法等，回填时应做到密实并无漏填之处。
四、交通管制方案
1、基本要求
⑴ 在上路施工作业之前，先到高速公路资产安全部门办理有关进入施工手续，并参加高速公路安全作业培训，认真学习高速公路有关公路法规、安全作业规章制度。
⑵建立安全作业、岗位职责、操作规程制度，并在施工现场立牌提示，切实做到责任到人、落到实处。
⑶ 工程作业的交通控制，要按照《中华人民共和国道路交通安全法》规定和要求设置各种警告、过渡、缓冲、作业和下游过渡终止区标志。
⑷ 配备称职的专职安全员，布控现场两端各设固定安全管理人员，中间布置数名流动安全管理人员，及时巡查各类安全设施的完好情况。
⑸ 在施工前认真研究图纸，分析情况，采取有效措施，确保中央分隔带下通信光缆的安全，杜绝有损高速公路设施的行为。
2、施工作业控制区
养护维修作业控制区应由警告区、上游过渡区、缓冲区、工作区、下游过渡区及终止区组成，其布置规定：
⑴ 警告区：警告区长度大于1500m。警告区内每一定距离设置有关警告标志，第一个警告标志到下一个警告标志的间距大于300m，最后一个标志离上游过渡区的第一个渠道装置间距大于150m，其余各标志间距在100m至300m之间。警告区内设置限速标志、前方车道变窄标志、禁止车辆通行标志。
⑵ 过渡区：过渡区分上游过渡区和下游过渡区。当车辆行驶至上游过渡区时，车速应小于40Km/h。该区长度为65－100m。在上游过渡区前设置禁止驶入标志，在上游过渡区内设置作业标志车，车尾朝着车流方向，车尾挂有寻向性标志和限速牌；车身安装黄色频闪灯和防撞装置。下游过渡区的长度应大于30m。
⑶ 缓冲区：缓冲区的长度为80m。其上游过渡区之间设置路障。
⑷ 作业区：作业区是作业人员活动和工作的地方，其长度根据施工作业需要确定。
⑸ 终止区：终止区的长度大于30m。在终止区的末端，解除所设的限制标志。
⑹ 警告区、过渡区、缓冲区在施工期间根据路况特点做相应调整，并符合规范要求。
3、各种交通安全管制设施的规定
⑴ 锥标。其要求应符合《道路交通标志和标线》（GB5768）的规定，布设间距为5～10米，具有反光功能，同时配置施工警示灯号，保证夜间施工时的安全。
⑵夜间照明设施。当夜间进行养护作业时，设置照明设施。照明必须满足作业要求，并覆盖整个工作区域。