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浅谈钢板桩在荷塘中心河整治工程中的应用

【摘要】钢板桩防护在基坑防护中已经得到广泛应用，但对这类结构在本地区的水利工程中的认识还很不充分。本文通过实际工程中的钢板桩应用，分析了钢板桩结构受力情况，可供类似工程参考。

　　【关键词】钢板桩，支护，河道综合整治

　　钢板桩起始有冷弯薄壁轻型和热轧型，由于前者具有较大的加工、使用局限性，因而，热轧钢板桩成为目前钢板桩产品的主流。20世纪50年代，我国首0次在铁路桥梁围堰施工中，由铁道0部大桥局从原苏联引进使用。随着我国经济的快速发展，钢板桩支护在水利行业得到广泛应用。（3）缺点：施工复杂，不经济，施工速度较慢，封闭合拢时需要异形桩。

　　1工程概况

　　江门市蓬江区荷塘镇中心河是贯穿该镇南北的一条重要排洪渠，原河床宽10－24m，河底高程深约为－1.0m（珠基）。新建箱涵总宽13.05m，高6.7m，河道左岸是双车道混凝土路面，右岸是2-5层住宅，距离原浆砌石墙较近，约3-6m。由于经济发展迅速，交通车辆增多，现有左岸路面宽度已经不能满足日益繁忙的交通要求。为提高河道的排涝能力，改善中心河左岸道路的交通状况，荷塘镇***于2008年对中心河田心段进行了综合整治。整治内容包括在河道位置新建箱涵，箱涵顶兼作交通道路，建成后结合原有左岸路面重新规划为双向双车道沥青路面，断面见图1，首期整治长度为648m。当我们还在烧木材、烧柴禾、烧煤碳的时候，他们已经用上天然0气了。

　　新建箱涵基本布置在原河道位置，由于受到工程地形条件的制约，箱涵的基础不能大开挖，必须进行支护。据以往的经验，一般采用松木桩、钢板桩、灌注桩等进行支护，根据本工程属在河道上建设有度汛要求的特点，工程水下部分必须在枯水期完成，要求施工速度快。经比选，钢板桩结构具有重量轻，强度高，锁口紧密，施工方便，施工速度快等优点，因此，采用钢板桩支护作为本工程的支护方案。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨涧土：干锯沫=5：5：3。

　　根据地质勘查报告显示，基岩面起伏较大，强风化花岗岩岩面高程-6.5～-21m，岩面以上主要为砂壤土及填筑土层，地质条件良好。

　　2钢板桩支护方案

　　2.1钢板桩初步布置

　　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，初步选用拉森Ⅳ号钢板桩，拉森Ⅳ号钢板桩宽度适中，抗弯性能好。钢板桩采用密扣，选用长度9～12m，要求钢板桩入土深度不小于桩长0.5倍，实际桩长按以下计算确定。为减少桩顶位移，桩顶采用Φ400钢管作为横向支撑，间距4m，钢板桩桩顶与钢管之间设H400围檩，相互之间焊接牢固，以增强钢板桩整体性。钢板桩布置见图2、图3。钢板桩是一种带锁口或钳口的热轧（或冷弯）型钢，靠锁口或钳口相互连接咬合，形成连续的钢板桩墙，用来挡土和挡水。

　　(1)钢板桩参数:截面抵抗矩：拉森-Ⅳ型;每根w=362cm3，每m钢板桩w=2270cm3/m。

　　(2)钢材抗弯强度设计值:钢板桩钢材采用Q235钢，抗弯强度设计值f=215N/mm2。

　　以上钢板桩参数来自厂家，不同厂家生产的钢板桩上述参数可能稍有差异，但对本计算影响不大。

　　2.2计算钢板桩入土深度

　　根据钢板桩入土的深度较浅，按单支撑挡土桩桩计算，假定上端为铰结无移动，下端简支。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，计算简图如图4。

钢板桩导向架施工应用对比

导向架为钢板桩常规施工方法。具有以下优点：施工简便和安全，线型及垂直度控制较为容易。缺点是：安装导向架作业时间长，作业平台要求较高，涂层与导向架剐蹭严重，地质条件较为坚硬时对导梁及作业围栏震动较大，即使改装加宽、安装滑轮和橡胶皮后效果并不明显，同时锁扣部分摩擦较为严重且一次性沉桩深度较浅。（3）桩体调直及焊板加固，防止钢板桩在沉桩过程中产生外向张拉变形。

无导向架为经验施工方法，其优点是：避免涂层剐蹭，可通过钢板桩震动走向调整钢板桩的起震位置，一次性打入深度较深，节省导向架安装及调整时间，日进度相对较高。不足之处是：施工难度较大、***性较高，线型及垂直度不易控制，地质情况较差时也会引起锁扣及涂层的破损，且同样避免不了桩头撕裂。【关键词】钢板桩，支护，河道综合整治钢板桩起始有冷弯薄壁轻型和热轧型，由于前者具有较大的加工、使用局限性，因而，热轧钢板桩成为目前钢板桩产品的主流。

因此，在同一锤型及沉桩条件下，两种方法都无法完全避免桩头撕裂、锁扣摩擦及摩擦所引起的钢板涂层损坏。就工程类型适用性而言，导向架施工更适用于平面线型要求较高、桩体较长、现场具备降温条件或地质条件较好的沉桩施工；由于经济发展迅速，交通车辆增多，现有左岸路面宽度已经不能满足日益繁忙的交通要求。无导向架施工适用于桩体较短、线型及垂直度要求较为宽松、临时性或紧急性较强（如临时钢板桩结构、临时基坑支护结构等）的工况，且主要适用于振动沉桩施工。

基坑钢板桩支护工程施工

1、基坑拉森钢板桩支护工程是随着对地下空间的不断利用开发而发展起来的一项施工技术，它涉及众多学科与工艺，具有很强的地区特点。上海地区作为典型的软土地区，基坑支护工程形成了自有的特点。随着新技术、新工艺的出现，基坑工程仍将继续不断发展、完善。2）在钢板桩锁口内涂抹黄油混合物油膏（重量配合比为沥青：黄油：滑石粉：锯末=4：6：10：1）以防止钢板桩的漏水。

2、从厂房基础、设备基础工程选用拉森钢板桩作为－5.1m、－6.1m深基础支护结构应用的实际效果来看，使用钢板桩做基坑围护，具有施工进度快、安全、占地空间小等优点。此外，还可以重复使用，节省***。

3、采用钢板桩围护截渗和基底压密注浆封底，使基坑能迅速挖至预定高程，基坑面经处理后，即可浇筑底板的混凝土垫层，从而为下一阶段的施工创造了有利条件，不仅提高了工程进度，而且受雨季的影响较小，保证了整个工程的顺利进行。

4、采用钢板桩支护，对周围环境影响较小。施工简便，工序简单，质量容易控制，工期短，且现场整洁。

5、在进行拉森钢板桩的支护施工中要特别注意地下水的影响。与其他工程相比较，城市道路施工工程有以下特点：施工作业面狭窄，施工现场很难完全封闭交通，行人难以控制，再加上水、电、暖、气、通信、排污管道等各遇到有水的情况，一定要采取有效措施进行堵塞，防止泥砂随渗水排出。***港口413个，港口行政管理部门369个，港务局起码也有几百个，如果其中有10%的单位参与钢构行业的活动，相信对各方发展将会带来共赢。遇到离建筑物较近，地质条件较差的地段，可以考虑打加密桩的方法，更有利于施工并防止泥水排出。