1、钢板桩支护技术在基坑开挖中的应用摘 要：本文结合广东省道 S366 线(珠海大道一期)改建工程 5#人行通道基坑支护工程实例，介绍了基坑支护的方案选择、设计和施工过程。通过理论计算，对钢板桩及内部支撑进行选型和布设达到精确性和安全性，从而满足工程需要。 关键词：钢板桩；支护；设计；施工 Abstract:This paper is combined with the Guangdong Provincial Highway S366 line (Zhuhai avenue a) reconstruction project 5# pedestrian tunnel excavation eng
2、ineering examples, introduces the selection, scheme of foundation pit support design and construction process. Through the theoretical calculation, the steel sheet pile and the internal support for selection and layout to achieve accuracy and safety, so as to meet the needs of engineering. Keywords:
3、 Steel sheet pile; support; design; construction 中图分类号：TU74 随着我国城市化进程加速，城市的不断扩展，市政、民生工程也随之迅速发展，施工工期，环境保护等要求越来越高，因此基坑开挖是构造物施工过程中的重要一环，由于大多数项目特别是中小型项目，工期紧，设计及施工过程中常常忽视基坑安全问题，需支护的基坑草率参照其他项目的支护、或对基坑进行粗略支护。由于各个施工场地的地质条件不同因而出现意外，对工程工期、生命、财产等造成不必要的损失，因此，对基坑进行科学、合理地支护，是保证工程质量，维护人身安全，减少财产损失的必要措施。 1.工程概括 1.1
4、工程简介 珠海大道一期改造工程（南湾立交至珠海大桥段）辅道工程位于珠海市香洲区南屏镇，全长 8010.681m，辅道宽 12m，包括桥梁、分离式立交、人行通道、给排水、电缆沟、绿化、交通、安监、路灯、候车亭等工程。道路沿线基本处于滨海平原及其低丘陵过渡地带，淤泥、淤泥质粘土、砂类土等软弱层分布广。 1.2 地质条件 根据省道 S366 线(珠海大道一期)改建工程南湾立交至珠海大桥段辅道工程工程地质详细勘察报告书 ，道路沿线分布有 028m 厚软弱土层，其物理力学性质较差，无法满足本道路路基要求，需进行道路软土路基处理。其中主要为：填土层：褐黄色、灰褐色，在行车道上钻孔BLK160BLK166
5、等钻孔，其中顶部 3040cm 为现状路面结构，结构层一下为碎石、细砂、粗砾砂和花岗岩风化土等堆积。海陆交互相沉积层：以淤泥为主的软弱土层，具有埋深浅、厚度变化较大含水量高，空隙比大层厚 028m。下伏的亚粘土层、粗砂层、残积土层厚0.517.7m。全风化花岗岩、强风化花岗岩深度平均深度在15.9m29.5m。 2. 支护方案的选择 该工程所在地沿线辅道两侧的建筑已建成一定的规模，离道路较近，基本为辅道设计红线处，5#人行通道西侧临近 2 号桥墩，北侧临近主道，东侧为施工边道，南侧为雨水箱涵。地理条件极为特殊，大开挖施工是不现实的，为了四周结构物的使用安全，保证工期。经过多个方案支护形式技术比
6、较，决定采用钢板桩进行支护，它具有强度高、结合紧密、止水性好、施工简便、速度快等特点，因而基坑支护较多采用。 3.设计 3.1 设计资料 桩顶标高 H1：4.14m；地面标高 H0：4.350m。 开挖底面标高 H3：-0.88m，开挖深度 H：5.23m。 坑内外土的天然容重加权平均值为 18.3KN/m3；内摩擦角加权平均值 ：20；粘聚力 C：11KPa。 地面活动荷载 q：取 70 吨，换算后为 10.0KN/m2。 基坑开挖长 a=22.0m 基坑开挖宽 b=9.0m，拟设置多层支撑，每 5m设置一道。 选拉森型钢板桩 W=2043cm2，=200 MPa，桩长 12m。 3.2 内
7、力计算 作用在钢板桩上的土压力强度 ka=tg2(45-/2)=tg2(45-20/2)=0.49 kp=tg2(45+/2)=tg2(45+20/2)=2.04 地面均布荷载换算土高度 h0: h0=q/r=10/18.5=0.54m 支撑层数及间距 施工前先将桩顶标高土层高度下降 0.5m 后，进行施工，计算时不考虑 0.5m 高度土层对钢板桩的影响。 按等弯矩布置确定各层支撑的间距，则拉森型钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度为： h= 支撑受力简图 1 h1=1.11h=1.113=3.3m h2=0.88h=0.883=2.6m 确定采用的布置为 h0=3m，层数为一层。 3.3 支撑系统
8、计算 围檩 应用 1/2 分担近似法计算： 撑杆 3.4 入土深度计算 钢板桩入土深度受两个因素的影响，一是竖向不产生管涌，二是基坑底部土体不产生侧向位移。 以不产生管涌为控制条件： 设入土深度 h2=x,桩顶标高 4.14m,基坑抽水后水头差为 h1=4.23m，最短的渗流距离为 h1+h22，其安全条件为： Kirwrb 其中：K为安全系数取 1.8; rw水溶重取 10KN/m3; rb土的浮容重为 18.5-rw=8.5KN/m3; i水力梯度为 H/(H+2x); 经计算得 x2.37m 时满足要求。 计算基坑底部土层侧向稳定性 主动土压力、被动土压力、水压力分布如图 1 所示，取图
9、中 A 点力矩平衡则： 其中 h42.7m 计算得：x=2.56m，即 x2.56m 时不会发生横向位移。 综合以上两种安全控制条件取2.56m，桩总长H=2.56+5.23=7.79m，采用 9m 钢板桩符合要求。 3.5 基坑隆起稳定性分析采用 C 抗隆验算方法： 其中：x=2.56m; H=5.23m; q=10KN/m2; 所以钢板桩打入 2.56m，基坑土稳定不会发生隆起。 3.6 构件设计 围檩设计 围懔选取 45a，则 W=1433cm3; ,按连续梁两端固结模式进行最大弯矩验算： 满足要求。 支撑设计 验算跨中内支撑 选用 400mm 钢管，管壁厚度t=14mm,D=400mm
10、,i=137.3mm,A=17065mm2,W=1599753mm3。 根据细长比，经查钢结构设计规范附表得稳定系数=0.46。 自重弯矩： 满足要求 4施工工艺流程 基线确定定桩位钢板桩施打围檩、拉杆、角撑 土建施工拔桩。 基线确定 技术员根据基坑设计坐标位置测量放线，确定钢板桩支护轴线，留出以后施工需要的 作面，确定钢板桩施工位置。定桩位 按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。钢板桩施打 采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，振动打入土中，使桩端 到达设计位置。吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩帷幕完成。钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差
11、、打桩时的偏差、等原因，使帷幕的实际长度不是钢板桩标准宽度的整数倍，因此一般有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线来实现闭合。如出现部分钢板桩长度不足，可采用焊接接长，一般用鱼尾板焊接法。 围檩、拉杆、角撑 为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙全长按照设计内容设置围檩、支撑，便于施工方便可在撑杆上焊接搭板，搭接与围檩上，再进行调整、焊接。并在钢板桩墙各个转角上另用槽钢或角钢做角撑。 钢板桩拔除 结构工程施工到支撑位置时进行钢板桩的拔除。采用较大型吊车与振动锤配合来进行钢桩的拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，配合吊车将钢板桩拔除。采用填入法用中砂
12、回填 。 5.质量保证 钢板桩施工中经常会遇到倾斜、扭转、共连和水平伸长等问题，处理方法如下： 倾斜（板桩头部向桩行进方向倾斜） ，产生的主要原因是由于打桩行进方向板桩贯入阻力小。可采用用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正的处理方法，同时在施工过程中要用仪器随时检查、控制和纠正。 扭转，该现象产生的主要原因是因为钢板桩之间的连接采用的是铰接锁口，防止这种现象的方法是，在打桩行进方向用卡板锁住板桩的前锁口，制止板桩下沉中的转动，在两块板桩锁口扣搭处的两边，用垫铁和木榫填实。 共连（打板桩时和已打入的邻桩一起下沉） ，该现象产生的原因是钢板桩倾斜弯曲，使槽口阻力增加，处理措施是及时纠正发生板桩倾斜
13、，把发生共连的桩和其它已打好的桩一块或数块用角铁电焊临时固定。 水平伸长(沿打桩行进方向长度增加)，该现象主要是由于钢板桩锁口扣搭处有 1cm 空隙，因此该现象属正常现象，但设计时要考虑水平伸长值，可在轴线修正时加以纠正。 6. 结束语 钢板桩作为建造水上、地下构筑物或基础，施工中的维护结构， 由于它具有强度高，结合紧密、止水性好、施工简便、速度快、可减少基坑开挖土方量、安全可靠，对临时工程可以多次重复使用等特点，因而广泛应用于地下深基础防水、围堰、基坑支护等。 参考文献： 建筑地基基础设计规范 GB500072002 建筑基坑支护技术规程 JGJ 1201999 建筑基坑工程技术规程 YB925897 钢结构设计规程 GB500172003 建筑基坑支护工程技术规程 （广东省标准）DBJ/T152097
