深基坑围护中的拉森钢板桩围堰施工.doc

深基坑围护中的拉森钢板桩围堰施工 熊 凯 （中铁二十四局沪杭铁路客运专线Ⅰ标） 摘要：在常见的桥梁墩台深基坑施工中，拉森钢板桩围堰是经常使用的基坑支护方式。具有施工周期短，钢板桩可以租用，来源简单，支护稳定安全，成本低的优点。尤其适合于基坑深度在10m以内，地质条件差，地下水位高，基坑面积不大的情况的工程。本文根据沪杭客专虹桥动车所特大桥实际施工经验，简要介绍其施工方法及注意事项。 关键词：拉森钢板桩围堰，内支撑，封底混凝土。 1.工程概况 虹桥动车所特大桥位于上海市嘉定区内，全长804.91m，共24个桥墩，其中12#为水中墩。墩身位于张正浦河，河宽约60m，水深约5～6m，水流较缓，河道淤泥深约1.5～2.5m。12#墩承台平面尺寸为7.5m×9.1m，高3m。采用筑岛后施工钻孔桩，由于上海地区土质情况较差，地下水位高，开挖基坑时采用钢板桩围堰进行基坑围护。 2.施工方案选定及计算结果 12#墩基坑开挖深度7.9m，拟选用15m长SP-Ⅳ型拉森钢板桩施工，为保证有足够的施工空间，围堰距承台边缘1m。采用四道内支撑，为施工方便，内支撑采等间距布置，上下间距2.0m。第1道支撑与围堰顶齐平，内支撑采用40B槽钢双拼焊接，做四角斜撑以避免与墩身施工冲突，钢板桩围檩采用工40A工字钢，围堰高出地面0.5m隔断地表水。 原土质为粘土，容重取18KN/m3，内摩擦角。 拉森Ⅳ型钢板桩，其主要技术参数为：W=2200cm3，截面积A=236cm2。围檩及内支撑采用40A工字钢施作，主要计算参数为W=1090cm3，截面积A= 用《理正深基坑6.0》软件建模计算得 钢板桩围堰安全情况计算如下 计算项目 计算得出安全系数 规范要求安全系数 是否符合要求 备注 抗倾覆 1.402 1.2 是 抗隆起 2.19 1.2 是 普朗德尔公式 抗隆起 2.488 1.15 是 太沙基公式 隆起量 / 28mm / 承压水 1.2 1.05 是 嵌固深度 7.1 7.7m 是 ②、钢板桩围堰各构件受力计算结果如下 A、钢板桩的最大弯矩为M=-454.6KN/m。（受负弯矩） B、钢板桩最大剪力Q=306.4KN 见下图 C、围檩最大弯矩M=2.8KN/m 见下图 D、围檩最大剪力Q=2.533KN 见下图 E、内支撑最大弯矩M=1.777KN/m F、内支撑最大剪力Q=1.875KN 见下图 G、内支撑最大轴力N=85.63 各构件内力计算结果见下表 序号 计算项目 材料技术参数 计算公式 计算结果 材料 屈服强度 Q235钢材 结论 名称 数值 抗弯模量W（cm3） 截面积A （cm2） A 钢板桩受最大弯矩(M) 454.6KN.m 2200 236 σ=M/W 206.64MPa 210 MPa 合格 B 钢板桩受最大剪力(Q) 306.4KN 2200 236 τ=Q/A 35.58MPa 210 MPa 合格 C 围檩受最大弯矩(M) 2.8KN.m 1090 86.1 σ=M/W 2.57MPa 210 MPa 合格 D 围檩受最大剪力(Q) 2.53KN 1090 86.1 τ=Q/A 0.29MPa 210 MPa 合格 E 内支撑受最大弯矩(M) 1.78KN.m 1090 86.1 σ=M/W 1.63MPa 210 MPa 合格 F 内支撑受最大剪力(Q) 1.88KN 1090 86.1 τ=Q/A 0.22MPa 210 MPa 合格 G 内支撑受最大轴力(N) 86.65KN 1090 86.1 σ= 10.59MPa 210 MPa 合格 计算结果得出结论是本方案符合要求。实际施工过程中，根据对围堰的观测，围堰比较稳定，保证了施工安全，也验证了计算结果 3.钢板桩围堰施工 3.1 钢板桩的选用 本工程采用强度和刚度较高的SP-Ⅳ型拉森钢板桩，选用钢板桩长度为15m。拉森钢板桩的质量是保证钢板桩围堰施工好坏与否的重要因素，因此施工前应选用合格的材料。 1、施工前对钢板桩进行检查，整理出施工所需型号、规格、数量的钢板桩。为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。 2、整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连锁口碰坏。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷。 3、插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门的检查，确保线路畅通，功能正常。且夹板牙齿磨损不宜太多。 3.2 打入钢板桩 3.2.1 施工放样与定位 （1）将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。 （2）在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。定位桩采用钢管桩，四角布置，内外侧共8根。定位横梁也是钢板桩围堰的第一层围檩支