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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。山东省北濒渤海、东临黄海、居东北亚海上交通要冲，全省7个沿海城市，7个海港，共有35个港区。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。

　　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。而且这些年房地产行业发展比较迅速，建筑行业趁着这股风潮也壮大了几分。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。

　　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。另外园区的临时场馆及其配套设施，也广泛应用钢结构，充分实现了绿色、低碳、环保世博的理念，因为世博会后，很多临时馆、租赁馆将异地利用、循环重建，也体现了资源的集约化使用和循环重复利用的要求。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。

　　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。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。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。

　　(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。

三种常见的拉森桩打桩方法

拉森桩作为一种新型的绿色建材，在现代的大型工程建设中中已广泛使用。在施工过程中，打桩是个技术活，不同的打桩方式也有着不同的优缺点。下面鸿博基础就来谈谈工程施工中常用的三种打桩方法。

1、单独打入法方法：从钢板桩墙的一角开始，逐块打设，直到工程结束。其优点：方便、快捷，不需要辅助支架。缺点：打设过程中桩体容易倾斜，误差积累后不易纠正。

2、围檩打桩法方法：在地面上一定高度处离轴线一定距离，先筑起单层或双层围檩架，而后将板桩依次在围檩中全部插好，待四角封闭合拢后，再逐渐按阶梯状将板桩逐块打至设计标高。水泥搅拌桩呈格形布置，单元格尺寸为2450mm×2800mm，水泥搅拌桩穿透淤泥层进入强风化花岗岩0。其优点：能保证拉森桩墙的平面尺寸垂直度和平整度，适用于精度要求高、数量不大的场合。缺点：施工复杂，施工速度慢封闭合拢时需要异形桩。

3、屏风式打入法方法：将 10～20根的桩成排插入导架内，使之成屏风状，然后使用桩机来回施打，并使两端先打到要求深度，再将中间的桩按顺序依次打入。安装导向架，以***组***1片钢板桩为***组板桩墙的起始桩，依次完成***组板桩墙的打设（图1）。其优点：这种施工方法可防止拉森桩可以减少倾斜误差积累，防止过大的倾斜，且施工完后易于合拢。缺点：施工速度慢，击搭设较高的施工桩架。

拔除钢板桩的注意事项

在围堰施工中，拔除板桩是很重要的一个步骤，拔除钢板桩前需要先对板桩支撑等进行拆除。在封闭式板桩围护施工过程中，开始拔桩的起点要离开桩角5根以上，在有些工程中还需要间隔拔除。那么，在拔除板桩时需要注意些什么呢？

1、在拢桩时，需先用振动锤将板桩锁口打活，这样可以减少土的阻力，然后边打边拢。（3）施工采用船吊，使用DZ60型振动锤进行打桩操作，具体操作如下：①安装钢板桩插打导向：钢板桩插打之前，在钻孔桩外侧的钢护筒上焊接牛腿，安装第0一道支撑圈梁，作为钢板桩插打时的导向架，以控制钢板桩的平面尺寸和垂直度。对较难拔出的板桩，鸿博基础工程建议先用柴油锤将桩向下打打100～300mm，然后再与振动锤交替打拔。为了能及时回填拔桩后的土孔，需要先把钢板桩拔到基础底板略高的位置（如500mm）暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量填实一部分土孔；

2、起重机需随着振动锤的振动而逐渐增加负荷，起吊力一般要小于减振器弹簧的压缩极限；

3、振动锤所使用的电源，必需是振动锤本身电动机额定功率的1.2～2.0倍；

4、对引拔阻力较大的钢板桩，可采用间歇式振动方法，每次振动15min，但值得注意的是，振动锤连续工作不超过1.5h。