邢治強(qiáng)

【摘 要】本文主要針對(duì)鋼板樁支護(hù)的布置以及支護(hù)方法及方式進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】鋼板樁；支護(hù)施工；實(shí)踐

引言

隨著國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的完善以及各類工程的快速發(fā)展，鋼板樁的施工在諸多結(jié)構(gòu)中都有應(yīng)用，無(wú)論是永久性構(gòu)筑物方面，還是臨時(shí)性構(gòu)筑物方面，特別是市政基礎(chǔ)設(shè)施的工程中擋水、擋土墻等的建設(shè)都在不斷地增加。鋼板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種類型，它具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、隔水性好、使用壽命長(zhǎng)、安全性高，對(duì)空間要求低、環(huán)保效果顯著等特點(diǎn)，還具有救災(zāi)搶險(xiǎn)的功能，再加上施工簡(jiǎn)單、工期短、可重復(fù)使用、建設(shè)費(fèi)用低等等，所以鋼板樁的運(yùn)用相當(dāng)廣泛。下面就以某市市政基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)為例做一簡(jiǎn)單介紹。

一、鋼板樁支護(hù)的布置

對(duì)于雨污水管道溝槽深度5m

鋼板樁長(zhǎng)度L=入土深5m+溝槽深+超出二部槽0.5m，入土深度（設(shè)計(jì)溝槽標(biāo)高以下）不小于3m-5m。二部槽開(kāi)挖后要加設(shè)鋼橫撐，縱向間距5m1根，便于下管。水平撐設(shè)置按溝槽底至槽頂標(biāo)高的實(shí)際情況分別設(shè)1道-2道。上道橫撐設(shè)在溝槽頂下60cm處，下道橫撐設(shè)在溝槽中部。橫撐應(yīng)隨土方開(kāi)挖進(jìn)度隨挖隨撐。

1、懸臂式鋼板樁計(jì)算

根據(jù)實(shí)際情況采用懸臂式鋼板樁插入坑底，由于僅在特殊情況時(shí)打設(shè)支撐，鋼板樁的穩(wěn)定完全靠坑底以下兩邊的土壓力維持。根據(jù)北京市市政工程局編制的《市政工程施工手冊(cè)》，鋼板樁支撐上的土壓力計(jì)算與擋土墻的計(jì)算不同，是近似的或經(jīng)驗(yàn)性的。

1.1懸臂式鋼板樁簡(jiǎn)化計(jì)算示意圖如圖2所示。

1.2入土深度計(jì)算公式：

（h+t）3Ka-t3Kp/K=0（1）

其中，Ka為主動(dòng)土壓力系數(shù)，Ka=tg（45°-Φ/2）=0.33；Kp為被動(dòng)土壓力系數(shù)，Kp=tg2（45°Φ/2）=3；K為被動(dòng)土壓力安全系數(shù)，取1.1。

計(jì)算所得t=4.9m。

由式（1）求得鋼板樁入土深度t，作為實(shí)際入土深度，再增加0.5m作為超出二部槽高度，則鋼板樁總長(zhǎng)度為：L=h+t+0.5=5+6.5+0.5=12m。

1.3最大彎矩截面在基坑底深度T0計(jì)算，該截面的剪應(yīng)力為0：

T0=1/1.87=0.53m。

1.4土壓力計(jì)算：

根據(jù)朗金理論壓力計(jì)算：因緊鄰建筑物的安全系數(shù)為3。

則：Ea=3γh×2Ka/2=3×21×5.53×2×0.45/2=3×52.3=157kN/m。

其中，γ為墻后土的重度，21kN/m3；h為計(jì)算點(diǎn)距土表面的深度，5.53m；Ka為主動(dòng)土壓力系數(shù)，0.33，在此計(jì)算取0.45。

1.5支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端的水平位移值計(jì)算：

S=δ×Δ×θ×Y。

其中，δ為懸臂排樁上段結(jié)構(gòu)柔性變形值；Δ為下段結(jié)構(gòu)在最大彎矩作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角；θ為下段結(jié)構(gòu)在最大彎矩作用下產(chǎn)生的水平位移。

1.6支護(hù)排樁選擇及撓度驗(yàn)算。

1.6.1撓度驗(yàn)算。

按換算等值荷截計(jì)算：

q=[（157/100）×（36+13.6+36）]/2=134.2kN/m=13420kN/cm=13694kg/m。

彈性模量E=210000kg/cm2；截面慣性矩I=552cm4；則其撓度Fa=（13694×5.534）/（8×210000×552）=12806511.65/927360000=0.014cm=0.14mm。

1.6.2由計(jì)算可知：采用鋼板樁作為本工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)，能滿足現(xiàn)場(chǎng)條件要求，同時(shí)能滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)不允許變形的施工要求。

二、支護(hù)方法及方式

1、檢查井、建筑物及土質(zhì)差段支護(hù)方式。

入土深度取5m，樁長(zhǎng)12m（9m），鋼板樁。

2、土質(zhì)較差段鋼板樁支護(hù)方法及形式。

入土深度取5m，樁長(zhǎng)12m，鋼板樁。

由于工期緊，任務(wù)重，溝槽開(kāi)挖、支護(hù)可根據(jù)實(shí)際水文地質(zhì)情況采取多種形式。鋼板樁支護(hù)可采用LWBV-9（12）m鋼板樁、36-C號(hào)工字鋼、槽鋼。具體施工方案如下：

打設(shè)和拔除鋼板樁采用型號(hào)為EX350H鋼板樁振動(dòng)打拔樁機(jī)10臺(tái)，激振力800kN。鋼板樁數(shù)量按1個(gè)施工段300根考慮，每一施工段基槽兩邊各設(shè)150根，前一施工段施工完畢拔除后，轉(zhuǎn)入下一施工段，依此反復(fù)周轉(zhuǎn)使用。

3、鋼板樁施工方法

3.1鋼板樁的調(diào)運(yùn)和堆放。

鋼板樁進(jìn)場(chǎng)前需要檢查整理，發(fā)現(xiàn)有損傷的隨時(shí)調(diào)整，整理時(shí)盡量不使其彎曲變形，避免碰撞，尤其不能碰壞連鎖口。鋼板樁的調(diào)運(yùn)應(yīng)注意保護(hù)避免受到損傷，每次起吊都采用兩點(diǎn)吊，根數(shù)不能太多。鋼板樁的堆放應(yīng)放置在經(jīng)過(guò)壓實(shí)處理后的平坦而堅(jiān)固的場(chǎng)地上，堆放的位置、方向都應(yīng)考慮到施工方便，每層間的堆放應(yīng)墊有枕木，數(shù)量不超過(guò)5根，高度不超過(guò)2m。

3.2鋼板樁的打設(shè)。

鋼板樁打入前將樁尖處的凹槽底口封閉，避免泥土擠入，鎖口宜涂以黃油或其他油脂，對(duì)鎖口變形、銹蝕嚴(yán)重的鋼板樁，整修校正。鋼板樁的打設(shè)采用單樁逐根打入的方法進(jìn)行施打，開(kāi)挖一部槽之后，首先測(cè)定出鋼板樁的軸線及樁位，溜撒白灰線做標(biāo)志，再間隔一定的距離打設(shè)鋼板樁作為導(dǎo)向樁，兩個(gè)樁之間掛線作為導(dǎo)線，然后將1根或2根樁插打至正確位置，打至最終深度，如此重復(fù)，單樁逐根逐一地連續(xù)打樁，直至最后一根樁打完。打樁時(shí)一定要做好鋼板樁軸線的控制，先用打樁機(jī)吊起鋼板樁，就位時(shí)人工配合把樁扶正，注意施打時(shí)不能垂直施打，樁頂高程不能相差太大。

3.3拔樁與樁孔填砂。

原則上土方回填后方可拔樁，鋼板樁的拔除采用振動(dòng)錘，作業(yè)前對(duì)每個(gè)板樁的打入情況都做一詳細(xì)的檢查，以此判斷拔樁作業(yè)的難易程度。拔除時(shí)先用振動(dòng)錘將鋼板樁鎖口振活1s-2s，以減小周圍土對(duì)鋼板樁的阻力，然后邊振邊拔。如果遇到比較難以拔出的鋼板樁，先用振動(dòng)錘再振動(dòng)1s-2s，然后將樁再振打0.5m-1m，再與振動(dòng)錘交替振打，然后往上振拔，依次循環(huán)反復(fù)即可拔樁。拔一根清理一根并及時(shí)運(yùn)走，以保證場(chǎng)地的清潔。鋼板樁拔出后應(yīng)及時(shí)回填樁孔；回填樁孔時(shí)應(yīng)采取措施填實(shí)。本工程采用中粗砂灌填，沖水助沉。拔出的鋼板樁應(yīng)及時(shí)清除土砂，涂以油脂，變形較大的板樁需經(jīng)過(guò)整修調(diào)直以后，將完整的板樁及時(shí)運(yùn)出工地，堆置在平整的場(chǎng)地上，還可以重新利用。

4、鋼板樁插打的主要施工技術(shù)要求及注意事項(xiàng)

4.1鋼板樁支護(hù)施工應(yīng)采取有效措施控制好樁位、垂直度，本項(xiàng)目采用單根打入法插打鋼板樁，樁頂標(biāo)高±100mm，軸線偏差±100mm，垂直度偏差1%。

4.2鋼板樁的機(jī)械性能和尺寸應(yīng)符合規(guī)定要求。

4.3施打鋼板樁前應(yīng)設(shè)測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)，控制施打定位。施打時(shí)必須保證鋼板樁的位置正確。導(dǎo)向樁打好之后，以槽鋼焊接牢固，確保導(dǎo)向樁不晃動(dòng)，以便打樁時(shí)提高精確度。

4.4施打過(guò)程中，應(yīng)做好樁位、標(biāo)高、垂直度等項(xiàng)的控制，應(yīng)隨時(shí)檢查樁的位置是否正確，對(duì)樁位軸線隨時(shí)檢驗(yàn)校正，按照軸線和施工順序進(jìn)行打樁施工，樁與樁之間咬合要緊密。標(biāo)高可以采用目測(cè)方式進(jìn)行控制，保證送樁深度滿足設(shè)計(jì)要求。樁身是否垂直，可采用線墜和目測(cè)的方法進(jìn)行控制，控制在允許偏差的范圍以內(nèi)，否則應(yīng)立即糾正或拔出重打。

4.5鋼板樁打入時(shí)有擠土現(xiàn)象，拔出時(shí)又會(huì)將土帶出，要注意避免造成板樁位置出現(xiàn)空隙。

5、鋼板樁的特點(diǎn)

成品制作，可反復(fù)使用。施工靈活簡(jiǎn)便，但施工有噪聲。剛度小，變形大，與多道支撐結(jié)合，在軟弱土層中也可采用。新的時(shí)候止水性尚好，如有漏水現(xiàn)象，需增加防水措施。鋼板樁強(qiáng)度高，樁與樁之間的連接緊密，隔水效果好。

6、鋼板樁的施工中遇到的問(wèn)題及處理方法

由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼板樁打拔施工中常遇到一些難題，常采用如下幾點(diǎn)辦法解決：

6.1鋼板樁雜填土地段擠進(jìn)過(guò)程中遇到石塊等側(cè)向擠壓作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，采取以下措施進(jìn)行糾偏：在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔1.0m-2.0m，再往下錘進(jìn)，如此上下往復(fù)振拔數(shù)次，可使大的塊石振碎使其發(fā)生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。

6.2鋼板樁沿軸線傾斜度較大時(shí)，采用異形樁糾正，異形樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標(biāo)準(zhǔn)寬度的板樁，異形樁可根據(jù)實(shí)際傾斜度進(jìn)行焊接加工；傾斜度較小時(shí)也可以用卷?yè)P(yáng)機(jī)或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘打。

結(jié)束語(yǔ)

在工程施工中，不時(shí)遇到深、大、周圍環(huán)境復(fù)雜的基坑，使得深基坑開(kāi)挖與支護(hù)的難度愈來(lái)愈大。鋼板支護(hù)樁應(yīng)用于建筑工程施工中有其不可取代的作用和內(nèi)在價(jià)值，已經(jīng)獲得推廣應(yīng)用。

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