钢板桩的介绍以及应用特点

钢板桩租赁是带有锁口的一种型钢，广泛用于地铁站、隧道及市政工程的深基坑、沟槽、管道等挡土、挡水的开挖围护，是当前常用的一种板桩围堰，其在土建工程中发挥着重要的作用。　　钢板桩在不同的工程项目中截面也是不一样的，常见的有直板形截面、槽形截面和Z形截面；另外它的尺寸通常也有大小可选择，联锁形式也可以根据工程需求所选择。钢板桩比较容易打入坚硬土层，所以强度高也是它的一大优势；钢板桩的防水性能也比较好，通常可以在深水中直接施工，同样也可以按照工程需求组成多种外形的围堰方式；重要的是钢板桩施工简单可以被重复利用，既可以更好的提高工程效率，也为工程项目的顺利进行节约了一笔预算；因此对于建设任务来说深受大家的喜爱，被广泛的运用。3）钢板桩在插打时应保证其垂直，防止相互倾斜的钢板桩之间索口无法密贴。

　钢板桩可以有效处理并帮助解决挖掘过程中出现的一系列问题。在水工建设施工中，通常施工面积相对来说比较大，所以常被用来做成构体围堰。这种构体围堰方式是由许多相互连接的单体组成的，而这些相互连接的单体又由钢板桩所构成。钢板桩结构从使用的角度可分为永0久性结构和临时性结构两大类，永0久性结构主要应用于码头、船坞坞壁、河道护岸、道路护坡等工程中。这样单体中间用土填实可以有效抵挡滑动、倾斜而造成的工程不便。一般比较常见的是圆形及隔壁形等形式！

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。外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度等内容。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。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。交通运输0部的发展战略意味着将新增很多泊位，仅山东省青岛市2009年3月信息，青岛港董家口港区融资500亿打造新青岛港，建设泊位总数达到112个，比青岛港（胶州湾内）现有泊位总和还多20个。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。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。沉桩容许偏差为平面位置纵向100mm，横向为-50～0mm，斜度不超过2%。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。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。***统计0局于2008年11月11日在******网站公布了从1978年至2007年底的29年间新增泊位10669个。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。

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。（5）在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起。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。

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。（3）缺点：插桩的自立高度大，需要采取措施保证墙的稳定与操作安全。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。

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；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。据调研，未来的10～20年中我国的水域改造及临江靠海地区的基础建设将为钢板桩应用提供广阔的空间。

钢板拉森桩围堰施工

（1）水中墩台的施工，采用钢板拉森桩围堰的施工方案。

基坑开挖底板到水面为16米，在一般情况下，拉森钢板桩施工由于刚度的问题，对于如此深基坑一般不适应，通过增加围檩的刚度和支撑的密度，来改善这个问题。

（2）水中墩的基坑围堰采用四道围檩，底下的围檩在混凝土封底后进行换撑拆除。

（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；

② 为了确保每一片钢板桩插打准确，第0一片钢板桩是插打的关键，第0一片钢板桩位置选择在上游或下游中心位置，插打前在导向架上设置限位装装制，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时，钢板桩桩背紧靠导向架，边插边将吊钩缓慢下放，这时在相互垂直的两个方向用锤球进行观测，以确保钢板桩插正、插直；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。

③ 通过检测，确定第0一片钢板桩插打合格后，然后以第0一根钢板桩为基准，再向两边对称插打每一根钢板桩到设计位置。整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整；

④ 每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压。

⑤ 钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接，以抵抗水流冲击；

⑥ 插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。

在计算时，各阶段钢板桩计算长度按等值梁法确定，从主动土压力与被动土压力相等的反弯矩截面（即净土压力为零或弯矩为零）截断形成等值梁计算支撑反力和钢板桩弯矩。