钢板桩在基坑支护中应用

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1、第30卷2010年10月苏州大学学报(工科版)JOURNALOFSUZHOUUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)VoI．30Ocl．2010钢板桩在基坑支护中的应用王萍，姜朋明(江苏科技大学土木与建筑学院，江苏镇江212003)摘要：介绍了钢板桩在基坑支护中的应用，包括常见基坑支护钢板桩种类，钢板桩支护结构的优点，钢板桩支护施工过程，并引用具体工程实例进行钢板桩强度。关键词：钢板桩；基坑支护；拉森钢板桩；H型钢板桩中图分类号：TU473文献标识码：A0引言基坑支护技术是一个综合性的岩土工程难题，既

2、涉及土力学中典型的强度、稳定及变形问题，又涉及到土与支护结构的共同作用问题，它较桩基础、地基处理具有更大的难度。一般情况下，支护工程是临时性工程，因此，在安全与经济之间寻找平衡尤为重要，希望能用最少的投资取得最合理的结果：1。常见基坑支护钢板桩种类用于基坑支护的钢板桩主要有槽钢、工字钢、拉森钢板桩(U型钢)和H型钢板桩。拉森钢板桩和H型钢板桩是基坑支护工程中比较常用的两种型钢。(1)拉森钢板桩：拉森钢板桩是一种带锁口或钳口的热轧型钢，其基坑支护的形式是依靠锁口或钳口相互连接咬合，形成连续的钢板桩墙体。拉森钢板桩锁口紧密，水密性强，可用

3、来用来挡土挡水。由于拉森钢板桩刚度相对于H型钢板桩小，常用于中小型、深度较浅的基坑，也用于围堰工程L21。(2)H型钢板桩：H型钢板桩刚度大，适用于各种类型的基坑支护工程。由于H型钢板桩不具备密闭性，必须与搅拌桩(旋喷桩)联合组成隔水挡土墙(SMW工法)。钢板桩与搅拌桩组合的挡土墙有两种做法，一种是将H型钢板桩直接插入搅拌桩中，形成SMW墙，这种做法成本高，而且拔桩难度大；另一种做法是在H型钢板桩内侧打搅拌桩，这种做法施工成本低，施工方便，但由于H型钢板桩与搅拌桩之间不可避免地存在缝隙，可能降低支护安全性能。2钢板桩支护结构的优点深基

4、坑施工常受施工场地限制，不能放坡开挖，而需进行垂直开挖施工作业。钢板桩支护结构作为垂直开挖的一种支护方法，已取得了较好的经济效益和环境效应一J。它具有以下优点：(1)承载力高：钢材分布在中性轴两侧，充分发挥了钢材的力学性能；(2)施工速度、起效快：显著节省工期；(3)止水性能优越：钢板桩拉森锁口间隙很小，且在受力后能相互锁紧，具有良好的止水性能，在10m以上水头下确保干作业施工。(4)经济性好：材料可回收反复使用，在临时工程中，可重复使用多达20多次，与混凝土等支护方式相·收稿日期：2010—08—15王萍．姜朋明：钢板桩在基坑支护中

5、的应用比，造价低，如考虑工期成本，则更经济；(5)环保：对地下水、施工场地无污染，作业完成后拔除，是绿色建材；不取土，不占土地，有效保护土地资源；(6)施工简便：能适应不同的地质、土质，环境等情况；操作简便，打桩机械通用；(7)作业高效：极适于快速实施防洪、塌陷、流沙、地震等救灾抢险与预防；3钢板桩支护设计计算3．1工程概况某高层公寓位于某市商业区，基坑标高为一8．4m。自然地面标高为一0．8m，基坑挖深为8．Om。圈梁顶面标高为一1．5m。支撑轴线标高为一1．9m。该孔位靠近城市交通要，道路超载取q。=25kPa，手算圈梁顶面以上土

6、体按照超载计算，超载q=25+18宰0．6+19事0．1=37．7kPa．表1土层计算参数3．2基坑支护结构设计计算该钢板桩水平土压力的计算可采用朗肯土压力理论进行计算，其中土压力的计算可参考相关资料，这里限于篇幅，略去对分层土压力的计算过程，简图如图1所示。参数如表2所示。表2计算土压力采用参数268苏州大学学报(工科版)第30卷。⋯＼叁15,1950．41弋。／图1土压力计算分布不惫图土压力零点位于基坑地面以下d处，则29．88d+52．41=69．1ld=0．56主动土压力对d点的弯矩经计算为：y肘。：233．88kNm支撑轴力

7、R：R：单：30．94kN￡m嵌固深度的计算采用单层支点支护，可按照等值梁法来进行。为满足抗倾覆要求，所有水平力对桩底的力矩为零，设坑底到桩底的深度为t，则：∑％×h面+尺×(9．5+t一1)=1．2∑E可×h面其中，考虑安全系数为1．2，将R：30．94型带人上式，求得：￡：6．8m，故嵌固深度为：6．8mo相应地钢板桩计算长度为：L=9．5+6．8=16．3m。计算出最大弯矩Mmax后，可根据下式对钢板桩进行选型：盯一=等≤阴其中，盯一为桩身最大应力，kN／in2；M一为桩身最大弯矩值，kN·m；w为钢板桩截面抵抗矩；卢为抵抗矩折

8、减系数，取1．0。分别代入相关数据，选用截面尺寸为500×225，截面模量为3820em3，牌号为Q390bz的U形钢板桩，其强度为390N／mm2。经计算得：盯一=157．86N／mm2<390N／mm2根据验算结果可