【摘要】鋼板樁防護在基坑防護中已經得到廣泛應用，但對這類結構在本地區的水利工程中的認識還很不充分。本文通過實際工程中的鋼板樁應用，分析了鋼板樁結構受力情況，可供類似工程參考。
　　【關鍵詞】鋼板樁，支護，河道綜合整治
　　鋼板樁起始有冷彎薄壁輕型和熱軋型，由于前者具有較大的加工、使用局限性，因而，熱軋鋼板樁成為目前鋼板樁產品的主流。20世紀50年代，我國首次在鐵路橋梁圍堰施工中，由鐵道部大橋局從原蘇聯引進使用。隨著我國經濟的快速發展，鋼板樁支護在水利行業得到廣泛應用。
　　1工程概況
　　江門市蓬江區荷塘鎮中心河是貫穿該鎮南北的一條重要排洪渠，原河床寬10－24m，河底高程深約為－1.0m（珠基）。新建箱涵總寬13.05m，高6.7m，河道左岸是雙車道混凝土路面，右岸是2-5層住宅，距離原漿砌石墻較近，約3-6m。由于經濟發展迅速，交通車輛增多，現有左岸路面寬度已經不能滿足日益繁忙的交通要求。為提高河道的排澇能力，改善中心河左岸道路的交通狀況，荷塘鎮政府于2008年對中心河田心段進行了綜合整治。整治內容包括在河道位置新建箱涵，箱涵頂兼作交通道路，建成后結合原有左岸路面重新規劃為雙向雙車道瀝青路面，斷面見圖1，首期整治長度為648m。
　　新建箱涵基本布置在原河道位置，由于受到工程地形條件的制約，箱涵的基礎不能大開挖，必須進行支護。據以往的經驗，一般采用松木樁、鋼板樁、灌注樁等進行支護，根據本工程屬在河道上建設有度汛要求的特點，工程水下部分必須在枯水期完成，要求施工速度快。經比選，鋼板樁結構具有重量輕，強度高，鎖口緊密，施工方便，施工速度快等優點，因此，采用鋼板樁支護作為本工程的支護方案。
　　根據地質勘查報告顯示，基巖面起伏較大，強風化花崗巖巖面高程-6.5～-21m，巖面以上主要為砂壤土及填筑土層，地質條件良好。
　　2鋼板樁支護方案
　　2.1鋼板樁初步布置
　　根據工程所在地場地特點，結合鋼板樁的特性、施工方法等方面進行考慮，初步選用拉森Ⅳ號鋼板樁，拉森Ⅳ號鋼板樁寬度適中，抗彎性能好。鋼板樁采用密扣，選用長度9～12m，要求鋼板樁入土深度不小于樁長0.5倍，實際樁長按以下計算確定。為減少樁頂位移，樁頂采用Φ400鋼管作為橫向支撐，間距4m，鋼板樁樁頂與鋼管之間設H400圍檁，相互之間焊接牢固，以增強鋼板樁整體性。鋼板樁布置見圖2、圖3。
　　(1)鋼板樁參數:截面抵抗矩：拉森-Ⅳ型;每根w=362cm3，每m鋼板樁w=2270cm3/m。
　　(2)鋼材抗彎強度設計值:鋼板樁鋼材采用Q235鋼，抗彎強度設計值f=215N/mm2。
　　以上鋼板樁參數來自廠家，不同廠家生產的鋼板樁上述參數可能稍有差異，但對本計算影響不大。
　　
　　2.2計算鋼板樁入土深度
　　根據鋼板樁入土的深度較淺，按單支撐擋土樁樁計算，假定上端為鉸結無移動，下端簡支。這種板樁相當于單跨簡支梁，作用在樁后為主動土壓力，作用在樁前為被動土壓力，壓力坑底以下的土重度不考慮浮力影響，計算簡圖如圖4。
　　（1）土壓力計算
　　基坑支護土壓力按朗肯理論計算。根據圖示，樁頂以上土層厚h1=1.5m，產生的荷載強度q1=rh1=19.5×1.5=29.25kN/m2，樁后填土表面考慮小型施工車輛行走，將對鋼板樁產生附加的應力，根據經驗，車輛荷載取q2=20kN/m2,則樁頂均布荷載q=q1+q2=29.25+20=49.25kN/m2。主動土壓力和被動土壓力計算結果如下：
　　，
　　。
　　其中：土的內摩擦角=26o，土的重度r=19.5kN/m3。
　　,.
　　（2）樁的埋入深度計算
　　根據《深基坑支護設計與施工》里單支撐（錨桿）擋土樁墻的計算理論，對A點取矩，得，用試算法求得，即鋼板樁入土最小深度為4.03m，設計將x乘1.1～1.2，則鋼板樁總長為6+4.03×1.2=10.84m，實際樁長取12m。
　　2.3橫向支撐選型
　　（1）橫支撐力計算
　　對B點取矩，，代入以上已有數據，得。
　　（2）橫向支撐選型
　　根據橫向支撐最大受壓力Ta=169.79kN，擬初步采用Φ400×8鋼管，其截面積。橫向支撐間距離取4m，驗算受壓強度是否滿足強度要求，,強度足夠。
　　（3）橫向支撐穩定計算
　　經計算，Φ400×8鋼管慣性矩，回轉半徑，長細比，滿足長細比要求。查表C-2,得，則，整體穩定性滿足要求。
　　2.4、鋼板樁受彎強度驗算
　　（1）鋼板樁最大彎矩計算
　　最大彎矩在剪力為零處，從樁頂往下y處剪力為0，則,計算得，最大彎矩為。
　　（2）鋼板樁受彎強度驗算
　　
　　抗彎強度滿足要求
　　綜上所述，選用拉森Ⅳ號鋼板樁、樁長12m是合適的。
　　3鋼板樁施工注意事項
　　1、打樁過程中有時遇上大的塊石或其它不明障礙物，主要位于原擋墻底板下，估計是原擋墻的拋石基礎，導致鋼板樁打入困難，由于此時樁的入土深度還很小，可以把樁拔起稍移位再打，但必須保證相鄰的鋼板樁相互扣緊。
　　2、鋼板樁雜填土地段擠進過程中受到石塊等側向擠壓作用力大小不同容易發生偏斜，采取以下措施進行糾偏：在發生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m～2.0m，再往下錘進，如此上下往復振拔數次，可使大的塊石被振碎或使其發生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。
　　3、在基礎局部較軟處，有時發生施工當時將鄰樁帶入現象，采用的措施是把相鄰的數根樁焊接在一起，并且在鋼板樁的連接鎖口上涂以黃油等潤滑濟減少阻力。
　　4．拔樁：基坑回填后，要拔除鋼板樁，以便重復使用。拔樁是關鍵的一步，由于拔樁時會帶出土粒形成空隙，土層可能受到擾動影響周圍建筑安全。根據沉樁情況確定從鋼板樁插入土層較淺的開始，采用間隔拔的方法。對拔樁造成土的孔隙要及時用石屑回填并沖水夯實。
　　5.在鋼板樁支護期間，要求加強鋼板樁及左右岸建筑物的變形觀測，發現樁頂向基坑內的偏移量在2～5cm之間，變形量較小。
　　4結語
　　本工程鋼板樁支護是一個難點，由于采用了鋼板樁支護，使得施工順利進行，施工質量較好，在一個枯水期內便完成了整個水下結構部分。通過本工程鋼板樁支護的應用，積累了一定的經驗，為以后的相關設計提供了借鑒。
　　參考文獻：
　　[1]水工擋土墻設計規范（SL379-2007）
　　[2]余志成施文華深基坑支護設計與施工中國建筑工業出版社
　　[3]水工擋土墻設計中國水利水電出版社