双排钢板桩在东莞市某运河节制闸导流明渠设计中的应用.pdf

双排钢板桩在东莞市运河节制闸导流明渠设计中的应用 摘要：结合工程实际，本文首次将双排拉森钢板桩作为边坡支护兼作临时挡土墙结构，其施工简便、快捷，能有 效防止流砂、流土，抗渗性能优异，不失为一种经济合理的边坡支护措施，在透水地基的边坡防护中具有一定的参考 价值。 关键词：拉森钢板桩；锚定；入土深度；重力式挡土墙 1、工程概况 东莞市樟村水质净化厂位于运河樟村段，设计日处理能力近期为 360 万吨，远期为 460 万吨，现为亚洲最大的污 水处理厂，工程总投资约 4.3 亿元，工程已于 2002 年全面开工建设，近期已竣工投入使用。作为净化厂配套工程的运 河节制闸，位于厂区上游，担负着拦污、引污的任务，节制闸能否按时竣工投入使用，是净化厂能否按时投产的关键。 节制闸设于运河樟村段，历史上实测最大洪峰流量 400m3/s，估算施工期（10月-4 月）最大流量 100 m3/s。考虑 到本工程工期紧，场地狭窄，需全断面截断运河进行施工，设计时初拟在节制闸左岸或右岸布置导流明渠进行施工期 导流，实际布置时发现右岸已有进出水涵、提升泵房、施工道路等设施，在该处布置导流明渠难度很高，且施工干扰 也很大，不利于赶工期抢进度，故最终将导流明渠布置于节制闸左岸滩地，即东江大堤一侧。枢纽布置见图 1。 考虑到导流明渠设计流量较大，导流时间也较长（实际使用将近半年），设计时明渠右侧采用连续灌注桩（兼作水 闸左岸墙），左侧采用浆砌石挡土墙，砼护底、护面，设计渠长 215 米，渠净宽 20米，渠底纵坡 1/1000。断面形式如 图 2。 由于多种原因，工程推迟到 2002 年 12 月才动工，此时东江、运河水位均较高，在明渠挡土墙基底试开挖时发现 在高程 0.00米处有砂夹层，地下水位很高，其地质条件与节制闸早期布孔存在较大差异，开挖过程基坑有流砂、滑坡 现象发生，已危及东江大堤安全，工程被迫中止。 由于导流明渠是节制闸工程的瓶颈,为尽早开始节制闸,主体工程的全面开工建设，经充分比较分析，尝试采用双 排钢板桩代替原设计的浆砌石挡土墙，修改后断面形式如图 3、图4。 2、工程地质 为摸清拟打钢板桩位置的基岩出露情况，以便合理选择桩型、桩长，避免浪费，沿桩轴线补充地质钻探（均为观 察孔），结果表明，基岩面起伏极大，强风化砂岩岩面高程-3.02~-8.05m，其中 75%岩面高程-3.0~-4.0m，岩面以上主 要为中细砂层及耕作土层，地质条件良好。 3、钢板桩支护设计 3.1 钢板桩简介 钢板桩是一种较老的基坑支护方式，采用锤击或振动方法打入带锁口的桩体，使之在基坑四周闭合，并保证水平、 垂直和抗渗；桩体可作成悬臂式、坑内支撑、上部拉锚等支护方式，作为在土方开挖和基础施工时抵抗桩背的土、水 压力，使之达到基坑内外稳定；桩的型式有 U型、Z 型及直腹型等，常用的是 U 型咬口式(本工程即采用该桩型)。 钢板桩最初主要应用于工业与民用建筑的深基坑支护，由于其施工方便快捷、挡土止水效果良好，近期我院已将 其应用到多宗水利工程的边坡支护设计中，取得较好的经济效益。但由于钢板桩一次性投资大，打拔费用高，施工时 有躁音、振动等问题，在经济欠发达地区、城区应用受到很大限制。 日本拉森 U 型钢板桩资料 尺 寸 截面积 重 量 二次力矩 截面模量 种 类 W h t 每片 每片 每米 每片 每米 每片 每米 (mm) (mm) (mm) (cm2) (N/m) (N/m2)