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拉森钢板桩施工工法 中铁二局股份有限公司城通公司 前言 在城市修建地铁时， 需要对基坑采用较好的围护结构， 以保证基坑开挖和主体结构施工 期间的安全， 选择支护类型时应根据基坑深度选择较为合理的支护体系， 这不仅满足施工要 求，也能够提高工作效率，降低施工成本。 在施工广州市轨道二 / 八号线延长线工程盾构 6 标【大洲停车场出入段线】吊出井明挖 段围护结构时， 根据基坑深度、 支护要求和土质情况。 选择了拉森钢板桩作为明挖敞开段支 护结构，取得了较好的技术和经济效益。 工法特点 2.1 高强度，轻型，隔水性良好，施工简单，工期缩短、耐久性良好。 2.2 建设费用较低、互换性良好，可重复使用 20 ～ 50 次。 2.3 施工具有显著的环保效果，大量减少了取土量和混凝土的使用量，有效地保护了土 地资源。 2.4 救灾抢险的时效性较强，如防洪、塌方、塌陷、流沙等。 适用范围 3.1 钢板桩适用于埋深较浅的支护结构 3.2 钢板桩沉桩适用粘性土、砂土、淤泥等软弱地层 工艺原理 在地铁浅基坑开挖前， 根据地质条件和开挖深度采用钢板桩进行支护， 并结合地质情况 和钢桩受力特点选择钢板桩型号， 使之形成一个稳定可靠的围护体系， 承受基坑开挖期间的 土体侧向压力。拉森钢板桩的适用深度，要根据钢板桩的规格，经过计算而定。 下面举例计算：已知土质饱和重度γ =20KN/m3 ，内摩擦角θ =20 o ，不考虑内聚力，基 坑深度 H=12.5m 。卸载深度 h=7m ，支护净深 H1=5.5m 。土压力如下图示。 -6.0 A A N B B Ea1 P Ea2 P 1 C Ea3 O O E2 D D 1 ） 取计算单位宽为 1m 。 Ka=tg 2 (45 °-20 °/2)=0.49 ； Kp=tg 2 (45 °+20 °/2)=2.04 ； yd=3.0* tg (45 °+20 ° /2)=4.3m 。 Ea1= γ KaH 1 2 /2=20*0.49*5.52/2=148.2KN ； Ea2= γ Kah(H 1- yd)/2=20*0.49*7*1.2=82.3 KN e1= γKaH=20*0.49*12.5=122.5 KN 。 2）经初步计算，在 -8m 处设一道支撑，求土压力为 0 处反弯点 O 。 t0= γKaH/[ γ*(KB* Kp -Ka)] (KB 为被动土压力修正系数，查规范取 1.6) =20*12.5*0.49[20* （ 1.6*2.04-0.49 ）]=2.2m 。 则 Ea3= e1* t0/2=122.5*2.2/2=134.8 KN 。 Ea= Ea1+ Ea2+ Ea3=365.3KN 。 3 ） O 点弯矩 MC=0 ， 则： 5.2N= （ 5.5/3+2.2 ） *Ea1+ （1.2/2+2.2 ）*Ea2+ （ 2.2*2/3 ） *Ea3 N= （597.7+230.4+197.7 ） /5.2=197.3 KN 。 4 ） 求钳固深度 Hd 及桩长。 O 点剪力： Q0=Ea-N=365.3-197.3=168 KN 。 M0=0 ，得 E2=3Q ，即：γ（KB* Kp -Ka ） t12/2=3Q 。 20* （ 1.6*2.04-0.49 ）t12/2=2*3*168 ， t1=4.26m 。 Hd=1.1* （t1+ t0 ） =1.1* （2.2+4.26 ） =7.1m 。 桩长： 5.5+7.1=12.6 ，未考虑土的内聚力，偏于安全，选用 12m 桩。 5) 钢板桩选用与验算。选用拉森式Ⅴ型钢板桩，规格为 500*200*19.5 ，每延米截面矩 见拉森Ⅴ型，取 W=3000cm3/m 。求钢板桩最大弯矩 Mmax 。 P 点剪力为 0 ，由γKah(y-4.3)+ γKay2/2=N 。 得 20*0.49*7* （ y-4.3 ） +20*0.49y2/2=197.3 y=5.23m 。 Mmax=197.3* （5.23-2.5 ） -20*0.49*5.233/6-20*7*0.49*0.932/2=275.3KN ·m ?= Mmax/W=275.3*103/3000=91.8Mpa 91.8 Mpa0.5[ ?]=105 Mpa( 满足要求 ) 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工准备→测量定位→安装导架→平整场地→板桩调至插桩点→将钢板桩打设至设计 标高→土方开挖（并做施工监测）→主体结构施工→拔除钢板桩→灌浆回填。 5.2 操作要点 5.2.1 钢板桩施工的一般要求 1、钢板桩沉桩施工先试桩，试桩数量不小于 10 根 2、钢板桩放线施工，桩头就位必须正确、垂直、沉桩过程中，随时检测，发现问题， 及时得