中铁二局股份有限公司城通公司
1.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。
2.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。
3.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
4.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=20º，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。
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1） 取计算单位宽为
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=γKaH 12/2=20*0.49*5.52/2=148.2KN ；Ea2=γKah(H 1- yd)/2=20*0.49*7*1.2=82.3 KN
e1=γKaH=20*0.49*12.5=122.5 KN 。
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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。地埋式消防栓
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。
由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。
设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
则ƒ= Mmax/W=275.3*103/3000=91.8Mpa
91.8 Mpa<0.5[ƒ]=105 Mpa(满足要求)
城市排水5.施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程手机背光
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，及时得理。
3、钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。
4、整个施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
5.2.2 钢板桩使用前的准备工作
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1、钢板桩的检验及处理
1）钢板桩运到工地后，对桩体外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等进行检验。
2）对桩身影响打设的焊接件进行割除（有割孔，断面缺损应补强）。有严重锈蚀，需量测断面实际厚度，予以折减。
3）锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。
2、钢板桩吊运
装卸钢板桩宜采用两点吊，吊运时每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。
钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：
1）堆放的顺序、位置、方向
和平面布置等应考虑到以后的施工
方便；
2）钢板桩要按型号、规格、长
度分别堆放，并在堆放处设置标牌
说明；
3）钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。附图5.2. 2-1钢板桩标准堆放图
图5.2.2-1 钢板桩标准堆放图
5.2.3 安装导架
在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架，亦称“施工围檩”。导向架采用单层双面形式，通常由导梁和导桩等组成，导桩的间距一般为2.5～3.5m，双面导梁之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。
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