东莞市道滘镇厚丫路改造工程钢板桩支护设计

张建忠

摘要： 钢板桩防护在基坑防护中已经得到广泛利用，但对这类结构在市政污水工程中的原理和特性认识还很不充分，目前所采用的钢板桩支护都存在很大的浪费行为，有些还存在安全隐患。本文较详细的分析了钢板桩结构受力情况，阐述了合理利用钢板桩防护的计算过程。

关键字： 钢板桩 ，基坑防护， 市政道路

Abstract: the steel sheet pile foundation pit in the protection of protection has been widely used, but for this kind of structure in municipal wastewater engineering principle and characteristics of knowledge is not fully, at present the steel sheet pile supporting is put in very big waste of behavior, and some are still being security hidden danger. This paper a detailed analysis of the steel sheet pile force structure, this paper expounds the reasonable utilization of steel sheet pile protection calculation.

Key word: steel sheet pile, foundation pit protection, municipal road

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

一、 概述

东莞市是一个新兴的工业城市，经过二十多年的高速发展，某些镇区市政道路排水、污水已经远不能满足城市雨水和污水的排放要求，需对道路进行改造。道滘镇厚丫路是其中较为典型的道路。

二、 工程概况

厚Y路位于道滘镇区，属于城市次干道。路线呈西南走向，起点K0+000于道滘镇永庆村，经南丫大桥，终点K3+619.54与南阁中路平交相交。设计路线总长3.61954公里。 厚丫路作为中心商业区、生活区的集散交通要道，承载了镇区中心地带主要功能。

近年来，东莞市道滘镇社会经济发展与城市建设成绩显著，但是随着经济发展带来的环境污染问题也日益严重，因排水设施的建设滞后于城镇的发展，大量的污水未经处理即直排入附近水体，致使河流严重污染。为了有效解决水污染问题，实现城市可持续发展的战略目标，东莞市政府及道滘镇镇政府决定在近几年内投入大量资金分期分批建设镇区的城市污水处理厂及镇区污水管道。

厚丫路改造工程中，K3+097~ K3+619.54路段左侧新建污水管，污水管设置在行车道中，距离行车道边线2米处。

因污水管道设置于行车道中，且人行道有高压铁塔，两侧商铺林立，为不影响道路行车道安全及商铺正常营业，本次污水设计采用悬臂钢板桩防护，基坑不放坡，不破坏人行道。

三、地质条件

基岩面起伏极大，强风化砂岩岩面高程-3.37~-6.75m，岩面以上主要为亚粘土及填筑土层，地质条件良好。

四、钢板桩简介

钢板桩通常采用锤击、静压或振动方法沉入土中，这些可以单独或相互配合使用。沉桩前，现场钢板桩应逐块检查并分类编号，钢板桩尺寸的允许偏差应按以下标准控制：

截面高度 ±3 mm；桩端平面平整≤3mm；

截面宽度 mm； 长度挠曲1％。

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，但由于钢板桩一次性投资大，打拔费用高，在经济欠发达地区应用受到很大限制。

五、钢板桩计算

桩周围亚粘土重度 ＝19kN/m ,内摩擦 ＝30°，基坑深度h=2.8m~3.6m；考虑到安全因素，安全系数K=2,黏聚力C=0。本次设计钢板桩因受地形限制，采用悬臂（无支撑）支护结构。

按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）及《规程》（JGJ120-99）相关规定进行计算。

1. 入土深度计算

按《规程》所给出的嵌固深度计算公式

式1

式中 ——桩底以上基坑内侧各土层水平抗力标准值 合力之和；

——合力 作用点至桩底的距离；

——桩底以上基坑外侧水平荷载标准值 的合力之和；

——合力 作用点至桩底距离。

＝ ＝ ×19×3.6 ×tan (45°-30°/2)

=20.52KN

=22.8

=

=28.5

由式1列出

≥0

其中 ＝1

解方程得：入土深度 ≥2.78m

因钢板桩下端被动土压力的合力点不易准确确定，计算时假定作用于底端，与实际有一定差异。因此，钢板桩实际入土深度计算值增加20％，得钢板桩总桩长L

L=h+1.2 =6.94m。

2. 钢板桩最大受力弯矩计算

1） 最大弯矩截面位置

剪力为零

解得 =1.34m

2)最大弯矩值

＝69.2KN.m

3. 钢板桩结构设计

由于本工程全长523m,防护共长1046m，工程量较大，故选用较为经济的Q235槽钢，并按以下公式进行抗弯设计：

≤

选用Q235槽钢，需要的截面模量：

≥ =69.2× /(1.05×235)=280.4×

同时考虑到打拔成本，槽钢宽度不宜过低，具体尺寸参见下表

选用7m长25b号槽钢，每根重219.73kg

＝289.6×>

抗剪计算从略。

六、 钢板桩施工设计

1.打桩

打钢板桩分段进行，不宜单块打入。并根据桩的规格和封闭段长度事先计划好块数。第一块沉入桩取9m长25b号槽钢，沉入5.34m；其余桩取7m长25b号槽钢，沉入3.34～4.14m。顶面平整，并确保垂直度。

2.防水

在封闭段钢板桩全部插打完毕开始抽水时，采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法，借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的，对于变形较大的接缝用棉絮塞填。施工期间在基槽内设置一台潜水泵将漏水抽净，保证基槽无水施工。

3.拔桩

箱涵完工且养护完成后，根据沉桩情况确定拔桩起点，必要时采用间隔拔的方法，拔桩顺序与打桩时相反。拔桩时会带出土粒形成空隙，土层可能受到扰动影响周围建筑安全，对拔桩造成的土的孔隙要及时用石屑回填并水夯密。

七、结语

随着城市发展的日新月异，市政工程的工期紧、安全要求高等问题越来越突出，钢板桩防护较普通防护有其显著的优点，安全、快捷和施工简便等。以上是本人设计过程中的总结，错漏之处请各位同行批评指正。

参考文献：

《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）

《支挡结构设计手册》 尉希成 周美玲 著

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）及《规程》（JGJ120-99）

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。