珠海市西江市政设计有限公司 广东珠海 519000
摘要：本文以珠海市某污水管道管槽开挖钢板桩支护为例，介绍拉森钢板桩在软土地区管槽开挖支护中的应用及要求。
关键词：拉森钢板桩 软土 管槽 开挖支护
1、前言
珠海位于我国的南部沿海地区，广泛存在淤泥、淤泥质土等软土地区。由于施工空间受限，不能采用放坡开挖的施工方式。拉森钢板桩作为基坑开挖的临时挡水挡土的围护结构，具有强度高、结合紧密、不易漏水、施工简便、可重复使用等优点。
本文以珠海市某污水管道管槽开挖钢板桩支护为例，介绍拉森钢板桩在软土地区管槽开挖支护中的应用及要求。
2、场地条件
1）场地地理位置及地形地貌
拟进行的某污水管道工程位于珠海市，原始地貌类型为滨海平原地貌，地形均较平坦，现状为已建成市政道路。
2）土层分布情况
①素填土：层厚1.6m，黄褐色带褐色，稍经压实状为主，主要以粉质粘土、砂粒混碎石块为主，为人工回填土。
②淤泥：层厚6.05m，深灰、灰黑色，呈饱和、流塑。含少量有机质，有泥臭味。
③粗砂：层厚2.95m，灰黑、灰黄、灰白等色，饱和，稍密~中密。颗粒矿物成份主要为石英，次棱角状，分选性差，局部含贝壳碎屑及薄层中砂等。
3、钢板桩型号选择
本工程基坑深度约为3.0~4.0米，考虑钢板桩需要有足够的嵌固长度，选用拉森SP-III型钢板桩，长度为9米/根；钢板桩支护内撑设置2道型钢围檩和支撑。
4、钢板桩基坑支护计算
钢板桩计算采用理正深基坑7.5软件。
（1）计算方法
土压力模型采用弹性法土压力模型；基坑支护设计计算方法采用弹性抗力法（m法），m法是假定桩侧土反作用力系数随深度而呈直线变化；内力计算方法采用增量法。
（2）计算模型
选取最不利断面进行设计计算，设计采用9m长拉森SP-III型钢板桩支护，支护模型如图1所示：
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（3）计算参数
拉森SP-III型钢板桩计算参数如下：截面尺寸400mm（宽度）×125mm（高度）×13mm（厚度），重量为60kg/m。围檩采用HW400×400×13/21mm型钢围檩，支撑采用D377mm，t=8mm钢管支撑。
基坑外附加荷载按10kPa，作用宽度1m，距坑边0m。内侧降水最终深度3.5m，外侧水位深度1m。
土层参数：①素填土，重度r=18.5kN/m3，黏聚力ｃ=15.40kPa，内摩擦角=13.21°，层厚1.6m；②淤泥，重度r=15.7kN/m3，黏聚力ｃ=4.06kPa，内摩擦角=2.82°，层厚6.05m；③粗砂，重度r=20.3kN/m3，内摩擦角=30°，层厚2.95m。
（4）内力计算
分别对工况１、工况２、工况３、工况4、工况5进行计算分析，得出工况
5为最不利情况，工况5内力位移包络图如图2所示：
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基坑内侧最大弯矩118.84kN.m，基坑外侧最大弯矩96.59kN.m，最大剪力
122.72kN。
基坑沉降图如图3所示：
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根据地表沉降图，基坑影响沉降范围达8m，本项目位于已建成市政道路，需做好基坑周边的沉降监测。
（5）基坑支护计算内容：整体稳定验算、抗倾覆（踢脚破坏）稳定性验算、抗隆起稳定性验算、流土稳定性验算
1）整体稳定验算
计算方法：瑞典条分法；应力状态：总应力法；条分法中的土条宽度：0.5m。
滑裂面数据：圆弧半径（m）R = 10.223；圆心坐标X（m）X = -0.757；圆心坐标Y（m）Y = 4.657
经计算：整体稳定安全系数 Ks = 2.812 > 1.30，满足规范要求。
2）抗倾覆（踢脚破坏）稳定性验算
抗倾覆（踢脚破坏）稳定性验算应满足下式要求：
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工况1：此工况不进行抗倾覆稳定性验算!
工况2：Kt = 2.398 >= 1.200，满足规范要求。
工况3：Kt = 1.782 >= 1.200，满足规范要求。
工况4：Kt = 1.982 >= 1.200，满足规范要求。
工况5：Kt = 1.773 >= 1.200，满足规范要求。
安全系数最小的工况号：工况5，最小安全Kt = 1.773 >= 1.200，满足规范抗倾覆要求。
3）抗隆起稳定性验算
①从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：
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a.支护底部，验算抗隆起：
Ks=（16.829×5.500×18.401+0.000×30.140）/（16.888×（3.500+5.500）+2.273）=11.041
Ks = 11.041 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。
b.深度10.600处，验算抗隆起：
Ks=（17.611×7.100×9.006+22.480×18.520）/（17.403×（3.500+7.100）+2.273）=8.260
Ks = 8.260 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。
②坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算，结果如下：
Ks = 2.837 ≥ 1.900，坑底抗隆起稳定性满足。
4）流土稳定性验算
抗流土稳定验算应满足下式要求：
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K =（2.00*5.50 + 0.80*2.50）*6.83/（2.50*10.00）
K = 3.551 >= 1.50，满足规范要求。
5、钢板桩施工注意事项
（1）基坑开挖应遵循”开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖“的原则。
（2）基坑周围地面设置临时排水沟，应避免漏水、渗水进入坑内。
（3）靠近现状路面的基坑侧壁顶部1m范围内不得通行车辆，其他基坑侧壁顶部2m范围内不得堆载（如翻挖土）。
（4）基坑开挖过程中应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。
（5）开挖至坑底标高后，坑底应及时满封闭并进行管道垫层施工。
（6）钢板桩锁口处理：锁口内应填充油脂等润滑油。遇地下水丰富而难以排除路段，钢板桩组拼时，在锁口内填充防水混合料，咬合的锁口再用棉絮、油灰嵌缝密实。
（7）拔桩顺序：根据现场实际情况，应采用分次、分段、间隔拔桩的顺序，尽量不要采用一次连续拔桩的方法。
（8）桩孔处理：为及时回填桩孔，每拔高1m暂停引拔，振动几分钟让土孔填实。钢板拔出桩孔后，剩余的空隙应及时用1：1水泥砂浆填实。
6、结语
本工程通过采用9m长拉森SP-III型钢板桩支护，加设置2道型钢围檩和支撑，并采取正确的钢板桩施工方式，可以达到较好的支护效果。施工过程中还应加强基坑监测。
参考文献：
（1）中华人民共和国住房和城乡建设部.钢板桩.JG/T 196-2018.中华人民共和国建筑工业行业标准.2018
（2）中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基处理技术规范.JGJ 79-2012.中国建筑工业出版社.2012.
（3）中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基基础设计规范.GB50007-2011.中国建筑工业出版社.2011.
（4）刘国彬，王卫东．基坑工程手册（第二版）.中国建筑工业出版社.2009