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l引言

水利水電工程的大力發展，我國很多水利工程都用到大型基坑技術。鋼支撐作為其中重要支撐護壁技術的～個分支，基坑的支護形式和所選材料種類很多，應根據項目的具體情況采用合理的支護類型。例如，在管道基坑工程施工過程中所運用的支護類型主要有放坡開挖、水泥攪拌樁支護、噴錨支護等。但是，在許多的戶外的施工現場，由于各項技術和環境條件的約束與限制，許多的支護型式復雜的環境條件下得以實現，這時需要一種既能滿足強度條件，又能滿足施工條件，且經濟和效益好的支護型式，而鋼板樁支護正好滿足了這種需求。工程實踐表明，鋼板樁應用于水利工程施工支護，既可達到止水的目的，亦可達到支護的目的，且具有足夠的強度，因此可獲得良好的經濟效益。

2鋼板支護樁的組成結構及其形式

2．1鋼板樁支護簡介

鋼板樁支護是一種施工簡單、投資經濟的支護方法。它由鋼板樁、錨拉桿(或內支撐錨碇結構、腰梁等)組成。由于鋼板樁本身柔性較大，如支撐或錨拉系統設置不當，其變形會很大。但如果基坑深度過高(如超過7m)，則基坑不宜采用鋼板樁支護，除非設置多層支撐或錨拉桿。從實質上講，鋼板樁屬懸臂式圍護結構中的板樁式結構，該結構有重量輕、強度高，鎖口緊密、施工方便、施工速度快等優。雖然用鋼量大，似鋼板樁可以重復利用，這樣相對造價又較低、開挖深度不大(軟土地區小于4m)，地下水位不高的深基坑的支護中，鋼板樁的使還是較為普遍的。

2．2鋼板樁的種類

鋼板樁主要有國產和進口這兩大類。國產鋼板樁主要有鞍Ⅳ和包Ⅳ型的拉森式(u型)兩種類型。國產的鋼板樁的使用條件比較苛刻，較多的應用于不太深的基坑支護。，進口鋼板樁由于其質量及造價兩方面具有較大優勢，故在實際的水利工程施工中運用得比較多，日本及美國是生產鋼板樁較多的國家。日本有拉森式z型、直腹板式、H型、組合式等多種類型。美國主要有z型、拉森式、直腹式等種類。另外還生產一些非標準形式的鋼板樁，以滿足不同工程的需要。在工程計算之前按地質水文等情況根據相關工程手冊及工程經驗進行鋼板樁型式的初步選擇。

3鋼板樁支護在水利工程實踐中的使用特點

在實踐施工過程中，鋼板樁的具體選用根據本基坑工程的特點，經過經濟、技術及工期等綜合比較，最后進行優化，從工程造價的整體考慮來得出最優化的配選。在大型水利施工現場，鋼板樁的使用必須要進行諸多方面的考慮。

3．1鋼板樁支護必須遵循相應的力學原理

鋼板樁作為基坑支護結構的一種，它具有強度高，適應性強，結合緊密、不漏水性好，施工簡便，速度快，對臨時工程可以多次重復使用等特點。而這些優良性能的前提是其必須滿足其內力的設計要求。鋼板樁支護的內力分析主要是計算鋼板樁反彎節點處的應力，相應的計算要結合實際施工過程中鋼板樁的最小入土深度，并將其簡化為等直梁來進行簡要的設計校核計算，但必須強調的一點是，由于土質條件的不確定性和多變性，計算過程中所取的入土深度必須保留一定的裕度，必須乘上一個裕度因子，這個系數一般選取1．1-1．2為最佳。

3.2支護系統本身必須滿足相應的力學原理

支撐系統內力計算主要是分析圍檁和桿件(或拉錨)的內力，圍檁為受均布荷載作用的連續梁，采用工程力學和結構力學的相關計算設計準則進行相應的設計計算和校核。

3．3鋼板樁支護系統的穩定性必須有保障

在工程實踐中，鋼板樁支護體系的穩定性驗算是基坑工程設計計算的重要環節，更是整個施工過程安全高效進行的前提條件和最核心的要求。主要包括兩個方面的穩定性校核檢驗：系統整體穩定性校核和局部抗顛覆穩定性校核。系統整體穩定性校核一般采用土層的圓弧滑動面計算，它不同于邊坡的滑移面計算，由于受支撐或錨桿的影響，圓心位于坑壁面上方，靠內側附近。考慮支撐作用時，當考慮支撐作用時，整體的穩定性檢驗可以采用簡便的校核手段，因為支撐作用的設計計算已經涵蓋了整體的穩定性要求。局部抗顛覆穩定性校核是用于驗算最下道支撐以下的主動、被動土壓力繞支撐點的轉動力矩是否平衡，是否存在安全隱患的主要手段和途徑。

3．4鋼板樁的應變估測

當基坑附近有建筑物和地下管線時，必須對支護結構進行變形估算，以確保建筑物及管線的安全，基坑周圍土體的變形應根據土質、支護情況及當地經驗采用合適的估算方法來進行鋼板樁變形的估計預測，通過鋼板樁的應變估測可以有效的防止因鋼板樁的失穩而導致的較嚴重的工程塌方事故，同時也可以很好的幫助我們制定相應的檢測周期和鋼板樁使用壽命的預測。

3．5鋼板樁支護的施工過程及其施工順序要求

鋼板樁一股采用液壓震錘將其打入土中，施打前先查明地下管線、構筑物的情況，避免在施打的過程中對某些地下設施造成嚴重的損壞。施打之前還必須測放出支護樁中心線。在施打中考慮到鋼板樁較長，鋼板樁容易向一邊傾斜，由于傾斜誤差積累不易糾正，難以控制鋼板樁墻的平直度，所以鋼板樁施工擬采用屏風式打入法。

(1)鋼板樁的設置位置要符合設計要求，便于混凝土箱涵基礎施工，即在基礎最突出的邊緣外留有支模、拆模的余地。

(2)打樁前，對鋼板樁逐根檢查，剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴重的鋼板樁，不合格者待修整后才可使用。

(3)基坑護壁鋼板樁的平面布置形狀應盡量平直整齊，避免不規則的轉角，以便標準鋼板樁的利用和支撐設置。

(4)整個基礎施工期間，在挖土、吊運、扎鋼筋、澆筑混凝土等施工作業中，嚴禁碰撞支撐，禁止任意拆除支撐，禁止在支撐上任意切割、電焊，也不應在支撐上擱置重物。

4鋼板樁支護的使用施工監測

監測是指在基坑開控與地下工程施工過程中對基坑土層性狀，支護結構變位和同邊環境條件的變化，進行各種觀測及分析，并將觀測結果及時反饋，以指導設計與施工。現已應用計算機監測，可以提供施工過程中支護體系及環境的受力狀態及變形數據。由于信息技術及加固技術的提高，已經可以實現毫米級的變形控制。如果地下水位較高，水力大，從經濟上及安全考慮，宜選擇相應的降水方案。基坑整個施工過程中應全程進行位移、沉降的觀測。并將數據及時反饋，以便及時發現問題．必要時調整方案，使安全隱患降至最低。

5結束語

在水利工程施工中，基坑向著深、大、周圍環境復雜的方向發展，使得深基坑開挖與支護的難度愈來愈大。鋼板支護樁應用于水利工程施工有其不可取代的位置和內在價值，其將逐漸得以推廣運用。