浙江省正邦水电建设有限公司 310051
摘要：对深水围堰进行施工时，拉森钢板桩应用范围越来越广。本次研究过程中，笔者将先通过实例分析给出其具体的概念、设计核心以及施工注意事项，为实际应用提供科学依据。
关键词：深水围堰；拉森钢板桩；应用；桥梁承台
拉森钢板桩具体很强的整体性与稳定性，属于刚刚兴起的建筑材料，具有广泛的用途，前期投资较小，并且符合绿色环保理念。针对深水围堰工程，详细介绍拉森钢板桩的应用情况，给具体施工奠定理论基础，其研究价值巨大。
1 概述
1.1拉森钢板桩的划分与特征
按照支护结构的差异，能够将其分为支撑式、悬臂式以及锚拉式等；参照外观的差异，能够将其划分为Ⅳ型、Ⅴ型以及Ⅵ型，这些材料中，Ⅳ型所需成本较小，不存在复杂的工艺流程，在实际施工中应用非常广泛。拉森钢板桩之所以成为良好的建筑材料，原因有以下几点：强度大、质量小、防水性能优越、方便快捷、工艺简单以及锁口紧密等。
1.2在深水围堰施工中拉森钢板桩的运用
拉森钢板桩属于特制材料，对基坑施工具有重要意义，能够发挥挡水、挡土等作用，借助外力将其打入地基内，打造连续性的板墙。深水围堰施工时，这种材料往往用于浅水区承重，尤其是风化岩层等特殊环境，这种材料具有非常好的性能。除此之外，浅水区施工时也会大量用到这种材料。
2 拉森钢板桩水中围堰的构成及设计
2.1 拉森钢板桩围堰的构成及设计要点
拉森钢板桩围堰能够分为：拉森钢板桩、内支撑与混凝土封底。具体施工时，要注意以下几点：第一、收集参数；第二、明确支撑层数与间距；第三、给出长度；第四、复核检验钢板桩的强度；第五、验算抗倾覆性能；第六、核对基地隆起；第七、明确腰梁的强度与刚度。在验算钢板桩的长度时，要提前求得封底的厚度，其数学关系式为：
2.2 拉森钢板桩的围堰结构
2.2.1 堰体
围堰往往多面邻水，实际施工时，不仅仅要承受船舶发出的冲击力，也要承受漏水的威胁，所以内侧往往要采取特殊保护措施，只要接近水面的地方均采取槽钢板保护。整个结构的宽度与高度均要满足各项标准与要求，承台结构边缘与围堰内侧钢板桩间距离必须大于一米。为了消除漏水隐患，确保施工顺利进行，还能够在围堰的内侧与外侧铺设毛竹片、尼龙布条等材料。
2.2.2内支撑
承台基坑施工时，要使用140工字钢做保护，在钢板桩顶部，采用单层或者多层围擦做支撑。具体操作时要注意以下几点：第一、倒木砧要安装在钢板桩与围擦交接凹陷处；第二、保证部件与部件间的连接稳定性。施工时也会遇到变形等难题，要想彻底解决该难题，要结合具体情况适当增加内支撑道的数量，采用特种钢材将其连接，防止出现变形，并且使用工字钢材进行斜撑。
2.3钢板桩围堰受力计算
2.3.1数据参数搜集
收集数据时，要实地测量水深，必须清除淤泥的干扰，架设多层支护设施。除此之外，还要掌握以下参数：钢板桩的惯性模量W、抗弯设计强度设计值[fb]、水度重、沙粘土重度、内摩擦角以及粘聚力。
2.3.2拉森钢板桩的长度计算
围堰封底抽水过程中，混凝土必然会承受向上最大水压的作用力，这种情况下封底的混凝土必须保持原状，不得出现断裂等现象，要达到抗弯需求。参照周边简易支撑的双向板，基于载荷均匀分布的前提下，准确的计算跨中弯矩W。实际求弯矩的系数时，要综合考虑围堰的长宽比值，正常情况下要介于0.4-0.9间。核算完上述数据后，优先选择最小跨度，随即按照求出的弯矩值计算求出封底的厚度。
受到封底混凝土与钢板间粘滞力的作用，维持静水压力不被破坏时，要达到抗浮需求，因此要检验钢板桩是否达到抗浮稳定要求，验算公式如下：
3 施工要点
3.1 钢板桩检验
（1）通常用于基坑临时支护的钢板桩需要对其外观进行检验，具体检验项目包括厚度、宽度、表面缺陷等，如若发现不满足标准的板桩，需对其进行必要的校正。
（2）锁口检验。具体选择2m左右的钢板桩做标准，一发现存在扭曲、死弯现象，立即做出校正。
（3）宽度检验。具体通过钢尺工具进行宽度验证，如果肉眼即可看出变形，则要进行更精密测量。钢板测量宽度偏差超出预计范围，在后续施工时要尽可能避免使用该钢板。
（4）符合上述检验的钢板，在具体使用时应先在锁口处涂抹适量混合油，目的在于确保其润滑性。
3.2 施工
在施工过程中，最大限度保证打桩和槽钢焊接的坚固性，为后续打桩精准度的提升奠定基础。插钉中要保证钢板桩和导向架是紧密连接，利用相垂直2个方位经纬仪检验，随时利用履带进行调整，避免出现偏位现象，直到钢板桩标高同设计相吻合。
3.3 抽水与支撑
速度和高度都会对抽水产生影响，因此在实际施工中要准确控制抽水的速度和高度。先和安装第一支撑，后进行抽水，到第二道支撑处停止，紧接着即可安装第二道围禀和支撑，后继续抽水，以及安装第三道支撑，按照顺序直到最后停止。另外，在整个施工过程中要严格按照施工图进行，尤其是内撑构件等。
3.4封底
在完成抽水和清除淤泥作业后，即可检查基坑内部情况，如果没有发现任何异常，便可利用混凝土进行最后的封底干工作。封底时要注意尽可能一次性完成浇筑工作，否则浇筑质量可能会受到影响，造成不必要损失。
4 工程案例
4.1 某工程钢板桩围堰相关资料
水利工程中河水、承台顶端、河床标高分别对应为+3.0米、-2.1米和-2.1米，河水水深为5.1米。拉森Ⅳ型钢板桩宽1米，内腔边长b同外腔边长a各自对应的截面模量分别为2037平方厘米和788平方厘米。采用的插钉方式为锁扣对称之字形，图2描述了具体的围稟插桩法。图中围稟截面周线对称的标准为b边，因此在后续计算抗弯模量时，可选取b为参考对象。
拉森钢板桩的材质为3号钢，总长为12米，底端和顶端标高分别为-9米和+3米，可承受最大200MPa弯曲应力，对应单位质量为75kg/m、187kg/m3。
4.2 单锚深埋钢板桩
依照上述计算方法得到最小深度值为4.52米，钢板桩总长11.6米。因此在实际施工中选取的钢板长度应为12米，以此来确保围堰工程是安全稳定的。
4.3 内支撑受力验算
计算所得横围稟最大可承受119.5kN，依照公式，可发现105MPa<[]，由此可见，受力条件是满足的。对应的最终受力结果为：压杆稳定系数=0.520，受力99.3MPa。
5 结束语
实践证明，拉森钢板桩在深水基础围堰工程中扮演者非常重要的角色，可有效阻止渗水、管涌等现象，且具有极高稳定性，施工速度快等优势，为承台、钻孔灌注桩安全施工提供了良好保障，可以进行重复使用。相比较而言，其在入土深度应用方面，相关研究较少，有必要展开更深入研究和探讨。
论文作者:曾祥科
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/8
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