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【摘要】：新建铁路南京至杭州客运专线京杭运河特大桥在软弱地质段深基坑施工中使用多种形式钢板桩进行防护，本文主要针对拉森Ⅳ型钢板桩防护结构在软弱地质段桥梁深基坑施工中的应用进行受力分析。
【关键词】：钢板桩；软弱地质；深基坑；受力分析。
1、工程概况
京杭运河特大桥(DK238+480～DK250+097段)5米以上的深基坑有803#～805#、823#和824#墩，基坑开挖深度在5.1m～5.65m之间，属深基坑施工。
基坑开挖段为软弱地质段，地质资料如下表：
2、防护方案介绍
803#～805#、823#和824#墩承台基坑施工均采用拉森Ⅳ型钢板桩防护，防护桩长18.5米，桩顶高出地面0.3米，原地面以下0.8米处设置一道围囹，根据承台尺寸，基坑长边跨中支护两道支撑，短边跨中支护一道支撑，围囹和支撑都采用直径609毫米壁厚16毫米Q235钢管。
钢板桩打入地面至设计深度后，进行第一步基坑开挖，基坑开挖1米深后安装围囹和支撑，然后再进行第二步基坑开挖至坑底。采用挖机在基坑边外1米处对基坑进行开挖，考虑挖机作用于地面的均布荷载为77.8KN/m。
3、墩承台基坑钢板桩防护结构计算
803#～805#、823#和824#墩均位于软弱地质段，表层地质结构相似，根据承台基坑深度和基坑尺寸分析，先对804＃墩承台基坑钢板桩防护结构采用深基坑支护结构设计软件进行计算。
3.1、钢板桩防护结构计算图
3.2、钢板桩防护结构基本信息
3.3、超载信息
3.4、土层信息
3.5、土层参数
3.6、支锚信息
3.7、分别基于弹性法和经典法，计算的土压力、位移、弯矩、剪力结果如下：
说明：以上图中上排数值是基于弹性法计算的桩板内力位移，下排数值是基于经典法计算的桩板内力位移。
3.8、地表沉降图：
3.9、计算防护结构抗倾覆安全系数
Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的弯矩;
Ks = 2.875 >= 1.200, 滿足规范要求。
3.10、抗隆起验算
⑴、Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，（安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部)）
Ks = 1.338 >= 1.1, 满足规范要求。
⑵、Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，（安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部)）
Ks = 1.428 >= 1.15, 满足规范要求。
⑶、隆起量的计算
式中 δ———基坑底面向上位移(mm)；
n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数；
ri———第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3)；
hi———第i层土的厚度(m)；
q———基坑顶面的地面超载(kPa)；
D———桩(墙)的嵌入长度(m)；
H———基坑的开挖深度(m)；
c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa)；
φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度)；
r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3)；
δ = 82(mm)
4、结 论
根据以上计算结果，在采用挖机在基坑边外1米处对基坑进行开挖软弱地质段承台深基坑工况下，京杭运河特大桥软弱地质段(DK238+480～DK250+097段) 5米以上的深基坑（803#～805#、823#和824#墩）采用804＃墩承台基坑拉森Ⅳ型钢板桩防护结构，钢板桩的抗倾覆安全系数和桩板的嵌固深度均满足规范要求，可保证基坑开挖和承台施工安全。
5、结 语
2011年3月我部已顺利完成本桥软弱地质段深基坑（803#～805#、823#和824#墩）施工。通过对承台基坑沉降观测点的跟踪观测, 钢板桩防护结构的弹性变形量和原地面的下沉量满足规范要求。弹性变形量均小于18mm ,原地面未出现任何裂缝。在软弱地质段深基坑采用拉森Ⅳ型钢板桩防护结构安全可行。
6、参考文献：
1、《新建铁路南京至杭州客运专线工程DK235+503.30京杭运河特大桥杭州北段》宁杭客专施图修（桥）-51-Ⅱa。
2、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）。
3、《路桥施工计算手册》人民教育出版社第1版，作者：周水兴。
4、《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】：钢板桩；软弱地质；深基坑；受力分析。
1、工程概况
京杭运河特大桥(DK238+480～DK250+097段)5米以上的深基坑有803#～805#、823#和824#墩，基坑开挖深度在5.1m～5.65m之间，属深基坑施工。
基坑开挖段为软弱地质段，地质资料如下表：
2、防护方案介绍
803#～805#、823#和824#墩承台基坑施工均采用拉森Ⅳ型钢板桩防护，防护桩长18.5米，桩顶高出地面0.3米，原地面以下0.8米处设置一道围囹，根据承台尺寸，基坑长边跨中支护两道支撑，短边跨中支护一道支撑，围囹和支撑都采用直径609毫米壁厚16毫米Q235钢管。
钢板桩打入地面至设计深度后，进行第一步基坑开挖，基坑开挖1米深后安装围囹和支撑，然后再进行第二步基坑开挖至坑底。采用挖机在基坑边外1米处对基坑进行开挖，考虑挖机作用于地面的均布荷载为77.8KN/m。
3、墩承台基坑钢板桩防护结构计算
803#～805#、823#和824#墩均位于软弱地质段，表层地质结构相似，根据承台基坑深度和基坑尺寸分析，先对804＃墩承台基坑钢板桩防护结构采用深基坑支护结构设计软件进行计算。
3.1、钢板桩防护结构计算图
3.2、钢板桩防护结构基本信息
3.3、超载信息
3.4、土层信息
3.5、土层参数
3.6、支锚信息
3.7、分别基于弹性法和经典法，计算的土压力、位移、弯矩、剪力结果如下：
说明：以上图中上排数值是基于弹性法计算的桩板内力位移，下排数值是基于经典法计算的桩板内力位移。
3.8、地表沉降图：
3.9、计算防护结构抗倾覆安全系数
Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的弯矩;
Ks = 2.875 >= 1.200, 滿足规范要求。
3.10、抗隆起验算
⑴、Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，（安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部)）
Ks = 1.338 >= 1.1, 满足规范要求。
⑵、Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，（安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部)）
Ks = 1.428 >= 1.15, 满足规范要求。
⑶、隆起量的计算
式中 δ———基坑底面向上位移(mm)；
n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数；
ri———第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3)；
hi———第i层土的厚度(m)；
q———基坑顶面的地面超载(kPa)；
D———桩(墙)的嵌入长度(m)；
H———基坑的开挖深度(m)；
c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa)；
φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度)；
r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3)；
δ = 82(mm)
4、结 论
根据以上计算结果，在采用挖机在基坑边外1米处对基坑进行开挖软弱地质段承台深基坑工况下，京杭运河特大桥软弱地质段(DK238+480～DK250+097段) 5米以上的深基坑（803#～805#、823#和824#墩）采用804＃墩承台基坑拉森Ⅳ型钢板桩防护结构，钢板桩的抗倾覆安全系数和桩板的嵌固深度均满足规范要求，可保证基坑开挖和承台施工安全。
5、结 语
2011年3月我部已顺利完成本桥软弱地质段深基坑（803#～805#、823#和824#墩）施工。通过对承台基坑沉降观测点的跟踪观测, 钢板桩防护结构的弹性变形量和原地面的下沉量满足规范要求。弹性变形量均小于18mm ,原地面未出现任何裂缝。在软弱地质段深基坑采用拉森Ⅳ型钢板桩防护结构安全可行。
6、参考文献：
1、《新建铁路南京至杭州客运专线工程DK235+503.30京杭运河特大桥杭州北段》宁杭客专施图修（桥）-51-Ⅱa。
2、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）。
3、《路桥施工计算手册》人民教育出版社第1版，作者：周水兴。
4、《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。