深基坑支護中鋼板樁的應(yīng)用
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摘要：鋼板樁已廣泛應(yīng)用于基坑支護中，它是通過一定的咬合連接措施，使抗彎強度符合設(shè)計要求的鋼板與基坑一定深度，以防止基坑塌方，抵抗基坑周圍的土壓力，維護施工期間土層的穩(wěn)定。伴隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下工程事業(yè)的迅猛發(fā)展，如何在施工過程中加強地下工程的安全施工，已成為建筑界討論的熱點，鋼板樁作為一種支護結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用研究對我國市政工程的發(fā)展具有重要意義。本文以鋼板樁在深基坑支護中的應(yīng)用為例，對鋼板樁的應(yīng)用進行了探討。
關(guān)鍵詞：鋼板樁；深基坑支護；應(yīng)用
由于鋼板樁自身的特點，使其在基坑支護中得到了廣泛的應(yīng)用，施工用途和地質(zhì)環(huán)境條件的不同，施工工藝和施工注意事項也有很大的差異，目前我國的鋼板樁施工技術(shù)雖已成熟，但在深基坑支護中，相關(guān)技術(shù)還有待進一步加強，本文對鋼板樁在深基坑支護中的施工流程、常見問題及施工注意事項進行了研究與分析，對今后的基坑支護和鋼板樁應(yīng)用具有一定的實踐意義。
1鋼板樁支護結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
鋼板樁支護結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先要選擇鋼板樁的型式，目前我國市場上常見的鋼板樁型式有U型鋼板樁、Z型鋼板樁、S型鋼板樁、直線型鋼板樁等。在選擇了鋼板樁和支撐形式后，最重要的是對鋼板樁的受力計算，由于鋼板樁是在土體中插入，這部分外邊部通常被視為懸臂梁。首先，根據(jù)勘察報告對相關(guān)土體的物理力學(xué)參數(shù)進行加權(quán)平均計算，并根據(jù)計算得到的值計算出支撐結(jié)構(gòu)的土壓力，計算出鋼板樁的土壓力一般是主動土壓力，然后根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對鋼板樁的抗彎強度允許值進行計算，從而得出懸臂板的長度。然后對圍檁分別進行計算，計算時以連續(xù)梁為計算單位，以支撐跨為計算單位，以支撐跨為計算單位，以鋼板所受土壓力為依據(jù)，確定其均布荷載。針對不同工況下三道圍檁的長邊和短邊進行了計算，以保證其截面的抗彎剪強度。并按軸心受壓構(gòu)件計算支承壓桿。
2鋼板樁施工過程中常見問題分析
為更好地分析鋼板樁施工過程中出現(xiàn)的問題，首先對我國基坑施工中鋼板樁所遇到的問題進行了分析，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，鋼板樁施工中出現(xiàn)的問題主要有以下幾點：（1）對鋼板樁施工工藝不夠重視，由于鋼板樁施工工藝比較簡單，有很多施工單位在進行鋼板樁施工時沒有進行可行性研究和施工進度計劃的編制，而是根據(jù)經(jīng)驗直接進行，這雖然在一定程度上節(jié)省了時間，但造成了現(xiàn)場施工管理混亂，鋼板樁材料堆放混亂，基坑開挖所占面積較小，如果施工工藝不合理，將增加鋼板樁的施工成本。（2）鋼板樁施工圖紙設(shè)計時應(yīng)注意的問題。鋼板樁施工圖紙設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實際地質(zhì)條件，采用相應(yīng)的土體物理力學(xué)參數(shù)，有很多設(shè)計者根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠嬎阄募捎霉こ填惐确?，而不自己計算，照搬別人的方案，降低了工程造價。但由于工程情況多種多樣，借鑒他人的方案設(shè)計未必適合當(dāng)前的情況。此外，有些設(shè)計單位，在計算鋼板樁受力時，沒有嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定，特別是計算圍梁時，往往采用連續(xù)梁法，忽視了其合理性分析，最終導(dǎo)致設(shè)計文件不符合要求，提出的鋼板樁型及其尺寸不能很好地適應(yīng)工程需要。（3）現(xiàn)場監(jiān)督管理嚴(yán)重不足，地下工程最重要的一環(huán)是基坑開挖與支護，因為這是保證地下工程安全的前提條件，而在施工過程中，許多施工單位本末倒置，只注重基坑支護，忽視工程進度，常常造成基坑坍塌，發(fā)生安全事故。作為一種安全支撐結(jié)構(gòu)，鋼板樁在施工過程中往往被許多施工單位忽略，其位移監(jiān)測相當(dāng)于對基坑穩(wěn)定性的忽略。（4）施工后期問題。鋼板樁是一種可再利用的工程設(shè)備，地下工程完工后必須回收。目前施工結(jié)束后，許多施工人員在拔出鋼板樁時不注意拔出速度，造成鋼板樁變形或回填土松動，影響工程質(zhì)量，鋼板樁變形嚴(yán)重影響接縫。拔樁后，不注意表面清理，會殘留地下水和某些具有腐蝕性的物質(zhì)，造成鋼板樁樁身的腐蝕，降低了鋼板樁的抗彎、抗剪承載能力，在二次利用時會出現(xiàn)失穩(wěn)、鼓起等問題。
3施工工藝流程及注意事項
在施工過程中，鋼板樁支護施工工藝流程簡單，操作方便，且成本較低，鋼板樁可多次循環(huán)使用，因此在基坑支護中應(yīng)用較為普遍。鋼板樁施工時，首先是場地平整，施工前對施工路段進行護欄維護，確保行人和車輛的流通，鋼板樁及打樁機械設(shè)備的放置位置處理，材料設(shè)備堆放整齊。其次是對施工場地地質(zhì)條件的調(diào)查，一般是通過鉆孔來完成，當(dāng)鉆孔布置合理時，即可一次獲得正確的土層厚度和物理力學(xué)參數(shù)，便于鋼板樁設(shè)計時確定尺寸。測定放樣時，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼板樁的放置位置，控制偏差在5cm左右。一般情況下是用振動錘來打樁，在打樁時應(yīng)根據(jù)施工圖紙用水平儀或全站儀對某支護段兩端的控制樁進行定位，用振動錘來固定控制樁，在固定控制樁時必須保證其垂直度，不能一次性將樁打進土中，應(yīng)分幾次，每次的入土深度應(yīng)保證在1.5m~2.5m之間。一次打完后及時檢查樁身垂直度，如有偏差應(yīng)及時糾正。當(dāng)控制樁安裝完畢后，其余鋼板樁依次在中間打入，同樣控制樁的入土深度。在打樁時應(yīng)注意兩鋼板樁接頭處的摩擦，采取相應(yīng)措施減少接頭處的摩擦，確保接頭處的穩(wěn)定。在對鋼板樁進行基坑監(jiān)測的過程中，開挖時采用分層對稱開挖模式，當(dāng)支架桿件設(shè)計標(biāo)高為30cm時即進行鋼板樁維護結(jié)構(gòu)施工，以保證鋼板樁的穩(wěn)定性。開挖施工過程中地下水通過鋼板樁接縫滲漏時，接縫處采用防水止水材料及時處理。挖方時應(yīng)注意減少對鋼板樁的沖擊，盡量避免因沖擊造成的不穩(wěn)定因素。保持建筑物的側(cè)向變形、地下管線的位移、建筑物的沉降等均應(yīng)控制在允許的范圍內(nèi)，進行開挖時，用全站儀或相應(yīng)的設(shè)備對鋼板樁樁頂?shù)膫?cè)向位移和豎向位移進行監(jiān)測。如樁頂?shù)膫?cè)向位移與豎向位移在允許的范圍內(nèi)，則不用對鋼板樁進行處理。如果發(fā)現(xiàn)鋼板樁產(chǎn)生的位移比較大，鋼板樁連接處出現(xiàn)鼓包等現(xiàn)象，應(yīng)加強支撐體系，進行位移控制。在施工結(jié)束后，鋼板樁必須拆除，拆除時必須保證封底混凝土達到設(shè)計強度，鋪設(shè)地下管涵，采用回填土進行回填，在保證不破壞地下管涵的前提下，對回填土進行分層壓密，回填后，澆水讓回填土經(jīng)過一定時間沉降后，進行鋼板樁的拔除。在拔鋼板樁的過程中，要松動鋼板樁，松動時間一般保持在5min左右，拔樁的速度不能過快，避免由于摩擦而使回填土產(chǎn)生松動，拔樁時若發(fā)現(xiàn)荷載突然增加，應(yīng)立即停止拔樁，將其放下一定距離后再松動，然后慢慢拔。在鋼板樁的拔除過程中，先拔除控制樁，然后是中間樁。
4結(jié)語
鋼板樁施工是一個簡單的施工過程，但其涉及內(nèi)容較多，對整個地下工程的施工質(zhì)量、施工安全和工程造價都有很大影響。但很多施工單位對此重視不夠，在深基坑支護施工中不能嚴(yán)格執(zhí)行施工程序，鋼板樁受力計算不夠科學(xué)合理，后期處理不到位，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量。本文討論了鋼板樁在深基坑中的應(yīng)用，分析了鋼板樁在施工全過程中應(yīng)采取的各種措施，并對整個施工質(zhì)量進行控制，這對我國地下工程的發(fā)展具有重要意義。
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作者：汪世亮 單位：四川科宏石油天然氣工程有限公司